Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Гибернация (или переход в режим ожидания на диске или безопасный сон Apple [1] ) в вычислительной среде - это выключение компьютера с сохранением его состояния. Когда начинается спящий режим, компьютер сохраняет содержимое своей оперативной памяти (ОЗУ) на жесткий диск или другое энергонезависимое хранилище . Когда компьютер включается, оперативная память восстанавливается, и компьютер остается таким, каким он был до перехода в спящий режим. Гибернация была впервые реализована в 1992 году и запатентована [2] компанией Compaq Computer Corporation в Хьюстоне, штат Техас. Начиная с 2020 года, Microsoft Windows 10 по умолчанию использует тип гибернации при завершении работы. [3]

Использует [ редактировать ]

После перехода в спящий режим оборудование отключается, как при обычном завершении работы. [4] Система может полностью потерять мощность на бесконечное время, а затем вернуться в исходное состояние. Гибернация в основном используется в ноутбуках с ограниченным зарядом батареи. [4] Это можно настроить на автоматическое срабатывание при низком заряде батареи. Большинство настольных компьютеров также поддерживают спящий режим, в основном в качестве общей меры экономии энергии и позволяют быстро заменить съемный аккумулятор. Мобильное оборудование Google и Apple ( Android , Chromebook , iOS ) не поддерживает гибернацию. Аппаратное обеспечение Apple, использующее macOS, вызывает режим гибернации Safe Sleep. [5]

Сравнение со спящим режимом [ править ]

Многие системы поддерживают спящий режим с низким энергопотреблением.в котором функции обработки машины снижены, используя струйку энергии для сохранения содержимого ОЗУ и поддержки пробуждения. Мгновенное возобновление работы - одно из преимуществ спящего режима перед гибернацией. Система в гибернации должна запускаться и считывать данные из постоянного хранилища, а затем передавать их обратно в ОЗУ, что занимает больше времени и зависит от скорости постоянного запоминающего устройства, часто намного медленнее, чем оперативная память. Системе, находящейся в спящем режиме, необходимо только включить ЦП и дисплей, что происходит практически мгновенно. С другой стороны, система в спящем режиме по-прежнему потребляет энергию для хранения данных в ОЗУ. Отключение питания системы в спящем режиме приводит к потере данных, в то время как отключение питания системы в спящем режиме не несет никакого риска; система, находящаяся в гибернации, может возобновить работу, когда и если будет восстановлено питание.И выключенные, и спящие системы могут потреблятьрезервное питание, если они не отключены. [6]

Спящий режим - это средство, позволяющее избежать бремени сохранения несохраненных данных перед завершением работы и восстановления всех запущенных программ, а также повторного открытия документов и вкладок браузера. И гибернация, и сон сохраняют фрагментацию и атрофию памяти, что приводит к тому, что мобильные устройства работают хуже, чем дольше вы избегаете отключения питания. [ необходима цитата ] Вот почему так много экспертов [ кто? ] рекомендуют частое выключение или перезагрузку электронных устройств.

Первая реализация [ править ]

Первый рабочий режим гибернации в розничной торговле был в 1992 году на Compaq LTE Lite 386, как отмечалось в его материалах для продажи. [7] Это стало возможным отчасти из-за кодов операций в спящем и защищенном режимах в процессоре Intel 386 . Он был реализован в ПЗУ и работал независимо от операционной системы без каких-либо драйверов . LTE обнаружит низкий заряд батареи и предотвратит потерю данных, используя скрытый раздел . Он сохранил и восстановил систему в процессе записи на диск и операций с математическим сопроцессором.. Им также можно было управлять с помощью дополнительного программного графического интерфейса или настраиваемого сочетания клавиш. Он был протестирован на DOS, Windows 3.1, Banyan Vines и Novell Netware. Гибернация Compaq также отмечена в патенте IBM [8] от 1993 года.

