高级电源管理的状态说明

高级电源管理中的状态
全局状态（Global System States）
ACPI规范定义了一台兼容ACPI的计算机系统可以有以下7个状态（所谓的全局状态）：'G0(S0)正常工作状态：
计算机的正常工作状态-操作系统和应用程序都在运行。

CPU(s)执行指令。

在这个状态下(即没有进入G1睡眠)，CPU和像硬盘、DVD驱动器等等这些的设备可以一再的进入和从低能源状态回来，叫做C0-C n和D0-D3。

(例如膝上型计算机，当使用电池运行的时候通常关掉所有当前未使用的设备；一些桌面型计算机也这么做来减少噪声。

)
G1 睡眠
细分为从S1到S4这四种状态。

系统从这几种状态被唤醒到G0运行（唤醒等待时间）所需的时间最短的是S1，较短的是S2和S3，不太短的是S4。

S1：最耗电的睡眠模式。

处理器的所有寄存器被刷新，并且CPU停止执行指令。

CPU和内存的电源一直维持着，一些设备如果没有被使用那么就会被停止供电。

这种模式通常指上电待机或者简单叫做POS，特别在BIOS设置界面上。

一些新式的计算机不再支持S1；老式的电脑对S1支持可能要比S3好。

S2：一个比S1更深的睡眠状态，不过已经不给CPU供电了；然而，通常这种模式并不被采用。

S3 ：在BIOS中叫做"挂到内存" (Suspend to RAM/STR)，在Windows XP以后的Windows版本和一些Linux发行版中叫做"待机(Standby)"，在Windows Vista和Mac OS X则叫做"睡眠(Sleep)"，虽然ACPI规范仅仅提到术语"S3"和"睡眠(Sleep)"。

在这个状态下，主存储器(RAM)仍然有电源供给，尽管它也是几乎唯一的有电源供给的原件。

因为操作系统、所有应用程序和被打开的文档等等的状态都是保存在主存储器中，用户可以把工作恢复到正好上次他们保持的状态-计算机从S3状态回来时主存储器的内容和它进入S3状态时候的内容是相同象的。

(规范中提到了S3和S2是相当类似的，只有更多的组件在S3状态下会被关掉电源。

) 相比较S4来说S3有两个好处；计算机恢复的过程比重启要快，第二，如果任何正在运行的应用程序(被打开的文档等等)有私有信息在里面，这些信息是不会被写到硬盘上的。

然而，在系统不能被唤醒比如遇到了电源故障的时候，高速缓冲存储器可能会被flushed来防止数据毁
坏。

S4：在Windows中叫休眠，在Mac OS X中叫作安全睡眠，也称为挂到硬盘，虽然ACPI 规范中只提到了一个术语S4（main article:Hibernate(OS feature))。

在这个状态下，所有主存储器的内容被储存在非挥发性存储器，例如硬盘，保护操作系统当前的状态，包括所有应用程序,打开的文档等.这意味着从S4恢复后，用户可以恢复到原本的工作状态，采用的方法和S3是一样的。

S4和S3之间的差异是，除了把主存储器中的内容移进移出所消耗的时间以外,在S3状态下的时候如果一旦停电了,所有主存储器上的数据就会丢失,包括所有的没有保存的文档,而在S4状态下则没有影响.S4和其他的S状态有很大不同,事实上更类似G2Soft Off 状态和G3 Mechanical Off状态,而不是S1-S3.在S4状态下的系统同样可进入G3(Mechanical Off)状态,并且保留S4时候的状态信息.所以它可以恢复到以前的运行状态在关掉电源之后. G2（S5）Soft Off
G2，S5，和Soft Off都是相同的叫法。

G2和G3Mechanical Off几乎是相同的，但有些部件仍然带电，使计算机仍然可以被键盘、时钟、modem（电话唤醒）、LAN（网络唤醒）还有USB设备所唤醒。

