Ruhezustand (Computer) – Wikipedia

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Herunterfahren eines Computers unter Beibehaltung seines Status

Winterschlaf (auch bekannt als auf Festplatte aussetzen, oder Sicherer Schlaf auf Macintosh-Computern[1]) im Computing ist das Herunterfahren eines Computers unter Beibehaltung seines Zustands. Wenn der Ruhezustand beginnt, speichert der Computer den Inhalt seines Arbeitsspeichers (RAM) auf einer Festplatte oder einem anderen nichtflüchtigen Speicher. Wenn der Computer eingeschaltet wird, wird der Arbeitsspeicher wiederhergestellt und der Computer ist genau so, wie er vor dem Wechsel in den Ruhezustand war. Der Ruhezustand wurde erstmals 1992 implementiert und patentiert[2] von Compaq Computer Corporation in Houston, Texas. Ab 2020 setzt Microsofts Windows 10 beim Herunterfahren standardmäßig eine Art Ruhezustand ein.[3]

Nach dem Ruhezustand wird die Hardware wie bei einem normalen Herunterfahren heruntergefahren.[4] Das System kann für eine unbestimmte Zeit einen totalen Stromausfall haben und dann in den ursprünglichen Zustand zurückkehren. Der Ruhezustand wird hauptsächlich in Laptops verwendet, die über eine begrenzte Akkuleistung verfügen.[4] Es kann so eingestellt werden, dass es bei einem niedrigen Batteriealarm automatisch ausgelöst wird. Die meisten Desktops unterstützen auch den Ruhezustand, hauptsächlich als allgemeine Energiesparmaßnahme und ermöglichen den schnellen Austausch eines austauschbaren Akkus. Mobile Hardware von Google und Apple (Android, Chromebooks, iOS) unterstützt den Ruhezustand nicht. Apple-Hardware, die macOS verwendet, nennt den Ruhezustand Safe Sleep.[5]

Vergleich zum Schlafmodus[edit]

Viele Systeme unterstützen einen Low-Power-Sleep-Modus, in dem die Verarbeitungsfunktionen des Computers gesenkt werden, wobei ein wenig Strom verwendet wird, um den Inhalt des RAM zu erhalten und das Aufwachen zu unterstützen. Die sofortige Wiederaufnahme ist einer der Vorteile des Energiesparmodus gegenüber dem Ruhezustand. Ein System im Ruhezustand muss starten und Daten aus dem permanenten Speicher lesen und diese dann zurück in den RAM übertragen, was länger dauert und von der Geschwindigkeit des permanenten Speichergeräts abhängt, oft viel langsamer als RAM-Speicher. Ein System im Schlafmodus muss nur die CPU und das Display hochfahren, was fast augenblicklich geschieht. Andererseits verbraucht ein System im Schlafmodus immer noch Strom, um die Daten im RAM zu halten. Das Trennen der Stromversorgung von einem System im Energiesparmodus führt zu Datenverlust, während das Ausschalten der Stromversorgung eines Systems im Ruhezustand kein Risiko darstellt; das System im Ruhezustand kann wieder aufgenommen werden, wenn die Stromversorgung wiederhergestellt ist. Sowohl heruntergefahrene als auch in den Ruhezustand versetzte Systeme können Standby-Strom verbrauchen, es sei denn, sie werden vom Netz getrennt.[6]

Der Ruhezustand ist ein Mittel, um das Speichern nicht gespeicherter Daten zu vermeiden, bevor alle laufenden Programme heruntergefahren und wiederhergestellt und Dokumente und Browser-Tabs erneut geöffnet werden. Sowohl der Ruhezustand als auch der Ruhezustand bewahren Speicherfragmentierung und -atrophie, die dazu führen, dass mobile Geräte schlechter funktionieren, je länger Sie ein Ausschalten vermeiden.[citation needed] Deshalb viele Experten[who?] empfehlen ein häufiges Herunterfahren oder Neustarten von elektronischen Geräten.

