ACPI, ou Advanced Configuration and Power Interface, est une norme qui fournit une interface ouverte pour la configuration des appareils et la gestion de l'alimentation par le le système d'exploitation. Il permet aux systèmes d'effectuer des opérations d'économie d'énergie et de gestion des appareils de manière dynamique et efficace.
Qu'est-ce que l'interface de configuration et d'alimentation avancée (ACPI) ?
ACPI, ou Advanced Configuration and Power Interface, est une interface essentielle au niveau du système et une spécification de gestion de l'alimentation développée pour unifier et standardiser l'interaction entre les systèmes d'exploitation et matériel pour une gestion et une configuration efficaces de l’alimentation. Il fournit les mécanismes de détection, de configuration et de gestion de l'alimentation des composants matériels par le système d'exploitation, permettant un contrôle sophistiqué des ressources système.
ACPI définit un ensemble de tables et de code exécutable (sous la forme de langage machine ACPI, ou AML) qui dictent la manière dont les composants individuels et le système dans son ensemble gèrent l'alimentation et répondent aux demandes de configuration. Cette spécification comprend des méthodologies détaillées pour gérer les états d'alimentation des appareils individuels (états D), processeur les états (états C pour la réduction de la consommation d'énergie au ralenti et états P pour la mise à l'échelle des performances) et les états du système (états S, comme la veille et l'hibernation). De plus, ACPI va au-delà de la simple gestion de l'alimentation pour inclure des fonctionnalités de gestion des événements système, de branchement à chaud des appareils et de gestion détaillée de la batterie et de la température.
Pourquoi l'ACPI est-il important ?
L'ACPI est important pour plusieurs raisons, principalement parce qu'il améliore les fonctionnalités de l'ordinateur, l'efficacité énergétique et l'expérience utilisateur :
- Gestion de l'alimentation. L'une des principales fonctions de l'ACPI est de gérer la consommation d'énergie des différents appareils connectés à un système informatique. Ceci est crucial pour prolonger la durée de vie de la batterie des appareils portables tels que les ordinateurs portables et les téléphones mobiles. En contrôlant le moment où les composants individuels sont actifs ou peuvent être mis en veille à faible consommation, l'ACPI aide à économiser l'énergie.
- Stabilité et performances du système. ACPI facilite la gestion centralisée des ressources matérielles via le système d'exploitation. Ce contrôle centralisé permet une gestion plus efficace des ressources et une meilleure stabilité du système. En fonction de la charge de travail actuelle, ACPI gère dynamiquement Processeur états de puissance (états C) et états de performance (états P), optimisant les performances et la consommation d'énergie en temps réel.
- Abstraction matérielle. ACPI fournit un moyen standardisé d'interface avec les périphériques matériels, ce qui simplifie le développement du système d'exploitation. Cette couche d'abstraction permet au système d'exploitation d'effectuer la configuration matérielle et la gestion de l'alimentation sans interagir directement avec le matériel.
- Configurations système améliorées. ACPI prend en charge les configurations complexes et les systèmes à grande échelle, y compris les fonctionnalités remplaçables à chaud et plug-and-play. Cette fonctionnalité permet aux utilisateurs d'ajouter et de supprimer des périphériques sans configurer manuellement le matériel ni redémarrer leurs systèmes.
Une brève histoire de l’ACPI
Développé par les principales sociétés technologiques Intel, Microsoft et Toshiba, l'ACPI a été lancé pour la première fois en 1996. L'initiative visait à surmonter les limites des normes de gestion de l'énergie précédentes comme l'APM (Advanced Power Management), qui n'offrait qu'un contrôle limité sur la distribution de l'énergie et n'offrait pas prendre en charge les nouvelles fonctionnalités plug-and-play.
L'ACPI a introduit une méthode plus sophistiquée de gestion de l'alimentation, directement contrôlée par le système d'exploitation, permettant un contrôle plus précis des ressources matérielles. Cela était crucial pour le développement des ordinateurs portables, qui exigeaient une meilleure gestion de la batterie pour améliorer la convivialité et la portabilité. Au fur et à mesure de l'évolution de l'ACPI, ses spécifications sont devenues plus riches, incorporant des fonctionnalités permettant la gestion thermique, le remplacement à chaud et des rapports d'état plus détaillés à partir du matériel.
