モダン スタンバイ用プラットフォームの設計

モダン コネクテッド スタンバイに対しては、PC ハードウェア プラットフォームが特定の要件セットを満たしている必要があります。 これらの要件により、SoC チップ、DRAM、ネットワーク デバイス、およびその他の主要なハードウェア コンポーネントの選択を管理できます。

PC プラットフォームでモダン スタンバイを有効にするには、慎重な計画とエンジニアリングが必要です。 システムがスリープ状態で、画面がオフになっている場合にエンドユーザーが期待する電力消費量を抑えることが、追加のエンジニアリングを行う主な理由です。 特にほとんどのスマートフォンのバッテリ寿命と比べて、過剰なバッテリ消耗は許容されません。

モダン スタンバイの 2 番目の最大のエンジニアリング投資は、低電力通信 (Wi-Fi、モバイル ブロードバンド、Ethernet) の有効化です。 各通信デバイスには、接続を維持すると同時に、プラットフォームの SoC またはコア シリコンの電源をオフにするための大量の自律処理機能とファームウェアを含めます。

低電力コア シリコン (CPU、SoC、DRAM)

モダン スタンバイ電源状態には、低電力アイドル モードと短期間のアクティビティの間での頻繁な遷移が必要です。 これらのすべての遷移を通じて、システムはスタンバイ状態を維持し、画面はオフのままになります。 このモデルを使用すると、オペレーティング システムとアプリを常にオンにして実行することができ、ハードウェアが低アイドル状態で電力を供給できます。 この組み合わせは、スタンバイ中の平均電力の低下と長いバッテリ寿命につながります。

バッテリ寿命が長いモダン スタンバイ プラットフォームには、低電力コア シリコン (SoC) と、次の特性を持つ DRAM が含まれています。

• アイドル モードとアクティブ モードを 100 ミリ秒未満で切り替える機能。 アクティブ モードでは、CPU 上でコードを実行できます。ただし、必ずしも記憶装置やその他のホスト コントローラーや周辺機器にアクセスすることはできません。 アイドル モードは、クロック ゲートまたは電源ゲートの状態にすることができますが、SoC と DRAM の電力消費が最も少ない状態である必要があります。
• セルフ更新モードでの電力消費を最小限に抑えるための DRAM テクノロジとサイズ。 現在、モダン コネクテッド スタンバイ PC は、通常、モバイル DRAM (LP) または低電圧 PC DRAM (PC-DDR3L、DDR3L) を使用します。
• SoC 上のホスト コントローラーの低電力状態を SoC 全体の電源状態に調整する、パワー エンジン プラグイン (PEP)。 PEP は、SoC 固有の電源の依存関係を抽象化する小型の軽量ドライバーです。 モダン コネクテッド スタンバイ プラットフォームには、少なくとも、SoC が最低電力アイドルモードに入る準備ができた際に Windows と通信する PEP を含める必要があります。 Intel ベースのプラットフォームの場合、PEP は、SoC 固有の情報が ACPI FW テーブルを介して直接伝達される受信トレイ ドライバーとしてすでに存在しています。

通信とネットワーク デバイス

モダン コネクテッド スタンバイ対応プラットフォームのネットワーク デバイスは、SoC が低電力アイドル モードのままの状態で、クラウドへの接続を維持する役割を担います。 この機能は、ネットワーク デバイスへの基本的なネットワーク メンテナンスをオフロードすることにより実現できます。

モダン コネクテッド スタンバイ対応プラットフォームのネットワークデバイスは、プロトコル オフロードに対応している必要があります。 具体的には、ネットワーク デバイスは、アドレス解決プロトコル (ARP)、名前要請 (NS)、およびその他のいくつかの Wi-i 固有のプロトコルをオフロードできる必要があります。 プロトコル処理をオフロードするために、ネットワーク デバイス上の小型のマイクロ コントローラーはネットワーク要求に応答し、SoC は低電力アイドル モードのままで、スリープ中のバッテリ電源を節約します。

