Hibernare (calcul) - Hibernation (computing)
Hibernarea (cunoscută și sub denumirea de suspendare pe disc sau Safe Sleep pe computerele Macintosh) în calcul este oprirea computerului în timp ce își păstrează starea. Când începe hibernarea, computerul salvează conținutul memoriei sale cu acces aleatoriu (RAM) pe un hard disk sau alt spațiu de stocare non-volatil . Când computerul este pornit, memoria RAM este restaurată și computerul este exact așa cum era înainte de a intra în hibernare. Hibernarea a fost implementată pentru prima dată în 1992 și patentată de Compaq Computer Corporation din Houston , Texas. Începând cu 2020, Windows 10 al Microsoft folosește implicit un tip de hibernare la închidere.
Utilizări
După hibernare, hardware-ul este oprit ca o oprire regulată. Sistemul poate avea o pierdere totală de putere pe o perioadă nedeterminată de timp și apoi poate reveni la starea inițială. Hibernarea este utilizată mai ales în laptop-uri , care au o baterie limitată. Poate fi setat să se producă automat la o alarmă de baterie descărcată. Majoritatea desktopurilor acceptă, de asemenea, hibernarea, în principal ca măsură generală de economisire a energiei și permite înlocuirea rapidă a unei baterii detașabile. Hardware-ul mobil Google și Apple ( Android , Chromebookuri , iOS ) nu acceptă hibernarea. Hardware Apple care utilizează hibernare apeluri macOS Safe Sleep.
Comparație cu modul de repaus
Multe sisteme acceptă un mod de repaus cu putere redusă , în care funcțiile de procesare ale mașinii sunt reduse, folosind un fir de energie pentru a păstra conținutul RAM și pentru a sprijini trezirea. Reluarea instantanee este unul dintre avantajele modului de somn față de hibernare. Un sistem hibernat trebuie să pornească și să citească datele din stocarea permanentă și apoi să le transfere înapoi la RAM, care durează mai mult și depinde de viteza dispozitivului de stocare permanent, adesea mult mai lent decât memoria RAM. Un sistem în modul de repaus trebuie doar să pornească procesorul și afișajul, care este aproape instantaneu. Pe de altă parte, un sistem în modul repaus încă consumă energie pentru a păstra datele în RAM. Deconectarea puterii de la un sistem în modul repaus duce la pierderea datelor, în timp ce tăierea puterii unui sistem în hibernare nu prezintă niciun risc; sistemul hibernat se poate relua când și dacă se restabilește alimentarea. Atât sistemele închise, cât și cele hibernate pot consuma energie de așteptare, cu excepția cazului în care sunt deconectate.
Hibernarea este un mijloc de a evita povara salvării datelor nesalvate înainte de a opri și a restabili toate programele care rulează și de a redeschide documentele și filele browserului. Atât hibernarea, cât și somnul păstrează fragmentarea și atrofierea memoriei, ceea ce duce la funcționarea mai slabă a dispozitivelor mobile cu cât evitați oprirea. Acesta este motivul pentru care mulți experți recomandă oprirea sau repornirea frecventă a dispozitivelor electronice.
Prima implementare
Prima hibernare cu amănuntul funcțională a fost în 1992 pe Compaq LTE Lite 386, așa cum se menționează în materialul său de vânzare. Este posibil parțial datorită opcodurilor în modul de repaus și a modului protejat din procesorul Intel 386 . A fost implementat în ROM și a funcționat independent de sistemul de operare, fără drivere necesare. LTE ar simți bateria descărcată și ar preveni pierderea datelor folosind o partiție ascunsă . Acesta a păstrat și a restaurat sistemul în mijlocul scrierilor și operațiilor pe disc cu un coprocesor matematic . De asemenea, ar putea fi controlat utilizând un software opțional GUI sau o comandă rapidă de la tastatură personalizată. A fost testat pe DOS, Windows 3.1, Banyan Vines și Novell Netware. Hibernarea Compaq este menționată și într-un brevet IBM din 1993.
