win10笔记本盖上盖子不会休眠(笔记本如何设置合盖睡眠)

生活常识 2023-05-15 19:36生活常识www.xinxueguanw.cn

因此,在一台采用了传统待机模式的 PC 上,进入睡眠模式的步骤大致如下:

电源管理器决定切换系统状态为 S3;告知应用在规定时间内完成最后的操作,之后将它们挂起到内存;通知硬件设备配合系统状态切换,设备悉数从 D0 切换到 D3 状态。

至此,我们已经解决了 S3 睡眠模式是什么的问题,那么为什么微软抛弃它,选择所谓新型待机呢?

新需求与 Sx 状态的变体

虽然 ACPI 制定了电源管理的规范,但随着时间的推移,新的需求被发掘,人们开始在 Sx 状态的基础上做文章。

例如,Linux、Windows 会支持一种叫做混合睡眠(hybird sleep)的状态。这种情况下,机器状态既会被保存到磁盘,也会被保存到 RAM,是 S3 和 S4 状态的混合;Mac 也曾经宣传过这项特性。Arch Linux Wiki 解释了设置这种状态的目的:

如果电池没有耗尽,那么系统可以从 RAM 恢复。如果电池耗尽,系统可以从磁盘恢复,这比从 RAM 恢复慢,但至少机器的状态没有丢失。

在 S3 睡眠下,系统状态被保存到了 RAM 中,前面提到过 RAM 一旦断电,保存的内容就会消失;想要进入系统必须重新进行引导,而 S4 状态中用于保存系统状态的磁盘没有这种问题。所以将两者结合的混合睡眠,既解决了数据安全问题,也可以在没耗尽电量之前尽可能缩短唤醒的时间。

另外,比较知名的例子就是 Windows 中的「快速启动」功能。很多人可能都不知道,在开启「快速启动」的这项功能以后,Windows 的关机功能不再是真的关机了,电脑在你点下关机按钮以后并不会进入 S5 状态,而是进入了 S4 休眠状态。但休眠功能不是保存系统的全部状态吗?为什么 Windows 关机后还要输入密码,重新打开应用呢?

确实,传统的 S4 休眠会保存系统的全部状态,包括登录的用户、开启的应用,重启后,引导程序会直接将磁盘中的状态加载到内存中,这样就省去了重新加载内核、初始化硬件的功夫。Windows 10 开始菜单中,休眠选项默认是隐藏的,可以通过 电源选项 gt 更改电源按钮的功能 gt 关机设置 重新打开。

但微软的考量是,S4 休眠生成的文件比较大,Windows 上为可以使用总内存的 40%,我们能用 PowerShell 在 C 盘根目录看到这个休眠文件:

如图所示,这个休眠文件大约有 10 GB,这对一些磁盘容量较小的设备是一个不小的负担。另外如果设备使用的不是固态硬盘,如此大的文件加载时间可想而知也很慢。因此,开启「快速启动」以后,Windows 的关机功能确实是休眠,但在休眠之前,Windows 会退出所有应用并注销用户会话,再生成休眠文件;这时休眠文件就只占内存大小的 20% 了,「快速启动」体验自然也会变得更好。

以上两个例子说明,厂商并非一定要拘泥于 ACPI 的规范,如果有了新的需求,解决需求才是之一位的。那么,传统 S3 睡眠遇到了什么无法解决的需求呢?微软在其 硬件开发文档 中如此回答:

电源管理架构的目的是满足不断增长的用户需求,包括:

客户要求他们的计算机随时可用,即使在关闭时也是如此……在插电或者使用电池时,客户都希望减少 PC 使用的电量

S3 睡眠也许能做到节能,但离随时可用差了不少。比如,我们希望电脑上的 IM 软件也和手机一样,可以及时接收消息,但 S3 状态处理器无法工作,就更不用提接收消息了;再比如,我们也希望电脑可以像手机一样按下指纹就能解锁,系统需要先花上大概 5 秒从 S3 切换到 S0,才能识别指纹进行解锁;又比如我们想使用 Windows 下的语音助手,如果系统处于 S3 睡眠状态,那么收音、 *** 设备都处于 D3 关闭状态,这时语音助手就没有办法响应,而让系统整个保持在 S0,这样整机功耗就无法控制了。

