Gerenciamento térmico no nível do dispositivo

A partir do Windows 8, o Windows dá suporte ao gerenciamento térmico para drivers de dispositivo no modo kernel. Essa abordagem coordenada ajuda a evitar superaquecimento e garante uma operação de dispositivo confiável em toda a plataforma.

Este artigo fornece uma visão geral dos conceitos de gerenciamento térmico no nível do dispositivo. Para obter informações de implementação, consulte Implementação de Gerenciamento Térmico.

Metas de gerenciamento térmico

O gerenciamento térmico do Windows tem estas metas principais:

  • Impedir que os dispositivos em uma plataforma de hardware superaqueçam: mantenha os dispositivos operando dentro de intervalos de temperatura seguros para garantir que eles operem de forma correta e confiável.
  • Segurança do usuário: impedir que superfícies acessíveis ao usuário fiquem muito quentes para tocar ou segurar confortavelmente.
  • Otimização do sistema: balancee os requisitos térmicos com as necessidades de gerenciamento de energia e capacidade de resposta do usuário. O Windows equilibra de forma inteligente os requisitos de nível térmico dos dispositivos na plataforma para estender o tempo que a plataforma pode operar com uma carga de bateria e manter a aparência de um computador que está sempre ligado e sempre conectado.

Coordenação em toda a plataforma

Semelhante ao gerenciamento de energia, o gerenciamento térmico funciona melhor quando implementado em toda a plataforma e não em isolamento. O sistema operacional coordena restrições térmicas locais do dispositivo no contexto de condições térmicas globais. It:

  • Distribui os requisitos de resfriamento em vários dispositivos
  • Minimiza a interferência nas tarefas que o usuário está executando
  • Equilibra as necessidades térmicas com o gerenciamento de energia e a capacidade de resposta do sistema

Por outro lado, os drivers de dispositivo que gerenciam níveis térmicos isoladamente de outros dispositivos de plataforma são mais propensos a tomar decisões abaixo do ideal que resultam em uso de energia ineficiente e uma interface do usuário (interface do usuário) sem resposta.

Zonas térmicas e ACPI

O ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) permite que os fornecedores da plataforma de hardware particionem suas plataformas em regiões chamadas zonas térmicas.

Os dispositivos de sensor rastreiam a temperatura em cada zona térmica. Quando uma zona térmica começa a superaquecer, o sistema operacional pode executar ações coordenadas para resfriar os dispositivos nessa zona. Essas ações podem ser categorizadas como resfriamento passivo ou resfriamento ativo.

Modos de resfriamento

Há duas abordagens primárias para o gerenciamento térmico:

  • Resfriamento passivo
  • Resfriamento ativo

Em resposta a alterações no uso do computador ou em condições ambientais, o sistema operacional (SO) usa uma (ou possivelmente ambas) abordagens para gerenciar níveis térmicos dinamicamente na plataforma de hardware.

Resfriamento passivo

Para executar o resfriamento passivo, o sistema operacional limita um ou mais dispositivos na zona térmica para reduzir o calor gerado por esses dispositivos. A limitação pode envolver a redução da frequência do relógio que impulsiona um dispositivo, a redução da tensão fornecida para o dispositivo ou a desativação de uma parte do dispositivo. Como regra, a restrição controla o desempenho do dispositivo.

Exemplos de resfriamento passivo incluem:

  • Executando um processador a meia velocidade
  • Escurecimento de luzes de fundo da tela
  • Reduzindo o desempenho da GPU
  • Diminuindo as taxas de carregamento da bateria

Resfriamento ativo

Para executar o resfriamento ativo, o sistema operacional ativa um dispositivo de resfriamento, como um ventilador. Quando o resfriamento passivo diminui a energia consumida pelos dispositivos em uma zona térmica, o resfriamento ativo aumenta o consumo de energia.

Exemplos de resfriamento ativo incluem:

  • Ativando e desativando os fãs
  • Ajustando as velocidades do ventilador
  • Ativando sistemas de resfriamento líquido

Escolhendo um modo de resfriamento

No design de uma plataforma de hardware, a decisão de usar o resfriamento passivo ou o resfriamento ativo baseia-se em:

  • As características físicas da plataforma de hardware
  • A fonte de energia para a plataforma
  • Como a plataforma é usada

O resfriamento ativo pode ser mais simples de implementar, mas tem várias desvantagens potenciais:

  • A adição de dispositivos de resfriamento ativos (por exemplo, ventiladores) pode aumentar o custo e o tamanho da plataforma de hardware.
  • A energia necessária para executar um dispositivo de resfriamento ativo pode reduzir o tempo que uma plataforma alimentada por bateria pode operar com uma carga de bateria.
  • O ruído do ventilador pode ser indesejável em alguns aplicativos, e os ventiladores exigem ventilação.

O resfriamento passivo é o único modo de resfriamento disponível para muitos dispositivos móveis. Particularmente, é provável que as plataformas de computação portáteis tenham carcaças fechadas e funcionem com baterias. Essas plataformas normalmente contêm dispositivos que podem limitar o desempenho para reduzir a geração de calor. Esses dispositivos incluem processadores, GPUs (unidades de processamento de elementos gráficos), carregadores de bateria e faróis de exibição.

As plataformas de computação portátil normalmente usam chips SoC (System on a Chip) que contêm processadores e GPUs, e os fornecedores de hardware soc fornecem o software de gerenciamento térmico para esses dispositivos. No entanto, dispositivos periféricos, como carregadores de bateria e faróis de exibição, são externos aos chips SoC. Os fornecedores desses dispositivos devem fornecer drivers de dispositivo e esses drivers devem fornecer qualquer suporte de gerenciamento térmico que possa ser necessário para os dispositivos. Uma maneira relativamente simples para um driver de dispositivo dar suporte ao gerenciamento térmico é implementar a interface do driver GUID_THERMAL_COOLING_INTERFACE.

Consulte também

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