Suport pentru sistemul de operare
Implementările timpurii ale hibernării au folosit BIOS - ul așa cum sa menționat mai sus, dar sistemele de operare moderne se ocupă de obicei de hibernare singure. Hibernarea este definită ca modul de repaus S4 în specificația ACPI .
Microsoft Windows
Pe computerele Windows, hibernarea este disponibilă numai dacă toate driverele hardware și de dispozitiv sunt ACPI și plug-and-play - compatibile. Acest lucru permite unor computere desktop să hiberneze rapid către SSD în cazul unei întreruperi a curentului și a alimentării chiar și a unui UPS ușor sau învechit . Hibernarea poate fi invocată din meniul Start sau din linia de comandă.
Windows 95 acceptă hibernarea prin drivere furnizate de producător și numai dacă sunt prezente hardware și BIOS compatibile. Deoarece Windows 95 acceptă doar Advanced Power Management (APM), hibernarea se numește Suspend-to-Disk. Windows 98 și versiunile ulterioare acceptă ACPI. Cu toate acestea, hibernarea a cauzat deseori probleme, deoarece majoritatea hardware-ului nu era pe deplin compatibil ACPI 1.0 sau nu avea drivere WDM . Au existat și probleme cu sistemul de fișiere FAT32.
Windows 2000 este primul Windows care acceptă hibernarea la nivelul sistemului de operare (starea de repaus ACPI S4 controlată de sistemul de operare) fără drivere speciale de la producătorul hardware. Un fișier de sistem ascuns numit " hiberfil.sys " în rădăcina partiției de boot este utilizat pentru a stoca conținutul RAM atunci când computerul hibernează. În Windows 2000, acest fișier este la fel de mare ca memoria RAM instalată.
Windows Me , ultima versiune din familia Windows 9x , acceptă, de asemenea, hibernarea controlată de sistemul de operare și necesită spațiu pe disc egal cu cel al memoriei RAM a computerului.
Windows XP a îmbunătățit și mai mult suportul pentru hibernare. Hibernarea și reluarea sunt mult mai rapide, deoarece paginile de memorie sunt comprimate folosind un algoritm îmbunătățit; compresia se suprapune cu scrierile pe disc, paginile de memorie neutilizate sunt eliberate și transferurile DMA sunt utilizate în timpul I / O. hiberfil.sys conține informații suplimentare, inclusiv starea procesorului. Acest fișier a fost documentat de un cercetător în materie de securitate Matthieu Suiche în timpul Black Hat Briefings 2008, care a furnizat, de asemenea, un cadru de criminalistică pentru computer pentru a gestiona și converti acest fișier într-o memorie lizibilă. Funcția de compresie a fost documentată ulterior și de Microsoft.
Deși Windows XP a adăugat suport pentru mai mult de 4 gigaocteți de memorie (prin Windows XP 64-bit Edition și Windows XP Professional x64 Edition ), acest sistem de operare, precum și Windows Server 2003 , Windows Vista și Windows Server 2008 nu acceptă hibernarea atunci când această cantitate de memorie este instalată din cauza problemelor de performanță asociate cu salvarea unui stoc atât de mare de date de pe RAM pe disc.
Windows Vista a introdus o caracteristică hibridă de repaus, care salvează conținutul memoriei pe hard disk, dar în loc să se oprească, intră în modul repaus. Dacă puterea este pierdută, computerul se poate relua ca și cum ar fi hibernat.
Windows 7 a introdus compresia în fișierul de hibernare și a setat dimensiunea implicită la 75% din memoria fizică totală. Microsoft recomandă, de asemenea, să mărească dimensiunea folosind powercfg.exeinstrumentul în unele sarcini de lucru rare în care amprenta de memorie depășește acea cantitate. Poate fi setat de oriunde între 50% și 100%, deși nu este recomandată scăderea acestuia.