[1]在启动系统从G2恢复到G0正常工作模式的过程中，无论是G3 Mechanical Off还是G2都得运行启动程序来启动操作系统。

此外，当操作系统在不支持ACPI的情况下运行，这种状态被定义为Legacy。

在这个状态下，硬件和电源不是通过ACPI来管理的，实际上已经禁用了ACPI。

设备电源状态(Device Power State)
设备状态对于用户来说往往是不可见的，比如当一个设备已经没有电源供应的时候，可能整个系统还是在工作状态，光驱应该是一个很好的例子吧。

设备状态是与设备相关的状态，他们的定义和以下四个因素有关：
电源消耗（Power consumption），设备用电量的多少。

设备状态/环境（Device context），设备（从D0进入其他状态的时候）保留了多少原来的状态/环境。

操作系统负责保存丢失的设备状态/环境。

设备驱动（Device driver），让设备恢复到D0，驱动程序应该做什么（或者做多少）。

设备状态有一下几个：
D0 Fully-On
是（正常）工作状态，电源消耗量最多，设备是完全被相应的，并且设备保留了全部的设备
状态/环境。

D1 和D2
是中间电源状态，它的定义根据设备的不同而有所不同。

D3 Off
是设备电源关闭所以对总线来说是没有相应的。

设备状态/环境全部丢失，操作系统会重新初始化设备当重新给它加电的时候。

这个状态下的设备恢复到D0相比之下需要最长的时间。

处理器电源状态(Processor Power State)
处理器电源状态（C0到C3状态，后面还有Cn）是指在G0状态下（只对G0状态有效，在其他状态下不予讨论）的处理器电能消耗和温度管理的状态。

只有C0状态下CPU才会执行指令，C1到Cn状态下CPU都处于各种不同程度的睡眠状态（Sleeping States），在这睡眠状态下，CPU都有一个恢复到C0的唤醒时间（latency），它是和CPU的电能消耗有关的，通常，用电能量越小意味着得花更长的时间恢复到C0状态，也就是唤醒时间越长。

当在C0状态下时，ACPI允许通过定义节流阀（throttling）过程，和通过进去多性能状态（multiple performance states，P-states）来改变处理器的性能。

各个状态的定义如下所示：
C0
是正常工作状态，当处理器处于这种状态下的时候，它能正常处理指令。

C1（通常称为Halt）
拥有最短的唤醒时间，这个延时必须短到操作系统软件使用CPU的时候不会考虑到唤醒时间方面的因素。

一些处理器，比如说奔腾4（Pentium 4），支持C1E（Enhanced C1 state）
这样的低电能消耗技术。

这个状态是不被软件所见的。

C2 (通常称为Stop-Clock)
这个状态下处理器维持着所有的软件所见的状态信息，但是需要更长的时间来恢复到C0。

这个状态下情况最坏的硬件唤醒时间是由ACPI固件提供，并且操作系统软件可以利用这些信息来决定是采用C1而不是C2状态，C2比C1更省电。

C3 (通常称为Sleep)
相比C1和C2更省电了。

这个状态下情况最坏的硬件唤醒时间是由ACPI固件提供，并且操作系统软件可以利用这些信息来决定是采用C2而不是C3状态，当处于C3状态时，处理器缓存保留了所有的状态信息，但是忽略所有的侦听。

操作系统软件负责保证缓存数据的一致性。

设备和处理器性能状态（Device and Processor Performance States）
设备和处理器性能状态（Px状态）是在C0（对于处理器）和D0（对于设备）下定义的电源消耗和能力的状态。

性能状态允许OSPM在性能和能源消耗之间取得平衡。

P0是坐高性能状态，从P1到P n是连续的低性能状态，最高限制n为16。

P0状态
使用最大性能并且消耗的电能最多。

P1状态
性能比前者要小，但是消耗电能也相应少一些。

Pn状态
n是的大小是依赖于处理器和设备的，处理器和设备可以定一个任意的不超过16的数字。

这个状态在Intel处理器中称为SpeedStep，在AMD处理器中称为PowerNow!或Cool'n'Quiet，在VIA处理器中称为PowerSaver。