Поддержка операционной системы [ править ]

Ранние реализации гибернации использовали BIOS, как указано выше, но современные операционные системы обычно сами обрабатывают гибернацию. Гибернация определяется как спящий режим S4 в спецификации ACPI . [9]

Microsoft Windows [ править ]

На компьютерах с Windows гибернация доступна только в том случае, если все оборудование и драйверы устройств совместимы с ACPI и plug-and-play . Это позволяет некоторым настольным компьютерам быстро переходить в спящий режим на твердотельный накопитель в случае сбоя питания и подавать питание даже на легкий или устаревший ИБП . Спящий режим можно вызвать из меню «Пуск» или из командной строки. [10]

Windows 95 поддерживает спящий режим с помощью драйверов, поставляемых производителем оборудования, и только при наличии совместимого оборудования и BIOS. Поскольку Windows 95 поддерживает только Advanced Power Management (APM), гибернация называется Suspend-to-Disk. Windows 98 и более поздние версии поддерживают ACPI. Однако спящий режим часто вызывал проблемы, поскольку большая часть оборудования не была полностью совместима с ACPI 1.0 или не имела драйверов WDM . Также были проблемы с файловой системой FAT32. [11]

Windows 2000 - первая Windows, которая поддерживает спящий режим на уровне операционной системы (состояние сна ACPI S4, управляемое ОС) без специальных драйверов от производителя оборудования. Скрытый системный файл с именем « hiberfil.sys » в корне загрузочного раздела используется для хранения содержимого ОЗУ при переходе компьютера в спящий режим. В Windows 2000 размер этого файла равен объему установленной оперативной памяти.

Windows Me , последний выпуск в семействе Windows 9x , также поддерживает спящий режим, управляемый ОС, и требует дискового пространства, равного объему оперативной памяти компьютера. [12] [13]

В Windows XP улучшена поддержка гибернации. [14] Переход в режим гибернации и возобновление происходит намного быстрее, поскольку страницы памяти сжимаются с использованием улучшенного алгоритма; сжатие перекрывается с записью на диск, неиспользуемые страницы памяти освобождаются, а DMA- передачи используются во время ввода-вывода. [15] hiberfil.sys содержит дополнительную информацию, включая состояние процессора. Этот файл был задокументирован исследователем безопасности Матье Суишем [16] во время Black Hat Briefings 2008, который также предоставил платформу компьютерной криминалистики для управления и преобразования этого файла в читаемый дамп памяти. [17]Функция сжатия позже также была задокументирована Microsoft. [18]

Хотя Windows XP добавлена поддержка более 4 гигабайт оперативной памяти (через Windows XP 64-разрядная версия и Windows XP Professional x64 Edition ) этой операционной системы, а также Windows Server 2003 , Windows Vista и Windows Server 2008 не поддерживают спящий режим при такой объем памяти установлен из-за проблем с производительностью, связанных с сохранением такого большого пула данных из ОЗУ на диск. [19]

В Windows Vista появилась функция гибридного сна, которая сохраняет содержимое памяти на жесткий диск, но вместо выключения переходит в спящий режим. При отключении питания компьютер может возобновить работу, как если бы он находился в спящем режиме.

Windows 7 представила сжатие файла гибернации и установила размер по умолчанию на 75% от общей физической памяти. [18] Microsoft также рекомендует увеличить размер с помощью этого powercfg.exeинструмента в некоторых редких рабочих нагрузках, где объем памяти превышает это количество. Его можно установить в диапазоне от 50% до 100%, хотя уменьшать его не рекомендуется.

Алгоритм выхода из спящего режима в Windows 8 оптимизирован для многоядерных процессоров. В Windows 8 также есть функция быстрого запуска . Когда пользователи выбирают параметр « Завершить работу» , компьютер переводит компьютер в спящий режим, но закрывает все программы и выходит из сеанса пользователя перед переходом в спящий режим. [20] Согласно Microsoft, обычная гибернация включает в себя больше данных на страницах памяти, что требует больше времени для записи на диск. Для сравнения, когда пользовательский сеанс закрыт, данные в режиме гибернации намного меньше, и поэтому требуется меньше времени для записи на диск и возобновления. Windows 8 также сохраняет образ ядра. Пользователи могут выполнить обычное завершение работы, удерживая нажатой клавишу Shift при нажатии кнопки « Завершение работы» . [21]

Windows 10 является зеркалом Windows 8, как отмечает Microsoft [22]

