Проектирование платформы для современного резервного режима

Для современного подключенного режима ожидания аппаратная платформа ПК должна соответствовать определенному набору требований. Эти требования определяют выбор микросхемы SoC, DRAM, сетевого устройства и других ключевых компонентов оборудования.

Для обеспечения современной резервной работы на платформе ПК требуется тщательное планирование и проектирование. Основная причина дополнительной инженерии заключается в том, чтобы обеспечить низкое потребление электроэнергии, которое ожидает конечный пользователь, когда система находится в состоянии сна, и экран отключен. Пользователи не будут терпеть чрезмерный разряд батареи, особенно с учётом очень продолжительного времени работы от батареи большинства смартфонов.

Второе крупнейшее инженерное вложение для современного стендбай заключается в обеспечении низкого энергопотребления связи (Wi-Fi, мобильное широкополосное подключение и Ethernet). Каждое устройство связи включает значительный объем возможностей автономной обработки и встроенное ПО, чтобы платформа SoC или основное ядро могло отключаться, сохраняя подключение.

Низкопроизводительный кремний (ЦП, SoC, DRAM)

Современное состояние резервной мощности требует частых переходов между режимом простоя с низкой мощностью и короткими периодами активности. Через все эти переходы система находится в режиме ожидания, и экран остается отключенным. Эта модель позволяет операционной системе и приложениям всегда быть включенными и работающими, пока оборудование обеспечивает низкое энергопотребление в режиме ожидания. Это сочетание приводит к низкой средней мощности и длительной жизни батареи во время ожидания.

Современная резервная платформа с длительным сроком работы батареи включает в себя кремний с низкой мощностью (или SoC) и DRAM, которые имеют следующие характеристики:

• Возможность переключаться между неактивными и активными режимами менее чем в 100 миллисекундах. Активный режим позволяет выполнять код на ЦП, но не обязательно разрешает доступ к устройству хранения или другим контроллерам узла или периферийным устройствам. Режим простоя может быть временем ожидания или состоянием питания, но должно быть состоянием, которое имеет наименьшее потребление энергии для SoC и DRAM.
• Технология DRAM и размер для минимизации потребления энергии в режиме самообновления. Текущие современные подключенные резервные пк обычно используют мобильные DRAM (LP-DDR) или низковольтный КОМПЬЮТЕР DRAM (PC-DDR3L, PC-DDR3L-RS).
• Подключаемый модуль подсистемы питания (PEP), который координирует низкое энергопотребление хост-контроллеров на SoC с энергетическими состояниями всего SoC. PEP — это небольшой упрощенный драйвер, который абстрагирует зависимости питания, зависящие от SoC. Все современные подключенные резервные платформы должны включать PEP, который, по крайней мере, взаимодействует с Windows, когда SoC готов войти в режим простоя с наименьшей мощностью. Для платформ на основе Intel PEP уже присутствует в качестве драйвера папки "Входящие", где сведения о SoC передаются непосредственно через таблицы ACPI FW.

Коммуникации и сетевые устройства

Сетевые устройства в современной подключенной резервной платформе отвечают за поддержание подключения к облаку, пока SoC остается в режиме простоя с низкой мощностью. Эта возможность достигается путем разгрузки базового обслуживания сети на сетевое устройство.

Сетевые устройства на современной подключенной резервной платформе должны быть способны отключать протоколы. В частности, сетевое устройство должно быть способно разгрузить протокол разрешения адресов (ARP), протокол запроса имени (NS), а также несколько других протоколов, специфичных для Wi-Fi. Чтобы отключить обработку протокола, небольшой микроконтроллер на сетевом устройстве реагирует на сетевые запросы, пока SoC остается в режиме простоя с низкой мощностью, экономя питание батареи во время сна.

Сетевые устройства на современной подключенной резервной платформе также должны быть способны обнаруживать важные входящие сетевые пакеты и при необходимости просыпать SoC. Возможность обнаружения этих пакетов называется шаблонами пробуждения по локальной сети (WoL). При использовании шаблонов WoL сетевое устройство будит SoC или основную микросхему только при обнаружении важного сетевого пакета, что позволяет SoC оставаться в режиме простоя с низким энергопотреблением. Список важных пакетов для обнаружения предоставляется сетевому устройству Windows и соответствует системным службам или приложениям на экране блокировки.