看到这里,读者可能会想:这不就是智能手机上的即开即用的使用体验吗?确实如此,新型待机正是期望将智能手机的即开即用体验带到 Windows 上。

新型待机

早在 Windows 8 时代,微软就认识到了 S3 睡眠模式的不足,那时,微软期望 PC 能够在睡眠模式下也能正常连接 *** ,所以微软推出了一个新式的睡眠模式并命名为连接待机(Connected Standby),即在保证系统和设备处于 S0 响应速度的基础上,又能有 S3 的功耗控制。而在 Windows 10 中重新更名为新型待机。

图注:图片修改自 WinHEC Fall 2017

传统 S3 待机控制 CPU 功耗的 *** 很简单,断开 CPU/SoC 部分的供电即可,这时芯片里的寄存器全部清空变成了 0;但在唤醒时,需要重新初始化寄存器,这就是从 S3 恢复成 S0 时需要一点时间的原因,当然这个时间远比从 S4 恢复所需要的短得多。

但现在连这一点初始化的时间都不能要了,也就意味着需要 CPU/SoC「记住」之前寄存器的状态。因此,CPU/SoC 内部就需要有一枚专门的芯片按照下图的步骤,一步步把对应寄存器区域的状态保存在 CPU/SoC 内部的 nvram 中,再切断电源。这样就让设备实现了在 S0 响应速度的基础上,又能有 S3 的功耗控制。

所需要功耗从上到下依次变小,且只有每层的任务都完成以后才会操作下一层的目标

首先,CPU/SoC 外部的所有设备都必须进入低功率模式, 也就是 Sx 对应的 Dx 为更低的设备电源状态。接下来,将 *** 和无线电设备置于低功率模式,在此期间,这些设备通常会使用很少的一部分电源以维护连接,并在必要时唤醒 CPU/SoC 。

在 CPU/SoC 外部的所有设备(包括通信设备)都断电后,CPU/SoC 的芯片组和非处理器核心也将进入低功率模式,这可以进一步节约能源;在这之后,就是处理核心 CPU 和 GPU 以及位于最后的一些其他电路了。如果中间有任何一个部件拒绝进入低功耗状态,那么整个链路就会中断,重新回到 S0。英特尔将这一系列状态称之为低功耗 S0 状态(low power S0 idle),代号为 S0ix,每让一层设备进入低功耗状态则为 S0ix 中的 x 加上一,因此在 CPU 和 GPU 停止工作以前的状态也常常被称作 S0i3 休眠状态。

所以,新型待机对 PC 上的芯片组等设备有一定的要求。以管理员权限运行终端命令 powercfg /a,若结果含有 Standby(S0 low power idle),则说明你的设备为新型待机。使用新型待机的设备,不支持 S1-S3 睡眠模式:

硬件设备的省电还不够,软件也有做相应的准备。这方面,新型待机和 S3 睡眠一样,都将运行的应用挂起到 RAM。和 S3 状态不一样的是,新型待机目的是在睡眠状态下仍能完成一些任务,因此,部分活动享有新型待机下的豁免权。

微软称这些应用活动为 激活器,前面提到过新型待机状态下, *** 甚至是 CPU 都可能不工作,这些激活器的作用就是将这些设备短时间唤醒,执行某些指令。这些激活器全都是 Windows 内置的系统服务,例如负责接收 UWP 应用通知的 WNS、负责处理 Windows 更新的 WU、负责管理 *** 连接的 NCSI……它们的存在使 Windows S0ix 待机状态时也能收到通知,并可以处理后台维护任务。