Erste Implementierung[edit]

Der erste funktionierende Ruhezustand im Einzelhandel war 1992 auf dem Compaq LTE Lite 386, wie in seinem Verkaufsmaterial erwähnt.[7] Dies wird teilweise durch die Schlaf- und Schutzmodus-Opcodes in der Intel 386-CPU ermöglicht. Es wurde in ROM implementiert und funktionierte unabhängig vom Betriebssystem, ohne dass Treiber benötigt wurden. Das LTE würde einen schwachen Akku erkennen und Datenverlust verhindern, indem es eine versteckte Partition verwendet. Es bewahrte und restaurierte das System inmitten von Plattenschreibvorgängen und Operationen mit einem mathematischen Coprozessor. Es könnte auch über eine optionale Software-GUI oder eine benutzerdefinierte Tastenkombination gesteuert werden. Es wurde unter DOS, Windows 3.1, Banyan Vines und Novell Netware getestet. Der Winterschlaf von Compaq ist auch in einem IBM-Patent vermerkt[8] ab 1993.

Betriebssystemunterstützung[edit]

Frühe Implementierungen des Ruhezustands verwendeten das BIOS, wie oben erwähnt, aber moderne Betriebssysteme handhaben den Ruhezustand normalerweise selbst. Der Ruhezustand wird in der ACPI-Spezifikation als Schlafmodus S4 definiert.[9]

Microsoft Windows[edit]

Auf Windows-Computern ist der Ruhezustand nur verfügbar, wenn alle Hardware- und Gerätetreiber sind ACPI- und Plug-and-Play-kompatibel. Dadurch können einige Desktop-Computer im Falle eines Stromausfalls schnell auf SSD in den Ruhezustand übergehen und sogar eine leichte oder alternde USV mit Strom versorgen. Der Ruhezustand kann über das Startmenü oder die Befehlszeile aufgerufen werden.[10]

Windows 95 unterstützt den Ruhezustand durch vom Hardwarehersteller bereitgestellte Treiber und nur, wenn kompatible Hardware und BIOS vorhanden sind. Da Windows 95 nur Advanced Power Management (APM) unterstützt, wird der Ruhezustand als Suspend-to-Disk bezeichnet. Windows 98 und höher unterstützen ACPI. Der Ruhezustand verursachte jedoch häufig Probleme, da die meiste Hardware nicht vollständig ACPI 1.0-kompatibel war oder keine WDM-Treiber hatte. Es gab auch Probleme mit dem FAT32-Dateisystem.[11]

Windows 2000 unterstützt als erstes Windows den Ruhezustand auf Betriebssystemebene (OS-gesteuerter ACPI S4-Schlafzustand) ohne spezielle Treiber des Hardwareherstellers. Eine versteckte Systemdatei namens “hiberfil.sys” im Stammverzeichnis der Bootpartition wird verwendet, um den Inhalt des Arbeitsspeichers im Ruhezustand des Computers zu speichern. Unter Windows 2000 ist diese Datei so groß wie der gesamte installierte Arbeitsspeicher.

Windows Me, die letzte Version der Windows 9x-Familie, unterstützt auch den betriebssystemgesteuerten Ruhezustand und benötigt den gleichen Speicherplatz wie der Arbeitsspeicher des Computers.[12][13]

Windows XP hat die Unterstützung für den Ruhezustand weiter verbessert.[14] Ruhezustand und Wiederaufnahme sind viel schneller, da Speicherseiten mit einem verbesserten Algorithmus komprimiert werden; Die Komprimierung überlagert sich mit Schreibvorgängen auf der Festplatte, ungenutzte Speicherseiten werden freigegeben und DMA-Übertragungen werden während der E/A verwendet.[15]hiberfil.sys enthält weitere Informationen einschließlich des Prozessorstatus. Diese Datei wurde von einem Sicherheitsforscher Matthieu Suiche . dokumentiert[16] während der Black Hat Briefings 2008, der auch ein Computerforensik-Framework zur Verfügung stellte, um diese Datei zu verwalten und in einen lesbaren Speicherabzug zu konvertieren.[17] Die Komprimierungsfunktion wurde später auch von Microsoft dokumentiert.[18]

