Bagaimana Komputer Saya Dapat Memulai Ulang Sendiri?

Ini adalah aktivitas umum yang kebanyakan dari kita mungkin tidak pernah berhenti untuk memikirkannya: restart otomatis. Apakah pengguna atau yang diprakarsai oleh aplikasi, apa yang sebenarnya terjadi ketika komputer Anda menggunakan daya sendiri?

Sesi Tanya Jawab hari ini datang kepada kami dengan izin dari SuperUser-subdivisi Stack Exchange, pengelompokan komunitas yang didorong oleh situs web T&J.

Pertanyaan

Pembaca SuperUser, Seth Carnegie bertanya-tanya tentang manajemen daya komputer:

Bagaimana komputer bisa hidup kembali sendiri? Setelah itu mati, bagaimana ia memberitahu dirinya untuk kembali lagi? Jenis perangkat lunak apa yang dapat melakukan ini?

Bagaimana bisa? Apa kombinasi sihir perangkat lunak / perangkat keras yang mewujudkannya?

Jawabannya

Kontributor SuperUser, Jcrawfordor, menawarkan respons yang ringkas dan terperinci untuk pertanyaan yang lebih dari cukup menjawab pertanyaan:

Terlalu lama; tidak membacanya menjawab: Status daya di komputer Anda dikendalikan oleh penerapan ACPI (konfigurasi lanjutan dan antarmuka daya). Pada akhir proses pematian, sistem operasi Anda menetapkan perintah ACPI yang menunjukkan bahwa komputer harus melakukan boot ulang. Sebagai tanggapan, motherboard me-reset semua komponen menggunakan perintah atau jalur reset masing-masing, dan kemudian mengikuti proses bootstrap. Motherboard tidak pernah benar-benar mati, hanya me-reset berbagai komponen dan kemudian berperilaku seolah-olah tombol power baru saja ditekan.

Panjang dan bertele-tele tetapi (menurut saya) jawaban yang lebih menarik:

Soft Power dan Cara Kerjanya

Di masa lalu (baik, oke, untuk seorang mahasiswa seperti saya tahun 90-an sudah lama), kami memiliki motherboard AT (Advanced Technology) dengan AT power pengelolaan. Sistem daya AT sangat, sangat sederhana. Tombol daya pada komputer Anda adalah pergantian perangkat keras (mungkin di bagian belakang kasing) dan input 120vac Anda menembusnya. Secara fisik menyalakan daya ke catu daya Anda dan mematikan, dan ketika saklar ini dalam posisi Off semua komputer Anda benar-benar mati (ini membuat baterai CMOS sangat penting, karena tanpa itu tidak ada catu daya untuk menjaga perangkat keras jam berdetak). Karena saklar daya adalah mekanisme fisik, tidak ada cara perangkat lunak untuk menghidupkan dan mematikan daya. Windows akan menampilkan pesan terkenal "Sekarang aman untuk mematikan komputer Anda" karena, meskipun semuanya diparkir dan siap dimatikan, tidak mungkin bagi OS untuk benar-benar mematikan saklar daya. Konfigurasi ini kadang-kadang disebut sebagai kekuatan keras, karena itu semua perangkat keras.

Saat ini segalanya berbeda, karena keajaiban motherboard ATX dan Kekuatan ATX (Itu Advanced Technology eXtended jika Anda melacak). Seiring dengan sejumlah kemajuan lainnya (mini-DIN PS / 2, ada orang?), ATX membawa kekuatan lembut. Daya lunak berarti daya ke komputer dapat dikontrol oleh perangkat lunak. Ini membawa beberapa perubahan impor:

