Computerhardware: Energiesparfunktionen

Energiesparfunktionen

In den 1990er Jahren wurde das „Advanced Power Management“ als neuer Standard für Energiesparmethoden eingeführt. Das BIOS entscheidet je nach Art und Dauer der Inaktivität darüber, welche Komponenten abgeschaltet oder in den Energiesparmodus versetzt werden können. Es gibt fünf Aktivitätsstufen, die mit S1 bis S5 bezeichnet werden.

Aktivitätsstufen des Advanced Power Management
S1	full-on	Normaler Betriebsmodus, alles ist eingeschaltet
S2	stand-by	Einige Geräte sind abgeschaltet (vorwiegend die mit schneller Aufwachzeit)
S3	suspend	Noch mehr Geräte werden abgeschaltet
S4	sleep	Arbeitsspeicher wird auf Festplatte gesichert und dann abgeschaltet (Ruhezustand)
S5	full-off	Alles wird abgeschaltet, nur die für das Wiedereinschalten nötigen Komponenten bekommen +5V_SB

ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) ist seit 1996 die Weiterentwicklung von APM mit verbesserten Sparfunktionen. Weil das Betriebssystem die beste Übersicht über die Sparmöglichkeiten hat, hat im Unterschied zum Vorgänger (APM) das Betriebssystem die Kontrolle. Das macht eine feinere Abstufung der Sparmaßnahmen möglich. Beispielsweise kann das Betriebssystem die Festplatte und das DVD-Laufwerk in den Schlafmodus versetzen, auch wenn gleichzeitig die CPU voll beschäftigt ist.

Ruhezustände des ACPI
S0	Normaler Betriebsmodus, alles ist eingeschaltet
S1	Einfacher Schlafmodus, einige Funktionen abgeschaltet, CPU angehalten
S2	Erweiterter Schlafmodus, weitere Funktionen abgeschaltet, CPU-Cache ist geleert und abgeschaltet
S3	Standby-Modus, Mainboard weitgehend stillgelegt, Zustand im RAM gesichert ( Suspend To RAM)
S4	Ruhezustand (engl. Hibernation mit Suspend To Disk (Zustand auf Festplatte gesichert), Computer im Tiefschlaf
S5	Soft-Off-Modus, Neustart über Einschalttaster oder Wake On LAN möglich

Viele Komponenten verfügen über mehr Zustände als nur ein- und ausgeschaltet. Eine ACPI-fähige CPU beispielsweise hat die „Unterzustände“ C0 (Arbeitszustand), C1 (Leerlauf: CPU hält an), C2 (Takt gestoppt), C3 (Cache wird geleert und abgeschaltet), C4 bis C6 (noch tiefere Schlafzustände, vorwiegend bei Mobilgeräten) und C7 (Kernspannungen sind abgeschaltet). Wobei die stromsparendsten Zustände nur selten ausgewählt werden, weil das Aufwachen möglicherweise zu lange dauert. Je nach Hersteller werden unterschiedlich viele Zwischenstufen realisiert. Bei Mobil-CPUs ist es üblich, dass sich alle Kerne einzeln abschalten lassen.

ACPI setzt einwandfreie Zusammenarbeit zwischen Hauptplatine, Chipsatz, Timer, BIOS, CPU, Netzteil und Betriebssystem voraus, was nicht immer gegeben ist.

Ob Sie ein ACPI-BIOS haben, erfahren Sie im Geräte-Manager. Wenn Sie unter den „Systemkomponenten“ Einträge mit „ACPI“ finden, wie z. B. „ACPI-Bus“, dann steckt in Ihrem PC ein ACPI-BIOS.

Der Unterschied zwischen S3 und S4:

S3 (Suspend to RAM) ermöglicht dem Computer ein kleines "Nickerchen", aus dem ein schnelles Aufwachen möglich ist. Doch wenn der Strom ausfällt (z. B. wenn dem Akku des Notebooks die Energie ausgeht), gehen vermutlich Daten verloren.
Bei S4 (Suspend to Disk) dauert es länger, bis der PC in den Tiefschlaf fallen darf, und auch das Aufwachen dauert länger. Doch es wird mehr Energie gespart und es geht nichts verloren, wenn der Strom ausfällt.

Windows ab der Version Vista kombiniert S3 und S4 zu einem hybriden Modus "Suspend to RAM and Disk", der von Windows einfach nur als "Ruhezustand" bezeichnet wird. Der Zustand des Computers wird sowohl im RAM als auch auf Festplatte gespeichert. Das Aufwachen geht schnell, weil der gespeicherte Zustand im RAM genutzt wird. Falls der RAM wegen eines Stromausfalls leer ist, werden die Aufzeichnungen von der Festplatte geholt. Das dauert länger, aber es geht nichts verloren.