Algoritmul CV-ului de la hibernare al Windows 8 este optimizat cu mai multe nuclee. Windows 8 introduce, de asemenea, o funcție de pornire rapidă . Când utilizatorii selectează opțiunea Închidere , hibernează computerul, dar închide toate programele și deconectează sesiunea utilizatorului înainte de hibernare. Potrivit Microsoft, o hibernare obișnuită include mai multe date în paginile de memorie, care necesită mai mult timp pentru a fi scrise pe disc. În comparație, când sesiunea de utilizator este închisă, datele de hibernare sunt mult mai mici și, prin urmare, necesită mai puțin timp pentru a scrie pe disc și a relua. Windows 8 salvează, de asemenea, imaginea nucleului. Utilizatorii au opțiunea de a efectua o oprire tradițională ținând apăsată tasta Shift în timp ce dau clic pe Închidere .
Windows 10 reflectă Windows 8 după cum a menționat Microsoft
Hibernarea este adesea subutilizată în mediile de afaceri, deoarece este dificil să o activați pe o rețea mare de computere fără a apela la software-ul de gestionare a energiei pentru PC - uri terțe . Această omisiune a Microsoft a fost criticată pentru că a dus la o risipă uriașă de energie.
Programele de gestionare a energiei de la terți oferă funcții dincolo de cele prezente în Windows. Majoritatea produselor oferă integrare Active Directory și setări pentru fiecare utilizator sau per mașină, cu planuri de alimentare mai avansate, planuri de alimentare programate, funcții anti-insomnie și raportare privind utilizarea energiei întreprinderii. Printre furnizorii notabili se numără 1E NightWatchman, Data Synergy PowerMAN (Software) , Faronics Power Save și Verdiem SURVEYOR.
Este posibil să dezactivați hibernarea și să ștergeți hiberfil.sys.
macOS
Pe computerele Mac, o caracteristică cunoscută sub numele de Repaus sigur salvează conținutul memoriei volatile pe hard disk-ul de sistem de fiecare dată când Mac intră în modul Repaus. Mac-ul se poate trezi instantaneu din modul de repaus dacă nu s-a pierdut alimentarea cu RAM. Cu toate acestea, dacă sursa de alimentare a fost întreruptă, cum ar fi atunci când scoateți bateriile fără o conexiune de curent alternativ, Mac-ul se va trezi din Safe Sleep, restabilind conținutul memoriei de pe hard disk. Deoarece procesul de hibernare Safe Sleep are loc în timpul somnului obișnuit, meniul Apple nu are opțiunea „hibernare”.
Capacitatea Safe Sleep a fost adăugată la modelele Mac începând cu octombrie 2005 PowerBook G4 (dublu strat SD). Safe Sleep necesită Mac OS X v10.4 sau o versiune ulterioară.
La scurt timp după ce Apple a început să accepte Safe Sleep, entuziaștii Mac au lansat un hack pentru a activa această caracteristică pentru computerele Mac mult mai vechi care rulează Mac OS X v10.4. Clasic Mac OS sprijinit , de asemenea , o dată hibernare, dar această caracteristică a fost abandonată de Apple.
Linux
În nucleul Linux , hibernarea este implementată de swsusp, care este încorporat în seria 2.6. O implementare alternativă este TuxOnIce, care este disponibil ca patch-uri pentru versiunea kernel 3.4. TuxOnIce oferă avantaje, cum ar fi suport pentru multiprocesare simetrică și preempțiune . O altă implementare alternativă este uswsusp . Toate trei se referă la acesta ca „suspend-to-disk”. Acum, în majoritatea distribuțiilor Linux, hibernarea Linux este gestionată de systemd .
Somn hibrid
Modul de repaus și hibernarea pot fi combinate: conținutul RAM este copiat în spațiul de stocare non-volatil și computerul intră în modul de repaus. Această abordare combină beneficiile modului de repaus și hibernare: aparatul se poate relua instantaneu, iar starea sa, inclusiv fișierele deschise și nesalvate, supraviețuiește unei întreruperi de curent. Repausul hibrid consumă la fel de multă energie ca modul repaus, în timp ce hibernarea oprește computerul.