Daya siaga: Anda mungkin telah melihat konektor "5v SB" atau "5v standby" berlabel pinout catu daya. Itu catu daya siaga adalah jalur 5v ke motherboard Anda yang selalu menyala, bahkan ketika komputer dimatikan. Inilah sebabnya mengapa penting untuk mencabut atau mematikan sakelar PSU (jika ada) saat melayani komputer modern, karena bahkan ketika komputer mati, Anda dapat berpotensi mengurangi SB 5v dan merusak motherboard. Ini juga mengapa baterai CMOS tidak lagi penting - SB 5v digunakan untuk mengganti baterai CMOS setiap kali catu daya memiliki daya listrik, sehingga baterai CMOS hanya digunakan saat Anda mencabut komputer sepenuhnya. Garis 5v SB penting memungkinkan komponen komputer Anda (yang paling penting BIOS dan adapter jaringan) untuk tetap menjalankan beberapa perangkat lunak sederhana bahkan ketika komputer dimatikan.
Kontrol catu daya cerdas. Jika Anda melihat pinout untuk konektor motherboard (P1) catu daya Anda, Anda akan melihat dua pin biasanya berlabel PS_ON dan PS_RDY. Ini berarti "catu daya menyala" dan "catu daya siap". Jika Anda ingin bereksperimen, ambil catu daya yang tidak ada di komputer, colokkan, dan dengan hati-hati menyambungkan kabel ground (salah satu kabel hitam) ke kabel PS_ON (kabel hijau). Catu daya secara nyata akan menyala, dengan kipas berputar. Komponen-komponen motherboard yang kehabisan +5v SB sebenarnya menghidupkan dan mematikan catu daya Anda dengan menghubungkan daya ke pin PS_ON. Karena ada beberapa kapasitor dan komponen lain dalam catu daya yang membutuhkan waktu beberapa saat untuk diisi ulang, tegangan dari output utama catu daya mungkin tidak segera stabil setelah PSU menyala. Inilah gunanya pin PS_RDY, muncul ketika logika internal catu daya menentukan bahwa catu daya "siap" dan akan memberikan daya yang stabil. Motherboard menunggu hingga PS_RDY menyala untuk melanjutkan booting.

Jadi, sakelar daya Anda tidak lagi "menyalakan" komputer. Alih-alih, itu terhubung ke pengontrol dasar motherboard Anda, yang mendeteksi bahwa tombol telah ditekan dan menjalankan sejumlah langkah untuk menyiapkan sistem, termasuk menyalakan PS_ON sehingga daya akan tersedia. Tombol daya bukan satu-satunya cara untuk memicu proses startup, perangkat pada bus ekspansi Anda juga dapat melakukannya. Ini penting karena adapter jaringan ethernet Anda benar-benar tetap hidup ketika komputer Anda mati dan mencari paket yang sangat spesifik yang sering disebut sebagai "paket ajaib." Jika mereka mendeteksi paket ini ditujukan ke alamat MAC mereka, mereka akan memicu proses startup . Beginilah cara "Wake-on-LAN" (WoL) bekerja. Jam juga dapat memulai boot (kebanyakan BIOS memungkinkan Anda untuk mengatur waktu kapan komputer harus boot setiap hari), dan perangkat USB dan FireWire dapat memicu boot, meskipun saya tidak mengetahui adanya implementasi ini..

Memahami Kontrol Daya

Baik, saya menjelaskan tentang Soft Power karena saya pikir ini menarik (selalu menjadi alasan utama saya menjelaskan banyak hal) dan karena ini memungkinkan Anda untuk memahami bagaimana daya dan kondisi komputer Anda yang mati / hidup semua dikontrol oleh perangkat lunak. Di sebagian besar komputer saat ini, sistem perangkat lunak ini merupakan implementasi dari Konfigurasi Lanjut dan Antarmuka Daya, atau ACPI. ACPI adalah sistem standar dan terpadu yang memungkinkan perangkat lunak mengendalikan sistem daya komputer Anda. Anda mungkin pernah mendengar tentang Status daya ACPI. Mekanisme dasar kontrol daya adalah "kondisi daya" ini, sistem operasi Anda beralih melalui mode daya dengan mempersiapkan sakelar (proses penonaktifan / hibernasi yang terjadi sebelum daya benar-benar mati), dan kemudian memerintahkan motherboard untuk mengalihkan status daya . Status daya terlihat seperti ini:

