Visão geral das opções de gerenciamento de energia do processador

Artigo
05/24/2024

Os algoritmos de gerenciamento de energia do processador (PPM) do Windows 10 implementam a funcionalidade no nível do sistema operacional que permite que o sistema operacional use os recursos de processamento disponíveis de maneira eficiente em uma plataforma, equilibrando as expectativas do usuário em relação ao desempenho e à eficiência energética.

Os algoritmos têm as seguintes características:

Eles escalam de grandes servidores para fatores forma de tablet.
Eles são personalizáveis por meio de uma infraestrutura de políticas de energia estaticamente configurável.
Eles são hierárquicos e abstraídos de modo a separar as partes dos algoritmos que não dependem da plataforma das partes que são específicas para cada plataforma.

Em alto nível, o PPM do Windows é formado pelas seguintes partes:

Mecanismo de parada de núcleos: toma decisões globais de escala a respeito da carga de trabalho e determina o conjunto ideal de núcleos computacionais para execução.
Mecanismo de estados de desempenho: toma decisões de escala de desempenho por processador.
Controles específicos para cada plataforma: implementa a mecânica das transições de estado e, opcionalmente, fornece feedback sobre a eficácia das decisões de estado do sistema operacional e as restrições de tempo de execução na plataforma.

Os parceiros IHV podem habilitar a validação e a mensuração preliminares dos efeitos dos controles de políticas em diversas configurações de hardware.

Perfis de energia

É possível utilizar a estrutura Provisionamento do Windows para definir as configurações de energia do processador descritas nesta seção. Primeiro, crie um pacote de provisionamento usando o Designer de Configuração do Windows. Em seguida, você editará o arquivo customizations.xml contido no pacote para incluir as configurações de energia, que aparecem no namespace Common\Power\Policy\Settings\Processor. Use o arquivo XML como uma das entradas para a interface de linha de comando do Designer de Configuração do Windows para gerar um pacote de provisionamento que contenha as configurações de energia. Em seguida, você pode aplicar o pacote de provisionamento à imagem. Para obter informações sobre como usar a CLI do Designer de Configuração do Windows, confira Usar a interface de linha de comando do Designer de Configuração do Windows.

O namespace do processador é dividido em conjuntos de configurações idênticas do processador de energia chamadas de perfis de energia. Os perfis de energia são usados pelo mecanismo do processador de energia para adaptar o desempenho e o algoritmo de parada em diversos casos de uso do sistema.

O Windows 10 é compatível com estes perfis:

O perfil Padrão é o conjunto de configurações que permanece ativo na maior parte do tempo. Essas configurações são idênticas às do esquema de energia equilibrada. Isso oferece um método alternativo para definir as configurações do esquema de energia equilibrada por meio da estrutura Provisionamento do Windows.
O perfil Baixa Latência é ativado durante a inicialização e durante o tempo de inicialização do aplicativo.
O perfil Baixa Energia é ativado durante a fase de buffer de cenários de reprodução de mídia. Esse perfil não se aplica quando o nível Mídia da Qualidade de Serviço está configurado.
O perfil Modo de Jogo é ativado quando a configuração “Modo de Jogo” está ativada e o usuário está jogando. Use esse perfil para ajustar as configurações do processador nos dispositivos com o Modo de Jogo.
O perfil Realidade Misturada é ativado quando um headset do Windows Mixed Reality está conectado ao sistema e o usuário está interagindo com um aplicativo de MR.
O perfil Restrito é ativado pelo recurso de economia de bateria em edições do Windows 10 para desktop (Home, Pro, Enterprise e Educação). Ele não está disponível para Windows 10 Mobile.
O perfil Tela Desligada é utilizado em sistemas Modern Standby. Ele é ativado quando a tela está desligada, sem nenhuma conexão de área de trabalho remota e nenhuma solicitação de energia necessária ao sistema e à execução pendente, nenhum ponto de acesso móvel está ativado. Ele é desativado quando o sistema entra no modo de suspensão ou quando a tela é ligada novamente. Consulte o diagrama na seção Summary of key points (Resumo dos principais pontos). Esse perfil corresponde ao intervalo entre as fases de “Presença” e de “DAM” no diagrama.
O perfil Em Espera é utilizado em sistemas Modern Standby. Ele é ativado quando o sistema entra em sua fase de longa suspensão de longo prazo — todo o comportamento de encerramento do sistema foi concluído. Ele é desativado quando o sistema desperta da suspensão. Consulte o diagrama na seção Summary of key points (Resumo dos principais pontos). Esse perfil corresponde ao intervalo entre as fases de “Baixa potência” e de “Resiliência” no diagrama.

Cada perfil oferece suporte às seguintes definições de configuração:

Em sistemas que têm processadores com arquitetura heterogênea, as definições de configuração para núcleos de classe de eficiência 1 usam uma convenção de nomenclatura semelhante.

Os parâmetros comuns têm o sufixo “1” para indicar a classe de eficiência. Os parâmetros hetero-específicos têm o prefixo “Hetero”.