Гибернация часто недостаточно используется в бизнес-средах, поскольку ее трудно включить в большой компьютерной сети, не прибегая к программному обеспечению для управления питанием ПК сторонних производителей . [23] Это упущение со стороны Microsoft подверглось критике как приведшее к огромной трате энергии. [24]

Сторонние программы управления питанием предлагают функции, выходящие за рамки тех, что присутствуют в Windows. [25] [26] [27] Большинство продуктов предлагают интеграцию с Active Directory и настройки для каждого пользователя или компьютера с более продвинутыми схемами управления питанием, планами управления питанием по расписанию, функциями борьбы с бессонницей и отчетностью об использовании энергии на предприятии. Среди известных поставщиков - 1E NightWatchman, [28] [29] Data Synergy PowerMAN (программное обеспечение) , [30] Faronics Power Save [31] и Verdiem SURVEYOR. [32]

Есть возможность отключить гибернацию и удалить hiberfil.sys. [33]

macOS [ править ]

Основная статья: Сон (macOS)

На Mac функция, известная как Safe Sleep, сохраняет содержимое энергозависимой памяти на системный жесткий диск каждый раз, когда Mac переходит в режим сна. Mac может мгновенно выйти из спящего режима, если питание ОЗУ не пропало. Однако, если питание было прервано, например, при извлечении батарей без подключения к сети переменного тока, Mac вместо этого выйдет из режима безопасного сна, восстановив содержимое памяти с жесткого диска. [34] Поскольку процесс гибернации Safe Sleep происходит во время обычного сна, в меню Apple нет параметра «гибернация».

Возможность безопасного сна была добавлена ​​в модели Mac, начиная с PowerBook G4 (двухслойный SD) от октября 2005 года . Для безопасного сна требуется Mac OS X версии 10.4 или выше.

Вскоре после того, как Apple начала поддерживать Safe Sleep, энтузиасты Mac выпустили хак, чтобы включить эту функцию на гораздо более старых компьютерах Mac под управлением Mac OS X v10.4. [35] классический Mac OS однажды также поддерживает спящий режим, но эта функция была сброшена на Apple. [36]

Linux [ править ]

В ядре Linux гибернация реализована с помощью swsusp, который встроен в серию 2.6. Альтернативной реализацией является TuxOnIce, который доступен в виде исправлений для версии ядра 3.4. TuxOnIce предоставляет такие преимущества, как поддержка симметричной многопроцессорной обработки и приоритетного прерывания . Другая альтернативная реализация - uswsusp . Все три называют это «приостановкой на диск». Сейчас [ когда? ] , в большинстве дистрибутивов Linux гибернацией Linux управляет systemd .

Гибридный сон [ править ]

Спящий режим и гибернацию можно комбинировать: содержимое ОЗУ копируется в энергонезависимое хранилище, и компьютер переходит в спящий режим. Этот подход сочетает в себе преимущества спящего режима и гибернации: машина может мгновенно возобновить работу, а ее состояние, включая открытые и несохраненные файлы, выдерживает отключение электроэнергии. Гибридный спящий режим потребляет столько же энергии, что и спящий режим, в то время как спящий режим отключает компьютер. [37] [4]

См. Также [ править ]