Obwohl Windows XP Unterstützung für mehr als 4 Gigabyte Arbeitsspeicher hinzugefügt hat (durch Windows XP 64-Bit Edition und Windows XP Professional x64 Edition), unterstützen dieses Betriebssystem sowie Windows Server 2003, Windows Vista und Windows Server 2008 den Ruhezustand nicht, wenn Diese Speichermenge wird aufgrund von Leistungsproblemen installiert, die mit dem Speichern eines so großen Datenpools vom RAM auf die Festplatte verbunden sind.[19]

Windows Vista hat eine Hybrid-Schlaffunktion eingeführt, die den Inhalt des Speichers auf der Festplatte speichert, aber anstatt herunterzufahren, in den Ruhemodus wechselt. Bei einem Stromausfall kann der Computer wie im Ruhezustand fortgesetzt werden.

Windows 7 hat eine Komprimierung der Ruhezustandsdatei eingeführt und die Standardgröße auf 75 % des gesamten physischen Speichers festgelegt.[18] Microsoft empfiehlt außerdem, die Größe mithilfe der zu erhöhen powercfg.exe Tool in einigen seltenen Workloads, bei denen der Speicherbedarf diesen Betrag überschreitet. Sie kann zwischen 50 % und 100 % eingestellt werden, eine Verringerung wird jedoch nicht empfohlen.

Der Resume-from-Ruhezustand-Algorithmus von Windows 8 ist Multi-Core-optimiert. Windows 8 führt auch ein Schneller Start Besonderheit. Wenn Benutzer die . auswählen Ausschalten Option schaltet es den Computer in den Ruhezustand, schließt jedoch alle Programme und meldet die Benutzersitzung ab, bevor es in den Ruhezustand wechselt.[20] Laut Microsoft enthält ein normaler Ruhezustand mehr Daten in Speicherseiten, deren Schreiben auf die Festplatte länger dauert. Im Vergleich dazu sind die Ruhezustandsdaten viel kleiner, wenn die Benutzersitzung geschlossen ist, und das Schreiben auf die Festplatte und die Wiederaufnahme dauert daher weniger lange. Windows 8 speichert auch das Kernel-Image. Benutzer haben die Möglichkeit, ein traditionelles Herunterfahren durchzuführen, indem sie die Taste gedrückt halten Schicht Taste beim Klicken Ausschalten.[21]

Windows 10 spiegelt Windows 8 wider, wie von Microsoft angegeben[22]

Der Ruhezustand wird in Geschäftsumgebungen oft zu wenig genutzt, da es schwierig ist, ihn in einem großen Computernetzwerk zu aktivieren, ohne auf PC-Energieverwaltungssoftware von Drittanbietern zurückzugreifen.[23] Dieses Versäumnis von Microsoft wurde kritisiert, da es zu einer enormen Energieverschwendung geführt hat.[24]

Energieverwaltungsprogramme von Drittanbietern bieten Funktionen, die über die von Windows hinausgehen.[25][26][27] Die meisten Produkte bieten Active Directory-Integration und benutzer- oder maschinenspezifische Einstellungen mit erweiterten Energiesparplänen, geplanten Energiesparplänen, Anti-Schlaflosigkeitsfunktionen und Berichten zum Energieverbrauch des Unternehmens. Bemerkenswerte Anbieter sind 1E NightWatchman,[28][29] Datensynergie PowerMAN (Software),[30]Faronics Energiesparmodus[31] und Verdiem UMFRAGE.[32]

Es ist möglich, den Ruhezustand zu deaktivieren und zu löschen hiberfil.sys.[33]

Mac OS[edit]

Auf Macs speichert eine als Safe Sleep bekannte Funktion den Inhalt des flüchtigen Speichers jedes Mal auf der Systemfestplatte, wenn der Mac in den Energiesparmodus wechselt. Der Mac kann sofort aus dem Energiesparmodus aufwachen, wenn die Stromversorgung des RAM nicht unterbrochen wurde. Wenn die Stromversorgung jedoch unterbrochen wurde, beispielsweise beim Entfernen von Batterien ohne Wechselstromanschluss, wachte der Mac stattdessen aus dem Safe Sleep auf und stellte den Speicherinhalt von der Festplatte wieder her.[34] Da der Ruhezustand von Safe Sleep während des normalen Ruhezustands stattfindet, verfügt das Apple-Menü nicht über eine Option für den Ruhezustand.