Perfil de Modo de Jogo

O perfil de energia de modo de jogo é disponibilizado como um recurso de adesão de OEM para notebooks a partir da atualização de maio de 2019 para o Windows 10 (19H1), e é necessário implantá-lo por meio de pacotes de provisionamento durante a criação da imagem. Veja a seguir um exemplo de um arquivo XML de personalização que define as configurações do gerenciamento de energia do processador para o perfil de energia de Modo de Jogo e consulte o documento “Game Mode Test Instructions” (Instruções de teste do Modo de Jogo) para obter orientações adicionais sobre as opções de personalização e a implantação. Esse exemplo define o estado mínimo de desempenho do processador como 100%, o que polariza a CPU para o lado do desempenho. Para obter mais orientação sobre ajustes, entre em contato com um fornecedor de silício.

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<WindowsCustomizatons>  
  <PackageConfig xmlns="urn:schemas-Microsoft-com:Windows-ICD-Package-Config.v1.0">  
    <ID>b8aca924-e386-436e-a50e-bdec4d1715a1</ID>  <!-- ID needs to be be unique GUID for the package -->  
    <Name>CustomOEM.Power.Settings.Control</Name>  
    <Version>1.0</Version>  
    <OwnerType>OEM</OwnerType>  
  </PackageConfig>  
  <Settings xmlns="urn:schemas-microsoft-com:windows-provisioning">  
    <Customizations>  
      <Common>  
          <Power> 
            <Policy> 
              <Settings> 
                <Processor> 
                  <SchemePersonality> 
                    <Profile SchemeAlias="Balanced"> 
                      <Setting ProfileAlias="GameMode"> 
                        <MinPerformance> 
                          <AcValue>100</AcValue> 
                          <DcValue>100</DcValue> 
                        </MinPerformance> 
                      </Setting> 
                    </Profile> 
                  </SchemePersonality> 
                </Processor> 
              </Settings> 
            </Policy> 
          </Power>  
      </Common>  
    </Customizations>  
  </Settings>  
</WindowsCustomizatons>

Perfis de energia e seus respectivos aliases de perfil de provisionamento

Usando o XML de personalização como exemplo, é possível criar um pacote de provisionamento para todos os perfis de energia, combinando a marcação XML <Setting ProfileAlias="?"> com os respectivos aliases de provisionamento. Confira abaixo a lista de perfis de energia e seus aliases correspondentes.

Observação

Os perfis PPM são ajustados pelos fornecedores de silício para otimizar a relação entre energia e desempenho dos processadores. Entre em contato com um fornecedor de silício a fim de obter orientação para ajuste antes de modificar as configurações de gerenciamento de energia do processador.

Nome do Perfil	Alias do perfil
Padrão	“Default”
Baixa latência	“LowLatency”
Baixa Energia	“LowPower”
Restrito	“Constrained”
Tela Desligada	“ScreenOff”
Standby	“Standby”
Modo de Jogo	“GameMode”
Realidade Misturada	“SustainedPerf”

Qualidade de Serviço

Os perfis de energia oferecem configuração do gerenciamento de energia do processador para todo o sistema, o que impacta por igual todas as cargas de trabalho em execução. Por outro lado, o recurso Qualidade de Serviço (QoS) oferece níveis diferenciados de desempenho e energia para cargas de trabalho com diferentes níveis de QoS. Por exemplo, isso permite ajustar a atividade de nível Alto de QoS em primeiro plano a fim de priorizar o desempenho, e ajustar outros níveis de QoS a fim de priorizar a eficiência energética. Para obter mais informações, consulte Qualidade de Serviço.

Cada nível de QoS oferece suporte às seguintes definições de configuração:

Em sistemas que têm processadores com arquitetura heterogênea, as definições de configuração para núcleos de classe de eficiência 1 usam uma convenção de nomenclatura semelhante.

Os parâmetros comuns têm o sufixo “1” para indicar a classe de eficiência.

Níveis de Qualidade de Serviço e seus respectivos aliases de perfil de provisionamento

Usando o XML de personalização como exemplo, é possível criar um pacote de provisionamento para todos os níveis de QoS, combinando a marcação XML <Setting ProfileAlias="?"> com os respectivos aliases de provisionamento. Veja abaixo a lista de níveis de QoS e seus aliases correspondentes.

Observação

Os níveis de QoS são ajustados pelos fornecedores de silício para otimizar a relação entre energia e desempenho dos processadores. Entre em contato com um fornecedor de silício a fim de obter orientação para ajuste antes de modificar as configurações de gerenciamento de energia do processador. Para obter detalhes sobre os níveis de QoS, consulte Qualidade de Serviço.

Nível de Qualidade de Serviço	Alias do perfil
Alto	“Default”
Médio	“EntryLevelPerf”
Baixo	“Background”
Utilitário	“Utility”
Eco	“Eco”
Mídia	“Multimedia”
Data limite	Utiliza somente PerfLatencyHint e LatencyHintEpp do perfil “Multimedia”

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