ACPI States

ACPI (Advanced Configuration and Power Interface)

Das ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) ist ein Industriestandard für die Verwaltung von Strom und Hardware-Konfigurationen in modernen Computersystemen. Es wurde entwickelt, um die Steuerung von Stromverbrauch und Hardware-Konfigurationen zu vereinheitlichen und zu vereinfachen, indem es eine einheitliche Schnittstelle zwischen Betriebssystem und Hardware bereitstellt. Mit ACPI können Betriebssysteme Stromverbrauch und Hardware-Konfigurationen dynamisch ändern, um den Bedarf des Systems anzupassen und den Stromverbrauch zu optimieren. Zum Beispiel können Betriebssysteme mit ACPI-Unterstützung den Stromverbrauch von CPUs und anderer Hardware reduzieren, wenn diese nicht im Volllastbetrieb sind, um den Gesamtenergieverbrauch des Systems zu minimieren. Neben dem Powermanagement kümmert sich der Standard auch um die Hot-Plugging-Fähigkeit bestimmter Hardwarekomponenten wie Festplatten, Netzwerkkarten und USB-Geräten und hilft dem Betriebssystem bei der Erkennung und Konfiguration neu angesteckter Hardware. Kurz zusammengefasst ist das ACPI die standardisierte Verbindung zwischen dem Betriebssystem und der Hardware (und BIOS).

ACPI Sleep States

ACPI Sleep States sind Zustände, in denen der Computer in einen niedrigeren Energieverbrauchsmodus versetzt wird, wenn er nicht in Gebrauch ist. Die Hauptaufgabe der ACPI Sleep States ist es, Energie zu sparen und die Lebensdauer der Hardware zu verlängern. Es gibt verschiedene Sleep States, die auf verschiedenen Ebenen Energie sparen.

State	Kurzbeschreibung
S0	Normaler Betrieb
S1	Standby Modus – Prozessor in Standby – RAM bleibt aktiv
S2	Standby Modus – Prozessor wird abgeschaltet – RAM wird weiterhin versorgt
S3	Standby Modus – Prozessor und weitere Chips werden abgeschaltet – RAM wird weiterhin versorgt
S4	Hibernate Modus – Prozessor und weitere Chips werden abgeschaltet – Inhalt des RAMs werden auf der Festplatte gespeichert – RAM wird ausgeschaltet
S5	Das System ist komplett heruntergefahren

Detailierte Erklärung

State S0

Dies ist der voll aktive Zustand, in dem der Computer normal betrieben wird.

State S1

In diesem Zustand wird der Prozessor in den Standby-Modus versetzt, aber das RAM bleibt aktiv. Dies ist der erste Sleep State, in den der Computer geht, wenn man ihn in den Ruhezustand versetzt.

State S2

In diesem Zustand wird der Prozessor in den Standby-Modus versetzt und das RAM wird heruntergefahren. Der Computer benötigt etwas länger, um aus diesem Zustand aufzuwachen, da das RAM wieder hochgefahren werden muss.

State S3

Dies ist der tiefste Sleep State, in dem der Prozessor, das RAM und alle anderen Hardwarekomponenten heruntergefahren werden. Der Computer benötigt etwas länger, um aus diesem Zustand aufzuwachen, da alle Hardwarekomponenten wieder hochgefahren werden müssen.

State S4

S4: Dies ist der „Hibernate“ State, in dem der Computer alle aktuellen Daten auf der Festplatte speichert und dann heruntergefährt wird. Wenn der Computer aus diesem Zustand gestartet wird, werden alle Daten wieder in den RAM geladen und der Computer startet an der Stelle, an der er ausgeschaltet wurde. Dieser Sleep State verbraucht fast keine Energie, aber der Computer benötigt länger, um wieder aufzuwachen, da alle Daten von der Festplatte geladen werden müssen.

State S5

S5: Dies ist der „Power-off“ State, in dem der Computer vollständig ausgeschaltet wird. In diesem Zustand verbraucht der Computer keine Energie und kann nicht gestartet werden, ohne dass der Strom wieder angeschaltet wird.

ACPI Device States

Die ACPI Device States sind Zustände, in denen einzelne Hardwarekomponenten in einen niedrigeren Energieverbrauchsmodus versetzt werden können, wenn sie nicht in Gebrauch sind. Diese States können auf verschiedenen Ebenen Energie sparen und tragen dazu bei, die Lebensdauer der Hardware zu verlängern.

Device State D0

Dies ist der voll aktive Zustand, in dem die Hardware normal betrieben wird.

Device State D1

In diesem Zustand wird die Hardware in einen niedrigeren Energieverbrauchsmodus versetzt, aber bleibt funktionsfähig. Der Energieverbrauch ist höher als in den tieferen Device States, aber der Übergang in diesen Zustand erfolgt schneller.

Device State D2

In diesem Zustand wird die Hardware in einen tieferen Energieverbrauchsmodus versetzt. Der Energieverbrauch ist geringer als im D1 State, aber der Übergang in diesen Zustand dauert länger.

Device State D3

Dies ist der tiefste Device State, in dem die Hardware vollständig heruntergefahren wird. Der Energieverbrauch ist am geringsten, aber der Übergang in diesen Zustand dauert am längsten.

Device State D4

Dieser State ist ähnlich dem D3 State, aber der Übergang in diesen Zustand erfolgt schneller. Der Energieverbrauch ist immer noch sehr gering, aber der Übergang dauert weniger lange als im D3 State.

Device State D5

Dieser State ist ähnlich dem D2 State, aber der Übergang in diesen Zustand erfolgt schneller. Der Energieverbrauch ist immer noch geringer als im D1 State, aber der Übergang dauert weniger lange als im D2 State.

Auslesen der unterstützten States unter Linux

Unter Linux lassen sich die unterstützten ACPI States über das sysFS auslesen.
Zuallererst benötigt man hierfür den Pfad des Devices, welcher sich über den Befehl lspci -v ausgeben lassen kann.
Sobald der Pfad für das entsprechende Device bekannt ist, kann man mit cat die unterstützten Device States anzeigen lassen.

Hier ein Beispiel:

cat /sys/devices/pci0000:00/0000:00:1c.0/0000:02:00.0/power_state

Weitere Infos über das Powermanagement des Devices findet man in der Datei power_management:

cat /sys/devices/pci0000:00/0000:00:1c.0/0000:02:00.0/power_management