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A partir de Windows 8, Windows admite la administración térmica para controladores de dispositivos en modo kernel. Este enfoque coordinado ayuda a evitar el sobrecalentamiento y garantiza una operación confiable del dispositivo en toda la plataforma.
En este artículo se proporciona información general sobre los conceptos de administración térmica de nivel de dispositivo. Para obtener información sobre la implementación, consulte Implementación de administración térmica.
Objetivos de gestión térmica
La administración térmica de Windows tiene estos objetivos principales:
- Impedir que los dispositivos de una plataforma de hardware sobrecalen: mantenga los dispositivos operativos dentro de intervalos de temperatura seguros para asegurarse de que funcionan correctamente y de forma confiable.
- Seguridad del usuario: impide que las superficies accesibles por el usuario se vuelvan demasiado calientes para tocar o sostener cómodamente.
- Optimización del sistema: equilibre los requisitos térmicos con la administración de energía y las necesidades de capacidad de respuesta del usuario. Windows equilibra inteligentemente los requisitos de nivel térmico de los dispositivos de la plataforma para ampliar el tiempo que la plataforma puede operar con una carga de batería y mantener la apariencia de un equipo que siempre está encendido y siempre conectado.
Coordinación en toda la plataforma
De forma similar a la administración de energía, la administración térmica funciona mejor cuando se implementa en toda la plataforma en lugar de en aislamiento. El sistema operativo coordina las restricciones térmicas locales del dispositivo en el contexto de las condiciones térmicas globales. Este:
- Distribuye los requisitos de refrigeración entre varios dispositivos
- Minimiza la interferencia con las tareas que el usuario está realizando
- Equilibra las necesidades térmicas con la administración de energía y la capacidad de respuesta del sistema
Por el contrario, los controladores de dispositivos que administran los niveles térmicos de forma aislada de otros dispositivos de plataforma son más propensos a tomar decisiones poco óptimas que dan lugar a un uso de energía ineficaz y una interfaz de usuario (UI) no responde.
Zonas térmicas y ACPI
Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) permite a los proveedores de plataformas de hardware dividir sus plataformas en regiones denominadas zonas térmicas.
Los dispositivos sensor realizan un seguimiento de la temperatura en cada zona térmica. Cuando una zona térmica empieza a sobrecalentarse, el sistema operativo puede realizar acciones coordinadas para enfriar los dispositivos de esa zona. Estas acciones se pueden clasificar como refrigeración pasiva o refrigeración activa.
Modos de refrigeración
Hay dos enfoques principales para la administración térmica:
- Refrigeración pasiva
- Refrigeración activa
En respuesta a los cambios en el uso del equipo o las condiciones ambientales, el sistema operativo (SO) usa uno (o posiblemente ambos) de estos enfoques para administrar los niveles térmicos dinámicamente en la plataforma de hardware.
Refrigeración pasiva
Para realizar la refrigeración pasiva, el sistema operativo limita uno o varios dispositivos de la zona térmica para reducir el calor generado por estos dispositivos. La limitación podría implicar reducir la frecuencia del reloj que controla un dispositivo, reducir el voltaje suministrado al dispositivo o desactivar una parte del dispositivo. Por regla general, el estrangulamiento limita el rendimiento del dispositivo.
Entre los ejemplos de refrigeración pasiva se incluyen:
- Ejecución de un procesador a media velocidad
- Atenuación de las luces traseras de la pantalla
- Reducción del rendimiento de GPU
- Velocidades de carga de baterías lentas
Refrigeración activa
Para realizar la refrigeración activa, el sistema operativo activa un dispositivo de refrigeración, como un ventilador. Cuando la refrigeración pasiva disminuye la potencia consumida por los dispositivos en una zona térmica, la refrigeración activa aumenta el consumo de energía.
Entre los ejemplos de refrigeración activa se incluyen:
- Activar y desactivar ventiladores
- Ajuste de las velocidades del ventilador
- Activación de sistemas de refrigeración líquida
Elección de un modo de refrigeración
En el diseño de una plataforma de hardware, la decisión de usar refrigeración pasiva o refrigeración activa se basa en:
- Las características físicas de la plataforma de hardware
- Fuente de energía de la plataforma
- Cómo se usa la plataforma
La refrigeración activa puede ser más sencilla de implementar, pero tiene varios inconvenientes potenciales:
- La adición de dispositivos de refrigeración activos (por ejemplo, ventiladores) podría aumentar el costo y el tamaño de la plataforma de hardware.
- La energía necesaria para ejecutar un dispositivo de refrigeración activo podría reducir el tiempo que una plataforma con batería puede funcionar con una carga de batería.
- El ruido del ventilador podría no ser deseable en algunas aplicaciones, y los ventiladores requieren ventilación.
La refrigeración pasiva es el único modo de refrigeración disponible para muchos dispositivos móviles. En concreto, es probable que las plataformas informáticas portátiles tengan carcasas cerradas y funcionen con baterías. Estas plataformas suelen contener dispositivos que pueden limitar el rendimiento para reducir la generación de calor. Estos dispositivos incluyen procesadores, unidades de procesamiento de gráficos (GPU), cargadores de batería y retroiluminación de pantalla.
Las plataformas de computación portátil suelen usar chips de Sistema en un Chip (SoC) que contienen procesadores y GPUs, y los proveedores de hardware de SoC proporcionan el software de gestión térmica para estos dispositivos. Sin embargo, los dispositivos periféricos, como los cargadores de batería y las luces traseras de pantalla, son externos a los chips SoC. Los proveedores de estos dispositivos deben proporcionar controladores de dispositivo, y estos controladores deben proporcionar cualquier soporte de administración térmica que pueda ser necesario para los dispositivos. Una manera relativamente sencilla de que un controlador de dispositivo admita la administración térmica es implementar la interfaz del controlador GUID_THERMAL_COOLING_INTERFACE.