パーツの選択

[アーティクル]
05/09/2023

システムが S0 の低電力アイドル状態をサポートしていると報告しても、モダンスタンバイ状態をサポートするためのネットワークまたはストレージの要件をサポートしていない場合、システムは自動的に切断状態になります。

モダンスタンバイ対応のチップセットまたはモダンスタンバイ参照プラットフォームから開始する

既存のモダンスタンバイシステム設計から、または S0 低電力アイドル用に設計されたシリコンパートナーの参照設計から始めることを、強くお勧めします。

Note

適切な動作と優れた電力フロアを実現するには多大な開発投資が必要になるため、既存の S3 プラットフォームをモダンスタンバイに変換しようとはしないでください。 Microsoft とシリコンパートナーはこの設計アプローチの検証を行わなかったので、このリスクは OEM が検討する必要があります。

モダンスタンバイをサポートするには、PC プラットフォームが、「モダンスタンバイのプラットフォーム要件」にまとめられている技術要件を満たしている必要があります。

モダンスタンバイコンポーネントの選択は重要です。良好な電力フロアを実現するには、次の低電力サポートを強くお勧めします。

USB
- USB 2.0 - L2 の LPM サポート
- USB 3.0 - U2 の LPM サポート
- USB LPM についての詳細
- 従来の USB EHCI ベースのコントローラーのソフトウェアサポートは、メンテナンスモードのみです。新しいモダンスタンバイ対応プラットフォームでは、代わりに USB XHCI を使用する必要があります
PCIe (WLANおよびストレージ) –L1.substateのサポート
SATA SSD デバイスの場合、Slumber とデバイススリープの使用

S0 低電力アイドルをサポートするシステムのプラットフォーム設計に関する詳細なガイダンスについては、シリコンプロバイダーにお問い合わせください。

D3 デバイスの電源状態のサポート

低電力状態 (使用されていない場合) に移行するデバイスは、低電力フロアを維持する上で重要な部分です。 Windows 8.1 コネクトスタンバイに関する同じガイダンス (必要に応じて D3 ホットおよび D3 コールドに移行するデバイスの場合) は、モダンスタンバイシステムにも適用されます。デバイスクラスのガイダンスは MSDN にあります。

Storage の選択

SSD ストレージ

これまでと同様、モダンスタンバイでのバッテリ寿命を延ばすため、SATA SSD では DEVSLP をサポートする必要があります。さらに、AHCI PCIe SSD では、DEVSLP (デバイススリープまたは SATA DEVSLP) のサポートも公開する必要があります。これは、ファームウェアによって L1.2 PCI サブ状態にマップされる可能性があります。この場合、ホストが状態遷移を制御できるよう、デバイスは自律的に電源状態間を遷移してはなりません。 AHCI PCIe SSD が DEVSLP をサポートしていない場合は、SSD が独自に低電力モードに移行できることを確認する必要があります。

AHCI PCIe SSD に似ている NVMe SSD は、ホストがモダンスタンバイへの適切な移行を実行できるように、DEVSLP (<5 mW の供給電力、<100 ms の終了待機時間) に相当する非動作電源状態をホストに提供する必要があります。 NVMe SSD でそのような非動作電源状態が公開されない場合、モダンスタンバイに正常に移行する唯一のオプションは自律電源状態遷移 (APST) です。

DEVSLPまたは同等のNVMeの非動作電源状態がない場合、ホストはデバイスの電力描画に対して保証を行うことができないことに注意してください。このようなケースで、デバイスやシステムによる電力消費が最適でない場合は、デバイスベンダーと協力して原因を特定する必要があります。

回転ストレージ

フラッシュと回転メディアを組み合わせたストレージソリューションでは、通常、重要なデータをフラッシュに保持することができ、これにより、再開時間の短縮と比較的低い電力プロファイルを実現できます。回転メディアのみを使用するストレージソリューションも可能ですが、電力消費が増加し、終了待機時間が長くなる可能性があります。

回転メディアには、時間が経つと摩耗する多くの可動パーツが含まれます。ドライブの電源のオンとオフを頻繁に行うと、読み書きヘッドがプラッターから待機位置に移動して戻る必要があるため、摩耗が大幅に増加する可能性があります。

このようなロードとアンロードのサイクルの数は、次の要因によって直接影響を受けます。

項目	要素	説明
1	Cache Size	プラッターへのアクセスが必要になる前に I/O 要求を吸収できる非揮発性キャッシュのサイズはどのくらいですか? キャッシュが大きいほど、プラッターへのアクセスが減ることを意味します。
2	ファームウェアタイマー	ファームウェアタイマー: アイドル状態のどの時点で、ファームウェアは読み書きヘッドを自動的にアンロードしますか?
3	キャッシュマネージャーの効率性	キャッシュマネージャーは、どのデータが最新のスタンバイで必要になるかを"予測"して、NANDキャッシュに事前に読み込むことができますか。
4	I/Oロード&パターン	ユーザーはどのくらい活発で、モダンスタンバイで実行していて I/O が発生するアプリの数はどれくらいでか? この I/O の頻度はどのくらいですか? ユーザーのワーキングセットは何ですか。

上記の要因のうち、3 と 4 は制御が非常に困難またはほぼ不可能です。キャッシュサイズ(#1) とファームウェアタイマー(#2) は、OEMが直接制御します。

モダンスタンバイでは、システムの電源要件を満たすために、システムの電源が積極的にオフになります。保護策を何も講じないと、これにより回転ドライブが過度に摩耗する可能性があります。ただし、Windows 10 は、アダプティブ D3 アイドルタイムアウトと呼ばれるメカニズムを使用して、省電力とデバイスの信頼性のバランスを取ろうと試みます。アダプティブ D3 アイドルタイムアウトを使用すると、システムによって過剰な電源のオンとオフが検出され、D3 アイドルタイムアウトを長くすることでそれが減らされます。これにより、ハードドライブは D0 状態で長く維持されます。このメカニズムにより、長期的な信頼性が低下し、保証クレームに違反する可能性がある、ハードドライブの過度な損傷が防止されます。ただし、デバイスの電力消費量も増加します。

以下のポイントは、モダンスタンバイシステムのストレージガイダンスをまとめたものです。

最適なエクスペリエンスを得るには、純粋なフラッシュデバイス (SSD) を使用し、モダンスタンバイの間の接続を最大限に活用します。
何らかの形式で回転またはハイブリッドストレージを使用する場合は、ロードとアンロードのサイクルが妥当な範囲内であることを (独自のテストと検証を通じて) 確認する必要があります。これは、次の影響を受ける可能性があります。
- モダンスタンバイ中の吸収のため、少なくとも 12 GB の NAND を使用できるハイブリッドソリューションを展開する。
- ファームウェアのロード/アンロードタイマーを 45 秒以上に設定し (現在は 10 秒未満が一般的)、ロード/アンロードサイクルの頻度が保証クレームを超えないようにする。
回転またはハイブリッドストレージを使用すると、過剰なロード/アンロードサイクルによって D3 アイドルタイムアウトが増加します。これにより、デバイスがアクティブな電力状態になっている時間が長くなり、電力消費が増加します。
SSD より回転ストレージの方が、システムがモダンスタンバイから再開するときの終了待機時間が長くなると想定します。

バッテリの選択

バッテリの寿命の目標は、フォームファクターと価格によって異なります。コンポーネントの選択と関連する電力フロアも、特定の充電が保つ長さに影響します。