Avec des révisions successives, telles que l'ACPI 2.0 en 2000 et les versions ultérieures, la norme a ajouté la prise en charge des systèmes 64 bits et de nouveaux types de matériel, améliorant ainsi l'évolutivité et la capacité de gérer les nouvelles technologies à mesure qu'elles émergent. Cette adaptabilité a assuré la pertinence de l'ACPI à mesure que les appareils informatiques devenaient plus diversifiés et que les normes d'efficacité énergétique étaient plus strictes.
Aujourd'hui, l'ACPI est un composant fondamental dans pratiquement tous les systèmes d'exploitation et appareils informatiques, faisant partie intégrante non seulement de la gestion de l'alimentation, mais également pour garantir la stabilité et la fiabilité. flexintégration matérielle possible.
Architecture ACPI
L'architecture ACPI fournit un cadre complet pour la configuration des appareils et la gestion de l'alimentation. Il est conçu pour permettre aux systèmes d'exploitation d'interagir avec les périphériques matériels de manière standardisée, améliorant ainsi à la fois la flexabilité et efficacité énergétique d’un système. Voici un aperçu des composants clés qui composent l’architecture ACPI.
Tableaux ACPI
ACPI utilise plusieurs tables pour stocker des informations sur la configuration matérielle et l'état du système. Ces tableaux sont cruciaux car ils contiennent les données dont le système d'exploitation a besoin pour comprendre les capacités du matériel et comment le gérer. Les tableaux les plus importants sont :
- DSDT (Tableau de description de système différencié). Ce tableau contient la majorité des données ACPI d'un système, y compris les définitions de la plupart des composants matériels et de leurs fonctionnalités de gestion de l'alimentation.
- SSDT (tableau de description du système secondaire). Fournit des définitions supplémentaires qui peuvent être requises pour les composants système non inclus dans le DSDT.
- FADT (tableau de description ACPI fixe). Fournit les informations statiques nécessaires au bon fonctionnement de divers composants matériels, notamment des informations au niveau du système et des pointeurs vers d'autres tables.
- MADT (tableau de description APIC multiple). Contient des informations sur le(s) contrôleur(s) d'interruption du système et est principalement utilisé dans les systèmes multiprocesseurs.
AML (langage machine ACPI)
Les tables ACPI sont codées dans un langage de bytecode appelé ACPI Machine Language (AML). Ce langage est interprété par le composant ACPI du système d'exploitation, permettant au système d'exploitation de gérer directement les ressources matérielles du système. AML est utilisé pour définir des événements, des configurations de périphériques et des états d'alimentation indépendamment du matériel.
ACPI BIOS
Le système firmware or BIOS inclut une implémentation ACPI qui fournit les tables et interfaces ACPI initiales nécessaires au système d'exploitation pour prendre en charge la gestion des ressources système. Le BIOS ACPI est responsable du démarrage de l'environnement ACPI avant de confier le contrôle au système d'exploitation.
Gestion des événements
ACPI définit un mécanisme pour gérer divers événements système liés à l'alimentation, à la gestion thermique et à d'autres fonctions du système. Il s'agit notamment d'événements tels que les changements d'état de la batterie, les changements de température ou les mises à jour de l'état du matériel. Le système d'exploitation peut répondre à ces événements en temps réel, en ajustant les politiques du système de manière dynamique pour garantir des performances et une consommation d'énergie optimales.
États de puissance
ACPI spécifie plusieurs états d'alimentation globaux pour le système, de complètement allumé à complètement éteint, ainsi que des états d'alimentation spécifiques au périphérique. Ces états permettent au système de réduire progressivement la consommation d'énergie en désactivant les composants non essentiels lorsqu'ils ne sont pas utilisés ou en fonction des paramètres utilisateur.
Interfaces du système d'exploitation
Le système d'exploitation s'interface avec ACPI via un composant appelé pilote ACPI. Ce pilote est responsable de l’interprétation de l’AML et de l’exécution des fonctions ACPI. Il agit comme un pont entre le matériel du système et le logiciel, garantissant que le système d'exploitation peut gérer efficacement les ressources matérielles conformément aux spécifications ACPI.