  • Экологичные вычисления
  • Управление питанием ПК

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Что такое безопасный сон на Mac?" . Служба поддержки Apple . Источник 2021-01-24 .
  2. ^ "Патент на гибернацию" (PDF) . Patents.google.com . 1998. Архивировано 24 января 2021 года (PDF) . Проверено 24 января 2021 года .
  3. ^ windows-драйвер-контент. «Обеспечение отличного запуска и завершения работы» . docs.microsoft.com . Источник 2021-01-24 .
  4. ^ a b c «Сон и гибернация: часто задаваемые вопросы» . Интерактивная справка Windows 7 . Корпорация Microsoft . Проверено 15 октября 2011 года .
  5. ^ "Что такое безопасный сон на Mac?" . Служба поддержки Apple . Источник 2021-01-24 .
  6. ^ «Выключите, спите или переведите компьютер в спящий режим» . support.microsoft.com . Проверено 15 января 20 .
  7. ^ "Материалы продаж Compaq Computer Corp" (PDF) . 10000 бит . 1992. Архивировано 2016 годом . Источник 2021-01-24 .
  8. ^ [1] , «Устройство и метод создания файла гибернации», выпущенный 26 июля 1993 г. 
  9. ^ Спецификация ACPI Rev 3.0b [ мертвая ссылка ]
  10. ^ Справка и поддержка Microsoft - Как перевести систему в спящий или ждущий режим из меню «Выполнить» [ мертвая ссылка ]
  11. ^ Проблемы с BIOS и гибернацией для файловой системы FAT32
  12. ^ «Интервью с Николя Кудьер, главным менеджером по продукту: Microsoft Windows Millennium Edition (Me)» . Activewin.com . Проверено 26 августа 2010 .
  13. ^ «Управление питанием Windows» . Microsoft.com. 2001-12-04. Архивировано из оригинала на 2004-07-13 . Проверено 26 августа 2010 .
  14. ^ Windows Power Management: мгновенная доступность ПК и экономия энергии
  15. ^ Улучшения ядра для Windows XP
  16. ^ BlackHat USA 2008 - файл гибернации Windows для развлечения и получения прибыли [ мертвая ссылка ]
  17. ^ SandMan Computer Forensics Framework [ мертвая ссылка ]
  18. ^ a b «Снижение занимаемого места на диске при гибернации Windows 7» . Проверено 25 октября 2012 .
  19. ^ «Вы не можете перевести компьютер с объемом памяти более 4 ГБ в спящий режим в Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista или Windows Server 2008» . Поддержка (9.0 ред.). Microsoft . 23 сентября 2011 . Проверено 23 марта 2014 года .[ мертвая ссылка ]
  20. ^ Обеспечение быстрой загрузки в Windows 8 [ мертвая ссылка ]
  21. ^ [2] [ мертвая ссылка ]
  22. ^ windows-драйвер-контент. «Обеспечение отличного запуска и завершения работы» . docs.microsoft.com . Источник 2021-01-24 .
  23. ^ Включить спящий режим с помощью групповой политики
  24. ^ EcoGeek - Как Windows XP потратила 25 миллиардов долларов энергии впустую
  25. ^ «Программное обеспечение управления питанием для рабочих станций Windows» . Архивировано из оригинала на 2012-04-26 . Проверено 19 апреля 2011 .
  26. ^ "Список коммерческих пакетов Energy Star" .
  27. ^ Конференция директоров и директрис. «HMC: Практическое руководство по устойчивому строительству для школ» . Архивировано из оригинала на 2012-03-15 . Проверено 19 апреля 2011 .
  28. ^ «Решения для управления питанием ПК» .
  29. ^ "Зачем использовать программное обеспечение NightWatchman для выключения ваших компьютеров?" .[ мертвая ссылка ]
  30. ^ "Низкоуглеродный проект Оксфордского университета: Энергия и сетевая вычислительная среда" .
  31. ^ "Исследование Forrester: Общее экономическое влияние энергосбережения Faronics" (PDF) . [ мертвая ссылка ]
  32. ^ «1E модернизирует NightWatchman, стремится обеспечить управление властью для малых и средних предприятий: конкурентная среда» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 07.07.2011.
  33. ^ Как отключить и снова включить спящий режим на компьютере под управлением Windows; Microsoft; 12 августа 2010 г.
  34. ^ «Служба поддержки Apple: индикатор выполнения появляется после выхода из спящего режима» . 20 февраля 2006 года архивация с оригинала на 12 марта 2008 года.
  35. ^ «Как перевести компьютер Mac в безопасный режим сна (гибернации)» . AndrewEscobar.com . Архивировано из оригинала на 2008-01-05.
  36. ^ "Документ и программное обеспечение расширения памяти сна 1.0" . Архивировано из оригинального 19 августа 2007 года.
  37. ^ «Выключите компьютер: часто задаваемые вопросы» . Интерактивная справка Windows Vista . Корпорация Microsoft . Проверено 15 октября 2011 года .[ мертвая ссылка ]