Ab dem Oktober 2005 PowerBook G4 (Double-Layer-SD) wurde in Mac-Modellen die Funktion „Sicherer Ruhezustand“ hinzugefügt. Safe Sleep erfordert Mac OS X 10.4 oder höher.

Kurz nachdem Apple mit der Unterstützung von Safe Sleep begonnen hatte, veröffentlichten Mac-Enthusiasten einen Hack, um diese Funktion für viel ältere Mac-Computer mit Mac OS X 10.4 zu aktivieren.[35] Das klassische Mac OS unterstützte einst auch den Ruhezustand, aber diese Funktion wurde von Apple fallen gelassen.[36]

Linux[edit]

Im Linux-Kernel wird der Ruhezustand durch swsusp implementiert, das in die 2.6er-Serie eingebaut ist. Eine alternative Implementierung ist TuxOnIce, das als Patch für die Kernel-Version 3.4 verfügbar ist. TuxOnIce bietet Vorteile wie die Unterstützung für symmetrisches Multiprocessing und Preemption. Eine andere alternative Implementierung ist uswsusp. Alle drei bezeichnen es als “suspend-to-disk”. Jetzt[when?], in den meisten Linux-Distributionen wird der Linux-Ruhezustand von systemd verwaltet.

Hybrider Schlaf[edit]

Schlafmodus und Ruhezustand können kombiniert werden: Der Inhalt des Arbeitsspeichers wird in den nichtflüchtigen Speicher kopiert und der Computer wechselt in den Schlafmodus. Dieser Ansatz kombiniert die Vorteile des Energiesparmodus und des Ruhezustands: Der Computer kann sofort wieder aufgenommen werden und sein Zustand, einschließlich geöffneter und nicht gespeicherter Dateien, übersteht einen Stromausfall. Der Hybrid-Ruhezustand verbraucht so viel Strom wie der Energiesparmodus, während der Ruhezustand den Computer herunterfährt.[37][4]

Siehe auch[edit]

Verweise[edit]

