ACPI (Advanced Configuration and Power Interface, erweiterte Konfigurations- und Energieschnittstelle) wurde entwickelt, um dem Betriebssystem die Einrichtung und Steuerung der einzelnen Hardware-Komponenten zu ermöglichen. ACPI ersetzt PnP und APM. Diese Schnittstelle bietet Informationen zu Akku, Netzteil, Temperatur, Ventilator und Systemereignissen wie Deckel schließen
oder Akku-Ladezustand niedrig
.
Das BIOS bietet Tabellen mit Informationen zu den einzelnen Komponenten und Hardware-Zugriffsmethoden. Das Betriebssystem verwendet diese Informationen für Aufgaben wie das Zuweisen von Interrupts oder das Aktivieren bzw. Deaktivieren von Komponenten. Da das Betriebssystem die in BIOS gespeicherten Befehle ausführt, hängt die Funktionalität von der BIOS-Implementierung ab. Die Tabellen, die ACPI erkennen und laden kann, werden in /var/log/boot.msg gemeldet. Weitere Informationen zur Fehlersuche bei ACPI-Problemen finden Sie in Abschnitt 31.2.3, Fehlersuche.
Mit der CPU sind Energieeinsparungen auf drei verschiedene Weisen möglich. Je nach Betriebsmodus des Computers können diese Methoden auch kombiniert werden. Energiesparen bedeutet auch, dass sich das System weniger erhitzt und die Ventilatoren seltener in Betrieb sind.
ADM und Intel bezeichnen diese Technologie als PowerNow! und Speedstep. Doch auch in die Prozessoren anderer Hersteller ist diese Technologie integriert. Taktfrequenz und Kernspannung der CPU werden gleichzeitig verringert, was zu mehr als linearen Energieeinsparungen führt. Eine Halbierung der Frequenz (halbe Leistung) führt also dazu, dass wesentlich weniger als die Hälfte der Energie verbraucht wird. Diese Technologie ist unabhängig von ACPI. Es gibt zwei Möglichkeiten, die CPU-Frequenz zu skalieren: über den Kernel selbst oder über eine Userspace-Anwendung. Aus diesem Grund gibt es verschiedene Kernel-Govenors, die in /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/ festgelegt werden können.
Wenn der Userspace Govrenor eingerichtet wird, steuert der Kernel die CPU-Frequenz durch die Skalierung auf eine Userspace-Anwendung (normalerweise ein Daemon). In openSUSE-Distributionen besteht dieser Dämon im Powersaved-Paket. Wenn diese Implementierung verwendet wird, wird die CPU-Frequenz gemäß der aktuellen Systemlast angepasst. Standardmäßig wird eine der Kernel-Implementierungen verwendet. Bei mancher Hardware oder in Bezug auf bestimte Prozessoren oder Treiber ist die userspace-Implementierung jedoch nach wie vor die einzige funktionierende Lösung.
Es handelt sich hierbei um die Kernel-Implementierung einer dynamischen CPU-Frequenz-Richtlinie und sollte auf den meisten Systemen funktionieren. Sobald eine hohe Systemlast vorliegt, wird die CPU-Frequenz sofort erhöht. Sie wird bei einer niedrigeren Systemlast herabgesetzt.
Dieser Regler ähnelt der On Demand-Implementierung, außer dass eine konservativere Richtlinie verwendet wird. Die Auslastung des Systems muss über einen bestimmten Zeitraum hoch sein, damit die CPU-Frequenz erhöht wird.
Die CPU-Frequenz wird statisch auf den niedrigsten möglichen Wert gesetzt.
Die CPU-Frequenz wird statisch auf den höchstmöglichen Wert gesetzt.
Bei dieser Technologie wird ein bestimmter Prozentsatz der Taktsignalimpulse für die CPU ausgelassen. Bei einer Drosselung von 25 % wird jeder vierte Impuls ausgelassen. Bei 87.5 % erreicht nur jeder achte Impuls den Prozessor. Die Energieeinsparungen sind allerdings ein wenig geringer als linear. Normalerweise wird die Drosselung nur verwendet, wenn keine Frequenzskalierung verfügbar ist oder wenn maximale Energieeinsparungen erzielt werden sollen. Diese Technologie muss auch durch einen bestimmten Prozess gesteuert werden. Die Systemschnittstelle lautet /proc/acpi/processor/*/throttling.
Das Betriebssystem versetzt den Prozessor in den Ruhezustand, wenn keine Aktivitäten mehr erkannt werden. In diesem Fall sendet das Betriebssystem ein halt-Kommando an die CPU. Es gibt drei Statusmöglichkeiten: C1, C2 und C3. Im Zustand mit der höchsten Energieeinsparung, C3, wird sogar die Synchronisierung des Prozessor-Cache mit dem Hauptspeicher angehalten. Daher ist dieser Zustand nur möglich, wenn der Inhalt des Hauptspeichers von keinem anderen Gerät über Busmaster-Aktivitäten bearbeitet wird. Einige Treiber verhindern die Verwendung von C3. Der aktuelle Zustand wird unter /proc/acpi/processor/*/throttling angezeigt.
