Gestion thermique au niveau de l’appareil

À compter de Windows 8, Windows prend en charge la gestion thermique pour les pilotes de périphériques en mode noyau. Cette approche coordonnée permet d’éviter la surchauffe et garantit une opération fiable des appareils sur la plateforme.

Cet article fournit une vue d’ensemble des concepts de gestion thermique au niveau de l’appareil. Pour plus d’informations sur l’implémentation, consultez Implémentation de la gestion thermique.

Objectifs de la gestion thermique

La gestion thermique de Windows a les objectifs principaux suivants :

  • Empêcher les appareils d’une plateforme matérielle de surchauffer : gardez les appareils fonctionnant dans des plages de températures sûres pour s’assurer qu’ils fonctionnent correctement et de manière fiable.
  • Sécurité de l’utilisateur : empêcher les surfaces accessibles par l’utilisateur de devenir trop chaudes pour toucher ou tenir confortablement.
  • Optimisation du système : équilibrez les exigences thermiques avec la gestion de l’alimentation et les besoins de réactivité des utilisateurs. Windows équilibre intelligemment les exigences au niveau thermique des appareils de la plateforme pour prolonger le temps que la plateforme peut fonctionner sur une charge de batterie et maintenir l’apparence d’un ordinateur toujours activé et toujours connecté.

Coordination à l’échelle de la plateforme

Comme pour la gestion de l’alimentation, la gestion thermique fonctionne mieux lorsqu’elle est implémentée à l’échelle de la plateforme plutôt qu’en isolation. Le système d’exploitation coordonne les contraintes thermiques locales de l’appareil dans le contexte des conditions thermiques globales. Elle effectue les actions suivantes :

  • Distribue les exigences de refroidissement sur plusieurs appareils
  • Réduit les interférences avec les tâches effectuées par l’utilisateur
  • Équilibre les besoins thermiques avec la gestion de l’alimentation et la réactivité du système

En revanche, les pilotes de périphérique qui gèrent les niveaux thermiques isolés d’autres appareils de plateforme sont plus susceptibles de prendre des décisions non optimales qui entraînent une utilisation inefficace de l’alimentation et une interface utilisateur non répondive.

Zones thermiques et ACPI

L’interface ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) permet aux fournisseurs de plateformes matérielles de partitionner leurs plateformes dans des régions appelées zones thermiques.

Les appareils capteurs suivent la température dans chaque zone thermique. Lorsqu’une zone thermique commence à chauffer, le système d’exploitation peut prendre des mesures coordonnées pour refroidir les appareils de cette zone. Ces actions peuvent être classées comme refroidissement passif ou refroidissement actif.

Modes de refroidissement

Il existe deux approches principales de la gestion thermique :

  • Refroidissement passif
  • Refroidissement actif

En réponse aux modifications apportées à l’utilisation de l’ordinateur ou aux conditions environnementales, le système d’exploitation utilise une (ou éventuellement les deux) de ces approches pour gérer dynamiquement les niveaux thermiques dans la plateforme matérielle.

Refroidissement passif

Pour effectuer un refroidissement passif, le système d’exploitation limite un ou plusieurs appareils dans la zone thermique pour réduire la chaleur générée par ces appareils. La limitation peut impliquer la réduction de la fréquence de l’horloge qui alimente un appareil, l’abaissement de la tension fournie à l’appareil ou la désactivation d’une partie de l’appareil. En règle générale, la régulation limite les performances des appareils.

Voici quelques exemples de refroidissement passif :

  • Exécution d’un processeur à moitié vitesse
  • Diminution de la luminosité du rétroéclairage de l'écran
  • Réduction des performances du GPU
  • Ralentissement des tarifs de chargement de la batterie

Refroidissement actif

Pour effectuer un refroidissement actif, le système d’exploitation active un appareil de refroidissement, tel qu’un ventilateur. Lorsque le refroidissement passif diminue l’alimentation consommée par les appareils dans une zone thermique, le refroidissement actif augmente la consommation d’énergie.

Voici quelques exemples de refroidissement actif :

  • Activation et désactivation des ventilateurs
  • Réglage des vitesses du ventilateur
  • Activation des systèmes de refroidissement liquide

Choix d’un mode de refroidissement

Dans la conception d’une plateforme matérielle, la décision d’utiliser le refroidissement passif ou le refroidissement actif est basée sur :

  • Caractéristiques physiques de la plateforme matérielle
  • Source d’alimentation pour la plateforme
  • Utilisation de la plateforme

Le refroidissement actif peut être plus simple à implémenter, mais présente plusieurs inconvénients potentiels :

  • L’ajout d’appareils de refroidissement actifs (par exemple, les ventilateurs) peut augmenter le coût et la taille de la plateforme matérielle.
  • La puissance nécessaire pour exécuter un appareil de refroidissement actif peut réduire le temps qu’une plateforme alimentée par batterie peut fonctionner sur une charge de batterie.
  • Le bruit du ventilateur peut être indésirable dans certaines applications, et les ventilateurs nécessitent une ventilation.

Le refroidissement passif est le seul mode de refroidissement disponible pour de nombreux appareils mobiles. En particulier, les plateformes informatiques portables sont susceptibles d’avoir des boîtiers fermés et de fonctionner sur des batteries. Ces plateformes contiennent généralement des appareils qui peuvent limiter les performances pour réduire la génération de chaleur. Ces appareils incluent des processeurs, des unités de traitement graphique (GPU), des chargeurs de batterie et des rétro-éclairages.

Les plateformes informatiques portables utilisent généralement system on a Chip (SoC) puces qui contiennent des processeurs et des GPU, et les fournisseurs de matériel soC fournissent le logiciel de gestion thermique pour ces appareils. Toutefois, les périphériques, tels que les chargeurs de batterie et les rétro-éclairages, sont externes aux puces SoC. Les fournisseurs de ces appareils doivent fournir des pilotes de périphérique, et ces pilotes doivent fournir toute prise en charge de la gestion thermique qui peut être nécessaire pour les appareils. Un moyen relativement simple pour un pilote de périphérique de prendre en charge la gestion thermique consiste à implémenter l’interface de pilote GUID_THERMAL_COOLING_INTERFACE.

Voir aussi

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