  1. ^ “Was ist sicherer Schlaf auf dem Mac?”. Apple-Support. Abgerufen 2021-01-24.
  2. ^ “Überwinterungspatent” (PDF). Patente.google.com. 1998. Archiviert (PDF) vom Original am 24. Januar 2021. Abgerufen 24. Januar 2021.
  3. ^ Windows-Treiber-Inhalt. “Ein großartiges Start- und Shutdown-Erlebnis bieten”. docs.microsoft.com. Abgerufen 2021-01-24.
  4. ^ ein B C “Schlaf und Winterschlaf: häufig gestellte Fragen”. Windows 7-Onlinehilfe. Microsoft Corporation. Abgerufen 15. Oktober 2011.
  5. ^ “Was ist sicherer Schlaf auf dem Mac?”. Apple-Support. Abgerufen 2021-01-24.
  6. ^ “Herunterfahren, Ruhezustand oder Ruhezustand Ihres PCs”. support.microsoft.com. Abgerufen 2021-01-15.
  7. ^ “Verkaufsmaterial von Compaq Computer Corp” (PDF). 10000 Bit. 1992. Archiviert vom Original von 2016. Abgerufen 2021-01-24.
  8. ^ [1], “Gerät und Methode zur Erstellung von Ruhezustandsdateien”, herausgegeben am 26.07.1993
  9. ^ ACPI-Spezifikation Rev. 3.0b[dead link]
  10. ^ Microsoft Hilfe und Support – So versetzen Sie das System über das Ausführen-Menü in den Ruhezustand oder Standby-Modus[dead link]
  11. ^ BIOS- und Ruhezustandsprobleme für das FAT32-Dateisystem
  12. ^ “Interview mit Nicolas Coudière, Chief Product Manager: Microsoft Windows Millennium Edition (Me)”. Activewin.com. Abgerufen 2010-08-26.
  13. ^ “Windows-Energieverwaltung”. Microsoft.com. 2001-12-04. Archiviert von das Original am 2004-07-13. Abgerufen 2010-08-26.
  14. ^ Windows Power Management: Sofortige PC-Verfügbarkeit und Energieeinsparungen
  15. ^ Kernel-Verbesserungen für Windows XP
  16. ^ BlackHat USA 2008 – Windows-Ruhezustandsdatei für Spaß und Gewinn[dead link]
  17. ^ SandMan Computer-Forensik-Framework[dead link]
  18. ^ ein B “Verringern des Festplatten-Footprints für den Ruhezustand von Windows 7”. Abgerufen 2012-10-25.
  19. ^ “Sie können einen Computer mit mehr als 4 GB Arbeitsspeicher unter Windows XP, Windows Server 2003, Windows Vista oder Windows Server 2008 nicht in den Ruhezustand versetzen.”. Unterstützung (9.0 Aufl.). Microsoft. 23. September 2011. Abgerufen 23. März 2014.[dead link]
  20. ^ Schnelle Bootzeiten in Windows 8 bereitstellen[dead link]
  21. ^ [2][dead link]
  22. ^ Windows-Treiber-Inhalt. “Ein großartiges Start- und Shutdown-Erlebnis bieten”. docs.microsoft.com. Abgerufen 2021-01-24.
  23. ^ Aktivieren Sie den Ruhezustand mithilfe der Gruppenrichtlinie
  24. ^ EcoGeek – Wie Windows XP 25 Milliarden US-Dollar an Energie verschwendet hat
  25. ^ “Energieverwaltungssoftware für Windows-Workstations”. Archiviert von das Original am 2012-04-26. Abgerufen 2011-04-19.
  26. ^ “Energy Star Commercial Packages List”.
  27. ^ Die Konferenz der Schulleiter und Schulleiterinnen. “HMC: Ein praktischer Leitfaden für nachhaltiges Bauen für Schulen”. Archiviert von das Original am 2012-03-15. Abgerufen 2011-04-19.
  28. ^ “PC-Energieverwaltungslösungen”.
  29. ^ “Warum verwenden Sie die Software NightWatchman, um Ihre PCs auszuschalten?”.[dead link]
  30. ^ “Low Carbon Project der University of Oxford: Energie und die vernetzte Computerumgebung”.
  31. ^ “Forrester-Studie: Gesamtwirtschaftliche Auswirkungen von Faronics Power Save” (PDF).[dead link]
  32. ^ “1E aktualisiert NightWatchman, will Powermanagement in KMU bringen: Wettbewerbslandschaft” (PDF). Archiviert von das Original (PDF) am 07.07.2011.
  33. ^ So deaktivieren und aktivieren Sie den Ruhezustand auf einem Computer, auf dem Windows ausgeführt wird; Microsoft; 12.08.2010.
  34. ^ “Apple Support: Fortschrittsbalken erscheint nach dem Aufwachen aus dem Schlaf”. 20. Februar 2006. Archiviert von das Original am 12.03.2008.
  35. ^ “So sichern Sie Ihren Mac in den Ruhezustand”. AndrewEscobar.com. Archiviert von das Original am 05.01.2008.
  36. ^ “Sleep Memory Extension 1.0 Dokument und Software”. Archiviert von das Original am 19.08.2007.
  37. ^ “Computer ausschalten: Häufig gestellte Fragen”. Windows Vista-Onlinehilfe. Microsoft Corporation. Abgerufen 15. Oktober 2011.[dead link]