筆記本電腦ACPI詳細講解

也許用過筆記本的人都有用過這樣的功能：當你想離開筆記本電腦去做一些比較耗時的工作時，你通常都會讓筆記本電腦進入待機模式（Standby）或休眠模式（Hibernation)，但是你知道這時候你的筆記本電腦什么元件正在工作？什么元件已經停止工作？不同狀態的功耗是多少了嗎？了解這些對于現在我們保護我們自己的愛機的元件壽命和都在提倡的節電和環保都有很多積極的意義，好了，廢話少說進入正題：
ACPI 是E文“Advanced Configuration and Power interface ”的縮寫，是由 INTEL,MICROSOFT,TOSHIBA所共同制定的. 是為了在操作系統和硬件之間有一個共同的電源管理接口. 以改進以前在電源管理上由各別的廠商所制定的不統一接口.
ACPI改善了原有的通過BIOS來進行電源管理的模式(APM),提供了一個比較優秀的電源管理模式和配置管理的接口規范.ACPI為從原有的硬件到ACPI兼容硬件之間進行有序的過渡提供了一種有效的方式,且它還允許在一臺機器當中共存ACPI和APM管理機制,已備需要時使用.
另外,新的系統架構還突破了當前即插即用接口介面的局限性,對其進行了擴展.ACPI為原來的母板配置接口進行了改善,使其能夠支持這些高級的系統架構并以更有效的狀態運行.
ACPI 由 Win98 及 WNT5.0 開始支持. 把電源管理的功能整合到操作系統中. 藉由統一的接口來控制所有硬件的電源操作. 從 Notebook 到桌上型和服務器均包含在此規格內，是操作系統直接進行電源管理(OSPM)中的關鍵.

所有的狀態可分為 G ( Global) , D ( Device ) , S ( Sleeping ) , C ( CPU ).

Global 是指所有系統. 又可分為：

G0 - Working 工作狀態. 使用者程序可正常的執行. 但是設備可以動態分配它們自己的狀態. 在沒有用到此設備時. 此設備可進入其它非工作狀態。該狀態下，系統實時響應外部事件（該狀態下，不能拆裝機）

G1 - Sleeping 此狀態下系統銷耗較小的電源. 沒有任何使用者的程序在執行.系統看起來就像在關機狀態.因為此時顯示屏幕是被關閉的. 只要有任何喚醒激活的事件傳達進入系統即很快會回復到工作狀態. （該狀態下，不能拆裝機）

G2/S5 - Soft Off 此狀態下系統只保留非常少的電源. 沒有任何使用者和操作系統的程序在執行. 這個狀態下需要較長的時間來回復到工作狀態. （該狀態下，不能拆裝機）

G3 - Mechanical Off 整個系統的電源均關閉. 沒有任何電流通過系統. 系統只能重新打開電源供應器的開關來激活. 此狀態下電源的消耗為零.

Global 狀態摘要
系統狀態 在運
行軟件 喚醒時間 電源消耗 OS重啟 安全拆裝 電子方式退出狀態
G0 - Working YES 0 LARGE NO NO YES
G1 - Sleeping NO >0 SMALL NO NO YES
G2/S5 - Soft Off NO LONG VERY NEAR0 YES NO YES
G3 - Mechanical Off NO LONG RTC BATTERY YES YES NO



Device 是指一些設備. 例如調制解調器 , 硬盤, 光驅等. 又可分為：

D0 - Fully-On 正常工作下.

D1 可節省較少的功耗，仍然保持ACTIVE的設備功能較D2要多的多,該狀態由設備本身所決定，有些設備不能進入D1 STATE。

D2 某些功能被關閉. 可省較多的電源. 該狀態由設備本身所決定，有些設備不能進入D2 STATE。

D3 - Off 此狀態下設備的電源完全被移出， 所以下次電源再一次被供應時需要操作系統重新再對這個設備作一次設定（此狀態下設備不對地址線進行譯碼）該狀態需要最長的喚醒時間，所有的設備都可以進入該狀態。

Device 狀態摘要
設備狀態 電源消耗 設備活動功能 喚醒時間
D0 – Fully On 依據操作需要而定 All None
D1 D0>D1>D2>D3 >D2 <D2
D2 D0>D1>D2>D3 <D1 >D1
D3 - Off 0 None 需要完全初始化和重新加載



Sleeping 是指在 G1 下系統進入睡眠狀態. 又可分為：

S0 - Full on 正常工作下，所有設備全開，功耗一般會超過80W

S1 – Sleeping（POS）Power on Suspend,淺休眠狀態，在此狀態下可很快的回復系統的運作, 系統（CPU OR CHIPSET）的內容均沒有遺失.，但是CPU已經停止工作，其他的部件仍然正常工作，這時的功耗一般在30W以下。（其實有些CPU降溫軟件就是利用這種工作原理）

S2 - Sleeping 類似 S1 但是 CPU 和 Cache 的內容巳遺失. 系統回復后操作系統需要維護 CPU 和 Cache 的內容。這時CPU處于關閉狀態，總線時鐘也被關閉，但其余的設備仍然運轉，喚醒事件發生后，首先由CPU 的reset信號開始動作。

S3 – Sleeping（STR） Suspend to RAM,除了內存的資料外其余 CPU , Cache , Chipset 的內容均遺失. 內存的內容由硬件維護，喚醒事件發生后，首先由CPU 的reset信號開始動作。這時的功耗不超過10W。

S4 - Sleeping（STD） Suspend to DISK,此狀態有最低的功耗， 最長的喚醒時間，所有的設備均被關閉。系統主電源關閉，但是系統信息會存入硬盤，硬盤仍然帶電并可以被喚醒。

S5 - Soft Off 即是G2 的狀態，和 S4 類似。連電源在內的所有設備全部關閉，但操作系統不維護任何內容,該狀態下需要一個完整徹底的啟動過程來重新喚醒系統，BIOS使用一個不同的狀態值來區分S4和S5兩種狀態喚醒時是否將需要從保存的內存鏡像來啟動。這時的功耗為0。


CPU工作狀態可分為 ：

C0 CPU 正常執行指令.

C1 有最低的喚醒時間. 在該狀態下的硬件喚醒時間必須足夠小，這樣操作軟件在決定是否使用該設備時可以完全忽略掉該狀態下的硬件喚醒時間。除了將處理器置于一個非執行指令電源狀態外且該狀態下軟件完全不受影響。

C2 較 C1 更節省功耗，該狀態下有比C1稍長的喚醒時間，這是由ACPI系統固件所決定的，操作軟件可以依據這個信息來決定CPU該在什么時候由C2狀態進入C1狀態。除了將處理器置于一個非執行指令電源狀態外且該狀態下軟件完全不受影響。

C3 較 C1和C2節省更多功耗，該狀態下的喚醒時間最長，. 這是由ACPI系統固件所決定的，操作軟件可以依據這個信息來決定CPU該在什么時候由C3狀態進入C2狀態，在該狀態下，處理器的緩存內容仍然保持，但是忽略任何偵聽。操作軟件負責保持緩存內容的一致性。