以 UWP 后台任务为例,我们在 Windows 设置中的应用 gt 应用和功能 gt 设置中看到一项后台应用权限,这个权限控制的就是在待机时,应用执行后台任务的能力。默认的「电源已优化」选项意思是根据 PC 连接电源的情况,决定是否执行任务。

当激活器唤醒部分硬件设备时,新版 Windows 还会限制它们能够使用的资源量,例如 UWP 后台刷新任务只允许活动 5 秒,5 秒后则会被终止,硬件设备也会再次进入低功耗状态。需要注意的是,和 S3 睡眠模式不同,这些任务并不会导致系统被唤醒至完全工作状态,除了需要唤醒的少部分设备外,其他硬件仍处于低功耗状态,所有第三方应用、服务也仍被挂起。

除了被激活器唤醒的小部分时间中,新型待机 PC 的功耗和 S3 相当。如下图所示,运行 powercfg /spr 生成的电池报表显示,在 2022 年 4 月 16 日 2 - 11 时的新型待机过程中,软件(SW)、硬件(HW)100% 处于低功耗状态,笔记本电量消耗了 3%:

上面的报表还显示,在进入睡眠模式前,有一个关闭屏幕(Screen Off)阶段。这种设计很符合直觉,按下睡眠按钮后,PC 直接关闭屏幕,将应用挂起到 RAM、切换硬件设备状态都在用户无感知的息屏期间完成,这也是误触了睡眠功能后,立刻唤醒 PC 花费时间比正常情况稍长的原因。从关闭屏幕到睡眠的间隔对应着设置面板中的相关选项,一般建议将两个时间统一:

当然新型待机模式和传统待机一样,点击电源按钮,或者操作键盘鼠标,PC 就会切换为 S0 完全开启状态。因为系统本身就处于 S0,部分设备也不需要经历 D3 到 D0 的高延迟状态切换,所以新型待机的唤醒可以达到 1 秒以内,微软称之为「instant on」。Intel Evo? 认证 主打的「即时唤醒」也正是得益于新型待机。

当然为了进一步增强 S0ix 的省电效果,新型待机还有一个机制叫做 自适应休眠:当新型待机期间耗电量超过 5%,系统会直接进入最深一级的 S0i5 状态,这个状态理论上功耗为 0 瓦。有这个机制的存在,有时候将笔记本合盖后,你会发现第二天再打开时就无法用键鼠唤醒了。如下表所示,由于某些软件活动,我的笔记本待机耗电达到了 5%(264),接着,PC 就直接进入了休眠模式(265),电量停止消耗。

综上所述,在一台采用新型待机的 PC 中,进入睡眠模式步骤如下:

电源管理器决定进入 S0 低功耗模式;屏幕关闭;告知运行中的桌面应用和 UWP 在规定时间内完成最后的操作,之后将它们挂起到内存;通知硬件设备进入相应的低功耗模式;有通知或后台任务任务的需要时,激活器唤醒部分设备,执行操作;完成任务或者超过唤醒时限时,再次让设备进入低功耗模式。

我们的第二个问题也就迎刃而解了。让我们回到文章开头,新型待机又是怎么制造出了高达 50℃ 的合盖笔记本呢?

对新型待机的批评

事实上,新型待机推行以来,批评的声音此起彼伏,文章开头的新闻只是其中一例。这些批评一部分确实和新型待机有关,也有一部分则应当归咎于误操作。

虽然微软在宣传中将新型待机功耗和 S3 并称,但毫无疑问的是,由于传统待机状态下没有任何后台活动,设备也大都处于关闭状态,耗电量极小。

但新型待机状态下,一些设备可能并不会进入低功耗状态,甚至是拒绝进入低功耗状态;此外新型待机也有唤醒 SoC 处理指令的机制,所以,新型待机的耗电量必然不会比 S3 更好,但并没有到不能接受的程度,从前面的报表中可以看出,9 个小时的待机时间耗电量为 3%。