Frequenzskalierung und Drosselung sind nur relevant, wenn der Prozessor belegt ist, da der sparsamste C-Zustand ohnehin gilt, wenn sich der Prozessor im Wartezustand befindet. Wenn die CPU belegt ist, ist die Frequenzskalierung die empfohlene Energiesparmethode. Häufig arbeitet der Prozessor nur im Teillast-Betrieb. In diesem Fall kann er mit einer niedrigeren Frequenz betrieben werden. Normalerweise ist eine dynamische Frequenzskalierung, die von dem On Demand-Governor des Kernels oder einem Daemon (z. B. powersaved) gesteuert wird, der beste Ansatz. Eine statische Einstellung auf eine niedrige Frequenz ist sinnvoll bei Akkubetrieb oder wenn der Computer kühl oder geräuscharm arbeiten soll.
Drosselung sollte nur als letzter Ausweg verwendet werden, um die Betriebsdauer des Akkus trotz hoher Systemlast zu verlängern. Einige Systeme arbeiten bei zu hoher Drosselung jedoch nicht reibungslos. Außerdem hat die CPU-Drosselung keinen Sinn, wenn die CPU kaum ausgelastet ist.
Zu der Palette der mehr oder weniger umfassenden ACPI-Dienstprogramme gehören Werkzeuge, die lediglich Informationen anzeigen, wie beispielsweise Akku-Ladezustand und Temperatur (acpi, klaptopdaemon usw.), Werkzeuge, die den Zugriff auf die Strukturen unter /proc/acpi/ ermöglichen oder Überwachungsänderungen erleichtern (akpi, acpiw, gtkacpiw), sowie Werkzeuge zum Bearbeiten der ACPI-Tabellen im BIOS (Paket acpica).
Es gibt zwei verschiedene Arten von Problemen. Einerseits kann der ACPI-Code des Kernel Fehler enthalten, die nicht rechtzeitig erkannt wurden. In diesem Fall wird eine Lösung zum Herunterladen bereitgestellt. Häufiger werden die Probleme vom BIOS verursacht. Manchmal werden Abweichungen von der ACPI-Spezifikation absichtlich in das BIOS integriert, um Fehler in der ACPI-Implementierung in anderen weit verbreiteten Betriebssystemen zu umgehen. Hardware-Komponenten, die ernsthafte Fehler in der ACPI-Implementierung aufweisen, sind in einer Blacklist festgehalten, die verhindert, dass der Linux-Kernel ACPI für die betreffenden Komponenten verwendet.
Der erste Schritt, der bei Problemen unternommen werden sollte, ist die Aktualisierung des BIOS. Wenn der Computer sich überhaupt nicht booten lässt, kann eventuell einer der folgenden Bootparameter Abhilfe schaffen:
ACPI nicht zum Konfigurieren der PCI-Geräte verwenden.
Nur eine einfache Ressourcenkonfiguration durchführen. ACPI nicht für andere Zwecke verwenden.
ACPI deaktivieren.
ACHTUNG: Probleme beim Booten ohne ACPI
Einige neuere Computer (insbesondere SMP- und AMD64-Systeme) benötigen ACPI zur korrekten Konfiguration der Hardware. Bei diesen Computern kann die Deaktivierung von ACPI zu Problemen führen.
Manchmal ist der Computer durch Hardware gestört, die über USB oder FireWire angeschlossen ist. Wenn ein Computer nicht hochfährt, stecken Sie nicht benötigte Hardware aus und versuchen Sie es erneut.
Überwachen Sie nach dem Booten die Bootmeldungen des Systems mit dem Befehl dmesg | grep -2i acpi (oder überwachen Sie alle Meldungen, da das Problem möglicherweise nicht durch ACPI verursacht wurde). Wenn bei der Analyse einer ACPI-Tabelle ein Fehler auftritt, kann die wichtigste Tabelle – die DSDT (Differentiaed System Description Table) – durch eine verbesserte Version ersetzt werden. In diesem Fall wird die fehlerhafte DSDT des BIOS ignoriert. Das Verfahren wird in Abschnitt 31.4, Fehlersuche erläutert.
In der Kernel-Konfiguration gibt es einen Schalter zur Aktivierung der ACPI-Fehlersuchmeldungen. Wenn ein Kernel mit ACPI-Fehlersuche kompiliert und installiert wurde, können Experten, die nach einem Fehler suchen, mit detaillierten Informationen unterstützt werden.
Wenn Sie Probleme mit dem BIOS oder der Hardware feststellen, sollten Sie stets Kontakt mit den betreffenden Herstellern aufweisen. Insbesondere Hersteller, die nicht immer Hilfe für Linux anbieten, sollten mit den Problemen konfrontiert werden. Die Hersteller nehmen das Problem nur dann ernst, wenn sie feststellen, dass eine nennenswerte Zahl ihrer Kunden Linux verwendet.