Gerätestromzustände

Ein Geräteleistungszustand beschreibt den Energiezustand eines Geräts in einem Computer unabhängig von den anderen Geräten auf dem Computer. Die Geräteleistungszustände heißen D0, D1, D2 und D3. D0 ist der status "fully", und D1, D2 und D3 sind Low-Power-Zustände. Die Zustandsnummer steht in umgekehrtem Zusammenhang mit dem Energieverbrauch: Höhere nummerierte Zustände verbrauchen weniger Strom. Ab Windows 8 ist der D3-Zustand in zwei Unterzustände unterteilt, D3hot und D3cold.

Geräteleistungszustände sind durch die folgenden Attribute gekennzeichnet:

• Stromverbrauch: Wie viel Strom verbraucht das Gerät?

• Gerätekontext: Wie viel von seinem Betriebskontext behält das Gerät in diesem Zustand bei?

• Gerätetreiberverhalten: Was müssen die Treiber für das Gerät tun, um das Gerät in den vollständigen Betriebszustand wiederherzustellen?

• Wiederherstellungszeit: Wie lange dauert es, bis das Gerät den vollständig betriebsfähigen Zustand wiederhergestellt hat? Die meisten Gerätetypen weisen bescheidene Wiederherstellungszeiten auf, die sich von Geräteklasse zu Geräteklasse geringfügig unterscheiden. Nur wenige Gerätetypen, z. B. GPUs, verfügen über sehr große Hardwarekontexte, deren Wiederherstellung erheblich länger dauert.

• Reaktivierungsfunktion: Kann das Gerät die Aktivierung aus diesem Zustand anfordern? Wenn ein Gerät eine Aktivierung aus einem bestimmten Energiezustand anfordern kann (z. B. D2), kann es auch eine Aktivierung aus einem beliebigen Zustand mit höherer Stromversorgung (D1) anfordern.

Die genauen Definitionen der Leistungszustände sind gerätespezifisch. Nicht alle Geräte definieren alle Zustände. viele Geräte definieren nur die Zustände D0 und D3. In der Referenzspezifikation zur Geräteklassen-Energieverwaltung finden Sie Informationen dazu, welche Geräteleistungszustände für ein bestimmtes Gerät definiert sind und welche Betriebsanforderungen für jeden Zustand gelten. (Die Referenzspezifikationen sind auf der ACPI/Power Management-Website verfügbar.)

Der Energiezustand eines Geräts muss nicht mit dem Systemstromzustand übereinstimmen. Beispielsweise können sich einige Geräte im Aus-Zustand (D3) befinden, obwohl sich das System im Systemarbeitszustand (S0) befindet.

Der Energiezustand eines Geräts scheint nicht mit dem Energiezustand des übergeordneten Busses des Geräts zusammenzuhängen. Beispielsweise kann sich ein USB-Gerät im Zustand D2 (selektives Anhalten) befinden, wenn sich sein übergeordneter Hostcontroller im D3-Zustand befindet. Diese beiden Zustände scheinen nur deshalb inkonsistent zu sein, weil sich die Definitionen der Dx-Zustände auf USB und auf dem Bus (in der Regel PCI oder PCI Express) unterscheiden, mit dem der USB-Hostcontroller verbunden ist.

Beachten Sie, dass einige Geräte mehrere unterschiedliche Energiesparmodi innerhalb eines einzelnen Gerätestromzustands ausführen können. Ein solches Gerät kann diese Modi verwenden, wenn sein Treiber das Gerät automatisch von einem Modus in einen anderen umschalten kann, ohne den Gerätestromzustand zu ändern. In der Regel sollte das Gerät jedoch nur den niedrigsten Leistungsmodus verwenden, wenn es keinen vom Benutzer wahrnehmbaren Unterschied zwischen den Modi gibt. Wenn ein Energiesparmodus, z. B. ein Modus mit niedriger Geschwindigkeit, die Leistung beeinträchtigt oder für andere Software als den Gerätetreiber nicht transparent ist, sollte die Hardware ihn nicht automatisch verwenden. Weitere Informationen finden Sie in der Referenzspezifikation zur Geräteklasse power management.

Ein Treiber oder der Energie-Manager kann einen Energiezustandsübergang des Geräts anfordern, und alle Treiber müssen darauf vorbereitet sein, IRPs zu verarbeiten, die solche Übergänge anfordern. Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Themen:

Senden von IRP_MN_QUERY_POWER oder IRP_MN_SET_POWER für Gerätestromzustände

Behandeln von IRP_MN_QUERY_POWER für Geräteleistungszustände

Behandeln von IRP_MN_SET_POWER für Geräteleistungszustände

Wie das System kann ein Gerät vom Arbeitszustand (D0) in einen beliebigen Energiesparzustand (D1, D2 oder D3) und von jedem Energiesparzustand in den Betriebszustand übergehen. Das folgende Diagramm ist ein Zustandsdiagramm, das die gültigen Energiezustandsübergänge des Geräts zeigt.

Dieses Diagramm zeigt die Unterteilung von D3 in D3hot und D3cold. D3hot und D3cold werden ab Windows 8 definiert. Alle Geräte müssen den Unterzustand D0 und D3hot unterstützen. Die anderen im Diagramm dargestellten Zustände sind optional.

Im vorherigen Diagramm ist der Übergang von D3hot zu D3cold der einzige direkte Übergang zwischen gerätearmen Zuständen. Für alle anderen Übergänge zwischen Zuständen mit geringer Leistung ist ein Übergang zu D0 erforderlich, sodass der Gerätetreiber die Gerätehardware nach Bedarf konfigurieren kann, um entweder in den nächsten Energiesparzustand zu wechseln oder in D0 zu bleiben. Ein Gerät beendet jedoch D3hot und tritt in D3cold ein, wenn die Stromversorgung des Geräts ausgeschaltet ist, was keinen Eingriff des Gerätetreibers erfordert. Dieser Treiber übernimmt die erforderliche Konfiguration der Gerätehardware, bevor das Gerät in D3hot wechselt. Es ist keine zusätzliche Konfiguration erforderlich, um das Gerät für den Übergang von D3hot zu D3cold vorzubereiten. Weitere Informationen finden Sie unter Unterstützen von D3cold in einem Treiber.

ZUORDNUNG des PCI-Stammports zum Endpunkt D-Zustand

Bei Windows 10-Systemen hängt der gesamte Leistungszustand der Plattform von den Leistungszuständen (D-Zustände) der integrierten SoC-Geräte (System on Chip) ab, einschließlich der PCI-Stammports. Abhängig von der zu entwickelnden Plattform können die D-Zustandsanforderungen für PCI-Stammports für jeden Plattformstromzustand variieren. OEMs werden empfohlen, sich in der IHV-plattformspezifischen Dokumentation zu Den Anforderungen an den Zustand der Plattform- und Geräteleistung zu informieren.

Die folgende Tabelle listet die Energiezustandszuordnung von PCI-Stammports und den angefügten Endpunkten auf. Die unten aufgeführten D-Zustände der Endpunkte müssen erreicht werden, damit der Stammport in den Ziel-D-Zustand gelangen kann.

Ziel-D-Zustand des Stammports	Endpunkt D-Zustand
D0	D0, D0:F1
D0:F1	D3hot
D3hot	D3cold*

*PCI D3cold-Energiezustand erfordert BIOS- und Gerätetreiberunterstützung. Wenn die Unterstützung fehlt, kann der PCI-Endpunkt nur D3Hot erreichen. Weitere Informationen finden Sie unter Unterstützung von D3Cold in einem Treiber.