因此,一个非常普遍的观点是新型待机相较于传统待机耗电量更大,甚至有 Surface 用户称 睡眠模式下短时间内电量骤降 20%。的确,既要即时启动又要不耗电的黑魔法是不存在的,但 20% 实属夸张,如果机器电池状况良好,那么唯一可能的解释是 PC 根本没有进入睡眠模式。

那么,为什么 PC 会无法进入睡眠模式呢?答案很有可能是 Windows 的电源请求机制。

试想,我们正在观看一部 2 个小时的电影,PC 依旧死板地遵照设置,3 分钟无操作直接息屏睡眠,这样的体验实在很差。正是为了解决这些情况,应用可以发送电源请求,系统扫描到电源请求后不会发送切换状态的指令。电源请求可以使用 powercfg /requests 看到:

音视频应用之外,其他应用也有可能发送电源请求,它们会阻止闲置的 PC 睡眠,电量消耗自然会高。不过,当我们明确要求 PC 睡眠时,这些应用也会被停止,只需要将合盖/电源按钮的功能设置为睡眠,然后执行这些操作即可。

除了对耗电量的批评,还有人认为 新型待机只是假睡,因为他们发现,书包里的 PC 风扇仍在工作。本质上,这是不信任其激活和唤醒机制。

根据前面对新型待机原理的讲解,我们知道,和 S3 状态一样,除了豁免的少数应用活动,待机状态下传统应用、第三方系统服务都被挂起到内存,它们没有办法唤醒机器。最有可能将机器唤醒至 S0 完全开启状态的并非软件,而是外设。例如,如果 PC 外接了鼠标,并且在不关闭鼠标的情况下直接合盖放进背包,那么,鼠标只要受挤压轻微移动,PC 就会退出睡眠状态。这种情况并非新型待机独有,唯一的解决方案是装包之前,拔出或者关闭外设的电源。

还有一种情况,前面提到过,Windows 是可以在待机状态下执行更新操作的。根据 微软的设计,如果连接了 *** ,那么 Windows 可以在待机状态后台下载已有的更新,如果还连接了电源,那么 Windows 也能安装更新甚至重启设备。如果更新下载任务繁重,风扇确实可能会工作,由于此时为合盖状态,散热条件差,很可能造成热量堆积。要是厂商将待机模式下的风扇设计为完全不工作,那么此时可能会更热。

由 *** 连接引发的问题可以通过禁用新型待机的连接解决。部分设备上的设置面板提供了「允许待机时使用 Wifi」之类的选项,如果没有提供的话,则可以直接修改注册表:在 HKEY_LOCAL_MACHINE\SYSTEM\ControlSet001\Control\Power 新建名为 EnforceDisconnectedStandby 的 DWORD,值为 1。这样,就可以禁止待机时 *** 下载。其代价是我们无法在待机状态下收取邮件等需要联网的通知。

不过,文章开头的案例大概率并非由以上原因导致。NotebookCheck 并没有给出完整的测试数据和步骤,但能确定的是,根据该文章发布两天后的注释,文章中的测试机并没有安装最新驱动。而戴尔则早在文章发布 5 个月前释出了针对现代待机的修复补丁,Elevenforum 也有因驱动引发待机异常问题的讨论。理论上,新型待机工作需要硬件设备的紧密配合,如果驱动出错,那么待机温度异常也是有可能的。

总而言之,如果新型待机异常,可以通过管理员权限运行 powercfg /spr 获得待机的时间、软硬件活动、唤醒事件等信息,再从以下方向排查:

驱动程序是否为最新;是否有应用阻止 PC 睡眠;是否连接了会唤醒 PC 的外设;是否在待机过程中进行了大量 *** 活动,如系统更新?

不管用户愿意与否,新型待机都会在更多的设备上应用。就我个人而言,用极少量的待机耗电,换取无需关机、随时可用的 PC 使用体验,这笔交易不算亏。然而,由于 PC 上缺少统一推送渠道,UWP 多年来普及缓慢,新型待机离智能手机一样的使用体验还有很长一段路要走。

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