モダン コネクテッド スタンバイ対応プラットフォームのネットワーク デバイスでも、重要な着信ネットワーク パケットを検出し、必要に応じて SoC をスリープ解除できる必要があります。 これらのパケットを検出する機能は、wake on LAN (WoL) パターンと呼ばれます。 WoL パターンでは、ネットワーク デバイスは、重要なネットワークパケットが検出された場合にのみ、SoC またはコア シリコンをスリープ解除します。これにより、SoC を低電力アイドル モードに維持することができます。 検出する重要なパケットの一覧は、Windows によってネットワークデバイスに提供され、ロック画面中のシステム サービスまたはアプリに対応します。

たとえば、Windows は常にネットワーク アダプターに対して、Windows 通知サービス (WNS) からの受信パケットをリッスンすることを要求します。 ロック画面にピン留めされたアプリは、ネットワーク デバイスが、Skype などのリアルタイム通信用にアプリ固有のパケットをリッスンすることを要求することもできます。

プロトコルのオフロードの詳細については、「NDIS 電源管理のプロトコル オフロード」を参照してください。 プロトコルのオフロードの詳細については、「NDIS 電源管理のプロトコル オフロード」を参照してください。

モダン コネクテッド スタンバイ対応 PC を構築するシステム デザイナーは、ネットワーク ハードウェア ベンダーと密接な関係を築くことを強くお勧めします。

モダン スタンバイのプラットフォーム要件

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、次の表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。

トピック	説明	責任者は?
システム ACPI ファームウェアでは、ACPI_S0_LOW_POWER_IDLE FADT フラグを設定する必要があります。	ハードウェア プラットフォームがモダン スタンバイ用の低電力アイドル モードをサポートしていることを示します。 注: FADT ビットは S3 オブジェクトより優先されます。	システム ファームウェア開発者 (コア シリコンまたは SoC は、低電力アイドル対応である必要があります。)
Intel ベースでないプラットフォームでは、コア シリコンまたは SoC の製造元がパワー エンジン プラグイン (PEP) を提供する必要があります。	PEP は、デバイスの状態とプロセッサのアイドル状態の依存関係を調整します。 最低限の SoC アイドル電源モードでデバイスの電源状態の依存関係が達成された場合、Windows との通信には、最小限の PEP が必要です。	コア シリコンまたは SoC プロバイダー (Windows 8.1 以降には、Intel ベースのプラットフォーム用の PEP が提供されています。)
Win32 アプリをサポートするモダン スタンバイ対応 PC でも、休止状態をサポートする必要があります。	休止状態は、バッテリ低下が重大な状態に達したときに、デスクトップ/Win32 アプリケーションの状態を保存するために使用されます。	システム ファームウェア開発者
モダン スタンバイ システムでは、接続したままにすることが期待されるネットワーク デバイスは、NDIS 6.3 との互換性がある必要があります(具体的には WoL パターン、プロトコルのオフロード、および D0 パケット合体)。	ネットワーク デバイスが接続を維持すると同時に、SoC が低電力モードに遷移できるようにします。	システム デザイナー (OEM/ODM)
統合型のモダン スタンバイ システム、dGPU プラグイン カードのサポートは、Microsoft の dGPU サポート ガイドラインに準拠する必要があります。	GPU の D3Cold への遷移を有効化して、バッテリ寿命を維持し、VRAM セルフ更新をサポートして再開遅延を短縮します。	システム ファームウェア開発者およびシステム デザイナー (OEM/ODM)
休止状態をサポートするモダン スタンバイ システムでは、独立した AC タイマーと DC タイマー、および wake on AC 再接続のサポートを採用して、ACPI 時間とアラーム デバイス (TAD) を実装する必要があります。	タイマーを有効にすると、電源 (AC または DC) に応じて休止状態からプラットフォームをスリープ解除させることができます。また、AC 電源への再接続時に有効期限切れの AC タイマーを有効にすることができます。	システム ファームウェア開発者
モダン スタンバイ システムでは、ACPI のバッテリ トリップ ポイント (_BTP) メソッドを実装する必要があります。	モダン スタンバイ中のバッテリ使用率の変化をプラットフォームが検出できるようにします。 これにより、アダプティブ休止状態などの機能が正常に動作できます。	システム ファームウェア開発者
モダン スタンバイ システムの記憶域 デバイスは、可能であれば D3 をサポートする必要があります。	プラットフォームで D3 がサポートされている場合は、こちらの説明に従って、ストレージ デバイスに対して D3 を有効にする必要があります。	システム ファームウェア開発者およびシステム デザイナー (OEM/ODM)