Например, Windows всегда запрашивает сетевой адаптер прослушивать входящие пакеты из службы уведомлений Windows (WNS). Приложения, закрепленные на экране блокировки, также могут запросить, чтобы сетевое устройство прослушивало пакеты, относящиеся к приложениям, для обмена данными в режиме реального времени, например Skype.

Дополнительные сведения об отключении протокола см. в разделе "Разгрузки протокола" для управления питанием NDIS. Дополнительные сведения о шаблонах WoL см. в статье WOL Patterns for NDIS Power Management.

Системные конструкторы, которые создают современные подключенные резервные компьютеры, настоятельно рекомендуется создавать глубокие рабочие отношения со своими поставщиками сетевого оборудования.

Требования к платформе для современного резервного режима

Для поддержки современного резервного режима платформа ПК должна соответствовать техническим требованиям, приведенным в следующей таблице.

Темы	Описание	Кто отвечает?
Встроенное ПО системы ACPI должно установить флаг ACPI_S0_LOW_POWER_IDLE FADT.	Указывает, что аппаратная платформа поддерживает режим простоя с низкой мощностью для современного резервного режима. Примечание. Бит FADT имеет приоритет над объектом S3.	Разработчик системного ПО (Основной кремний или SoC должен быть способен на сниженное энергопотребление в режиме ожидания.)
Для платформ, отличных от Intel, основной производитель интегральных схем или SoC должен предоставить плагин модуля энергопотребления (PEP).	PEP координирует зависимости состояния устройства и состояния простоя процессора. Минимальное значение PEP требуется для взаимодействия с Windows при достижении зависимостей состояния питания устройства для минимального режима бездействия SoC.	Основной поставщик кремниевых или систем на кристалле решений (Windows 8.1 и более поздние включают PEP для платформ на основе Intel.)
Современные резервные компьютеры, поддерживающие приложения Win32, также должны поддерживать Hibernate.	Режим гибернации используется для сохранения состояния настольных приложений или приложений Win32 после достижения критически низкого уровня заряда батареи.	Разработчик системного ПО
Для современных резервных систем сетевые устройства, которые, как ожидается, смогут оставаться подключенными, должны быть совместимы с NDIS 6.3 (в частности, шаблонами WoL, разгрузками протоколов и объединением пакетов D0).	Позволяет SoC входить в режимы низкой мощности, а сетевое устройство поддерживает подключение.	Системный конструктор (OEM/ODM)
Современные резервные системы с поддержкой dGPU или поддержкой подключаемых карт dGPU должны соответствовать рекомендациям Майкрософт по поддержке dGPU.	Позволяет dGPU ввести D3Cold для сохранения заряда батареи и поддержки самостоятельного обновления VRAM для ускорения задержки возобновления.	Разработчик системного ПО и конструктор систем (OEM/ODM)
Современные резервные системы, поддерживающие режим гибернации, должны реализовать ACPI Time and Alarm Device (TAD) с отдельными таймерами AC и DC и поддержкой пробуждения при повторном подключении AC.	Позволяет таймерам пробуждать платформу от гибернации в зависимости от источника питания (AC или DC) и позволяет истекшим таймерам AC срабатывать при повторном подключении к сети AC.	Разработчик системного ПО
Современные системы в режиме ожидания должны реализовать метод порога отключения батареи (_BTP) в ACPI.	Позволяет платформе обнаруживать изменения уровня заряда батареи в современном режиме ожидания. Это позволяет таким функциям, как адаптивная гибернация, работать правильно.	Разработчик системного ПО
Если это возможно, устройства хранения в современных резервных системах должны поддерживать D3.	Если платформа поддерживает D3, D3 должна быть включена для устройств хранения, как описано здесь.	Разработчик системного ПО и конструктор систем (OEM/ODM)