G0: Bekerja (kondisi "nyala" komputer Anda)
G1: Tidur (status siaga komputer Anda, dibagi ke dalam substrat S)
- S1: daya ke CPU dan RAM tetap menyala, tetapi CPU tidak menjalankan instruksi. Perangkat periferal dimatikan.
- S2: CPU dimatikan, RAM dipertahankan
- S3: Semua komponen dimatikan kecuali untuk RAM dan perangkat yang akan memicu resume (keyboard). Ketika Anda memberi tahu OS Anda untuk "Tidur", itu akan menghentikan proses dan kemudian masuk ke mode ini.
- S4: Hibernasi. Benar-benar semuanya dimatikan. Ketika Anda memberi tahu sistem operasi Anda untuk Hibernate, itu menghentikan proses, menyimpan isi RAM ke disk, dan kemudian memasuki mode ini.
G2: Soft Off. ini adalah kondisi "mati" komputer Anda. Daya mati untuk segalanya kecuali untuk perangkat yang dapat memicu boot.
G3: Mekanik mati.

Bagaimana reset sebenarnya terjadi

Anda akan melihat bahwa reboot bukan salah satu dari kondisi ini. Jadi apa yang sebenarnya terjadi ketika komputer Anda ketika reboot? Jawabannya mungkin mengejutkan, karena dari perspektif manajemen daya, itu hampir tidak ada. Ada perintah reset ACPI. Ketika Anda memberitahu sistem operasi Anda untuk reboot, itu mengikuti proses shutdown normal (menghentikan semua proses Anda, melakukan sedikit pemeliharaan, menurunkan sistem file Anda, dll), dan kemudian sebagai langkah terakhir, alih-alih mengirim mesin ke status daya G2 (seperti yang akan terjadi jika Anda hanya menyuruhnya untuk Shut Down) itu menetapkan perintah Reset. Ini umumnya disebut sebagai "Reset register", karena seperti kebanyakan antarmuka ACPI itu hanya alamat yang nilai tertulisnya harus ditulis untuk meminta reset. Saya akan mengutip spesifikasi 2.0 tentang apa yang dilakukannya:

Mekanisme reset ACPI opsional menetapkan mekanisme standar yang menyediakan pengaturan ulang sistem lengkap. Ketika diimplementasikan, mekanisme ini harus mengatur ulang seluruh sistem. Ini termasuk prosesor, logika inti, semua bus, dan semua periferal. Dari perspektif OSPM, menyatakan mekanisme atur ulang adalah setara logis dengan putaran daya mesin. Setelah mendapatkan kontrol setelah reset, OSPM akan melakukan tindakan seperti boot dingin.

Jadi, ketika register reset diatur, beberapa hal terjadi secara berurutan.

Semua logika diatur ulang. Ini berarti mengirim masing-masing perintah reset ke berbagai bit perangkat keras termasuk CPU, pengontrol memori, pengontrol periferal, dll. Dalam kebanyakan kasus ini hanya berarti menyalakan kawat RST fisik, seperti yang ditunjukkan AndrejaKo di atas.
Komputer kemudian bootstrap. Ini adalah bagian "melakukan tindakan dengan cara yang sama ke boot dingin". Motherboard melakukan langkah yang sama seperti jika catu daya baru saja siap setelah tombol daya ditekan.

Efek akhir dari kedua langkah ini (yang sebenarnya memecah menjadi lebih banyak langkah) adalah terlihat seperti semuanya seperti komputer baru saja boot, tetapi daya sebenarnya ada di sepanjang waktu. Ini berarti lebih sedikit waktu yang diperlukan untuk mematikan dan memulai (karena Anda tidak perlu menunggu catu daya menjadi siap), dan yang penting memungkinkan bootup dimulai oleh sistem operasi yang dimatikan. Ini berarti bahwa pemicu startup lain tidak perlu digunakan (WoL dll), dan memungkinkan Anda untuk menggunakan Reboot sebagai cara yang efektif untuk mengatur ulang sistem dari jarak jauh, ketika Anda tidak memiliki cara untuk memicu boot.

Itu jawaban yang panjang. Tapi hei, semoga Anda tahu lebih banyak tentang manajemen daya komputer sekarang. Saya tentu belajar beberapa hal meneliti ini.