圖解ACPI—了解電腦的七種工作狀態

在電腦公司工作常常可以聽到S0, S1, S2, S3, G0, G1,G2, G3等術語，很早就知道這是描述電腦的狀況，不過詳細的關係是甚麼，我始終不是很清楚，直到最近才把這個部份搞清楚。找了ACPI的規格書看看，發現上面的圖實在不容易懂，也不好記，乾脆就自己畫了一張解釋ACPI的圖，幫助自己記憶也好和別人溝通。

ACPI(Advanced Configuration and Power Interface, 進階組態與電源介面)是由Intel, Microsoft, Phoenix, HP和Toshiba共同制定的電腦電源管理規格，讓作業系統可以直接的管理各種裝置利用電源的狀況。

2010/3/23更新: 已修正圖片上的錯誤

上圖就是ACPI所有狀態的關連，詳細的狀態說明其實維基百科已經寫的很清楚，我就直接引用了，對照這張圖和下面的說明，應該可以很快的了解整個ACPI的概念。

ACPI規範定義了一台相容ACPI的電腦系統可以有以下七個狀態（所謂的全域狀態）：

G0(S0)正常工作狀態：
電腦的正常工作狀態-作業系統和應用程式都在執行。CPU(s)執行指令。 在這個狀態下(即沒有進入G1睡眠)，CPU和像硬碟、DVD驅動器等等這些的裝置可以一再的進入和從低能源狀態回來，叫做C0-Cn和D0-D3。(例如膝上型電腦，當使用電池執行的時候通常關掉所有當前未使用的裝置；一些桌上型電腦也這麼做來減少噪聲。)

G1 睡眠 細分為從S1到S4這四種狀態。
系統從這幾種狀態被喚醒到G0執行（喚醒等待時間）所需的時間最短的是S1，較短的是S2和S3，不太短的是S4。

S1：最耗電的睡眠模式。處理器的所有暫存器被重新整理，並且CPU停止執行指令。CPU和內部記憶體的電源一直維持著，一些裝置如果沒有被使用那麼就會被停止供電。這種模式通常指上電待機或者簡單叫做POS，特別在BIOS設定介面上。一些新式的電腦不再支援S1；老式的電腦對S1支援可能要比S3好。

S2：一個比S1更深的睡眠狀態，不過已經不給CPU供電了；然而，通常這種模式並不被採用。

S3：在BIOS中叫做”掛到內部記憶體” (Suspend to RAM/STR)，在Windows XP以後的Windows版本和一些Linux發行版中叫做”待機(Standby)”， 在Windows Vista和Mac OS X則叫做”睡眠(Sleep)”，雖然ACPI規範僅僅提到術語”S3″和”睡眠(Sleep)”。在這個狀態下，主記憶體(RAM)仍然有電源供給，儘管它也是幾乎唯一的有電源供給的原件。因為作業系統、所有應用程式和被開啟的文檔等等的狀態都是保存在主記憶體中，使用者可以把工作恢復到正好上次他們保持的狀態-電腦從S3狀態回來時主記憶體的內容和它進入S3狀態時候的內容是相同象的。(規範中提到了S3和S2是相當類似的，只有更多的元件在S3狀態下會被關掉電源。) 相比較S4來說S3有兩個好處；電腦恢復的過程比重啟要快，第二，如果任何正在執行的應用程式(被開啟的文檔等等)有私有資訊在裡面，這些資訊是不會被寫到硬碟上的。然而，在系統不能被喚醒比如遇到了電源故障的時候， 高速緩衝記憶體可能會被flushed來防止資料毀壞。

S4： 在Windows中叫休眠， 在Mac OS X中叫作安全睡眠，也稱為掛到硬碟，雖然ACPI規範中只提到了一個術語S4（main article:Hibernate(OS feature))。在這個狀態下，所有主記憶體的內容被儲存在非揮發性記憶體，例如硬碟，保護作業系統當前的狀態，包括所有應用程式,開啟的文檔等.這意味著從S4恢復後，使用者可以恢復到原本的工作狀態，採用的方法和S3是一樣的。S4和S3之間的差異是，除了把主記憶體中的內容移進移出所消耗的時間以外,在S3狀態下的時候如果一旦停電了,所有主記憶體上的資料就會丟失,包括所有的沒有保存的文檔,而在S4狀態下則沒有影響.S4和其他的S狀態有很大不同,事實上更類似G2Soft Off狀態和G3 Mechanical Off狀態,而不是S1-S3.在S4狀態下的系統同樣可進入G3(Mechanical Off)狀態,並且保留S4時候的狀態資訊.所以它可以恢復到以前的執行狀態在關掉電源之後.

G2（S5）Soft Off–G2，S5，和Soft Off都是相同的叫法。G2和G3Mechanical Off幾乎是相同的，但有些部件仍然帶電，使電腦仍然可以被鍵盤、時鐘、modem（電話喚醒）、LAN（網路喚醒）還有USB裝置所喚醒。[1]在啟動系統從G2恢復到G0正常工作模式的過程中，無論是G3 Mechanical Off還是G2都得執行啟動程式來啟動作業系統。
此外，當作業系統在不支援ACPI的情況下執行，這種狀態被定義為Legacy。在這個狀態下，硬體和電源不是透過ACPI來管理的，實際上已經禁用了ACPI。

2010/3/23新增:
在G0，也就是電腦正常運作中的狀況，各種裝置也有D0-D4等狀況，D0代表正常運作，D1-D4則依數字遞增而降速，甚至斷電。另外在G0時CPU也有C0-Cn(n為數字)等各種狀況，C0代表全速運轉、n越大代表越慢越省電的狀態。