Capacités ACPI
ACPI offre une large gamme de fonctionnalités essentielles aux systèmes informatiques modernes. Ces fonctionnalités facilitent une gestion améliorée des appareils, une efficacité énergétique et une réactivité du système. Vous trouverez ci-dessous quelques-unes des fonctionnalités clés de l'ACPI.
Gestion de l'alimentation
ACPI introduit plusieurs états d'alimentation pour les appareils et le système dans son ensemble, ce qui contribue à réduire considérablement la consommation d'énergie lorsque les appareils sont inactifs, non utilisés ou lorsque le système est en mode basse consommation. Les principaux états de puissance comprennent :
- États G (États du monde). Ceux-ci incluent les états à l'échelle du système tels que travail (G0), sommeil (G1) et arrêt progressif (G2). Chaque État possède des sous-États offrant différents niveaux d’économie d’énergie.
- États S (États de veille). Il s'agit de différents niveaux d'état de veille du système, allant de la veille légère (S1) à la veille profonde (S4, également appelée veille prolongée), où davantage de contexte de l'appareil est enregistré pour permettre des temps de reprise plus rapides.
- États D (États de l'appareil). Celles-ci s'appliquent à des appareils individuels. D0 est entièrement opérationnel et les nombres plus élevés (D1, D2, D3) indiquent des modes de consommation plus faible conduisant à des états éteints ou non fonctionnels.
- États C (États du processeur). Ces états réduisent la consommation d'énergie du processeur en arrêtant progressivement certaines parties du processeur lorsqu'ils sont inactifs, allant d'une consommation réduite (C1) à des modes de mise hors tension profonde (C3 ou supérieur).
Abstraction matérielle
ACPI résume les détails des interfaces matérielles, ce qui permet au système d'exploitation d'effectuer des opérations génériques sans avoir besoin de connaître les détails du matériel. Cela simplifie la conception du système et améliore la portabilité sur différentes plates-formes matérielles.
Programmation événementielle
ACPI prend en charge un modèle de programmation basé sur les événements dans lequel les événements matériels peuvent déclencher des actions sans intervention directe du processeur, améliorant ainsi l'efficacité et la réactivité du système. Des événements tels que les pressions sur le bouton d'alimentation, les interrupteurs du couvercle ou les changements d'état de la batterie peuvent être configurés pour déclencher automatiquement des réponses spécifiques du système.
Gestion thermique
ACPI permet une gestion thermique efficace grâce à des stratégies qui ajustent les paramètres de fonctionnement des composants matériels en fonction des conditions thermiques actuelles. Cela aide à maintenir des températures de fonctionnement sûres, évitant ainsi la surchauffe et les dommages potentiels aux composants matériels.
Configuration du système et allocation des ressources
ACPI facilite la configuration dynamique et l'allocation des ressources, permettant aux systèmes de reconnaître et de configurer le matériel et de gérer les ressources au moment de l'exécution. Cette fonctionnalité prend en charge la fonctionnalité plug-and-play, dans laquelle des périphériques peuvent être ajoutés ou supprimés sans nécessiter un redémarrage du système.
Gestion de la batterie
ACPI fournit des fonctionnalités détaillées de gestion de la batterie, notamment la création de rapports sur l'état de la batterie, la capacité restante et l'autonomie estimée. Ces informations permettent aux systèmes d'exploitation d'optimiser la consommation d'énergie en fonction de l'état actuel de la batterie et de fournir aux utilisateurs des estimations précises de la durée de vie de la batterie.
Échange à chaud
ACPI prend en charge le remplacement à chaud de certains périphériques, ce qui permet de les remplacer ou de les supprimer pendant le fonctionnement du système. Ceci est particulièrement important dans server environnements et pour les appareils tels que les batteries et certains supports de stockage.
Capacités de réveil
L'ACPI permet aux appareils de sortir le système de ses états de consommation d'énergie inférieurs. Par exemple, les cartes réseau peuvent être configurées pour réveiller le système en réponse à une activité réseau, et les claviers peuvent sortir le système d'un état de veille lorsqu'une touche est enfoncée.
