Allion Labs /?Abel Hsu

何謂新式待命模式 – Modern Standby？

系統(tǒng)待命在系統(tǒng)電源管理中是不可或缺的一部分，如何在有限的電池容量里取得使用時間的平衡是一個重要課題。例如沒有在使用系統(tǒng)時，透過讓系統(tǒng)進入待命模式來有效控制電量耗損并延長使用時間；而從待命模式中回復(fù)到正常操作環(huán)境，也比從執(zhí)行關(guān)機后再開機的等待時間短。

「新式待命模式」就是一種以傳統(tǒng)待命模式(S3)所發(fā)展出來的待命狀態(tài)，這個概念最早從Windows 8開始，當(dāng)時稱為「Connected Standby」，經(jīng)過OS操作系統(tǒng)的改版升級，Windows 10時代發(fā)展為「Modern Standby」。新式待命的概念主要是提供實時回復(fù)的用戶體驗，讓系統(tǒng)可以從待命中快速回復(fù)到正常操作狀態(tài)。

這個想法類似生活中的智能型手機，屏幕解鎖后馬上可以使用，當(dāng)屏幕關(guān)閉時，背景持續(xù)保持網(wǎng)絡(luò)連接，能收信、接收通訊軟件的即時消息。新式待命透過背景保持網(wǎng)絡(luò)連接并透過新的省電技術(shù)控制，在范圍內(nèi)維持軟件運作，軟硬件方面透過ACPI低電源閑置（Low Power Idle）的基礎(chǔ)架構(gòu)系統(tǒng)，支持power engine （PEP），D3裝置電源狀態(tài)支持等等，無論是傳統(tǒng)搭配旋轉(zhuǎn)式儲存媒體（HDD）或是混合式儲存媒體（SSD+HDD）的系統(tǒng)都可以支持新式待命。

和傳統(tǒng)S3相比，新式待命模式的最大的差異是背景中維持網(wǎng)絡(luò)連接，當(dāng)系統(tǒng)進入新式待命時，系統(tǒng)會透過一系列的步驟來確認(rèn)，透過優(yōu)化相關(guān)行為來延后非系統(tǒng)關(guān)鍵功能（例如IO input），或是非現(xiàn)代待命相關(guān)的喚醒，并監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)活動、電子郵件等；當(dāng)系統(tǒng)都沒有相關(guān)活動時，會進入「最深的運行時間閑置平臺狀態(tài)」（DRIPS），在這個狀態(tài)則是最佳省電模式。

那么，使用新式待命模式主要有甚么優(yōu)點呢？和傳統(tǒng)S3相比，系統(tǒng)喚醒時間和回復(fù)較快，并且比S0更加節(jié)省電力，我們可從下表來看：

<系統(tǒng)狀態(tài)與回復(fù)時間>

<系統(tǒng)狀態(tài)與電力消耗>

以平臺支持度來說，從Ice Lake大約70%左右的系統(tǒng)支持Modern Standby ，到Tiger Lake平臺已經(jīng)接近全面性支持Modern Standby。確認(rèn)手上的系統(tǒng)是否支持 Modern Standby的方法很簡單，可以透過Command Prompt（CMD）簡單輸入一串指令：「powercfg /a」，按下Enter鍵后，在 「Standby list」如果出現(xiàn)「S0 Low Power Idle」表示系統(tǒng)可以完整支持（參考下圖），享受現(xiàn)代待命帶來的用戶實時體驗：

儲存媒體與新式待命的關(guān)聯(lián)

以系統(tǒng)儲存媒體支持方面來看，可以分幾個面向：第一是最常見的SATA SSD，支持Device Sleep（DevSlp），可以在待命中有效增進電池壽命；另外一個則為主流儲存媒介NVMe （PCIe），透過支持PCIe Power State L1.2，可以將儲存媒體更有效進入低電源模式。

混合式儲存媒體（SSD+HDD）可以透過將數(shù)據(jù)存放在Flash中，來加速回復(fù)時間和達到節(jié)省旋轉(zhuǎn)頭的省電需求；而傳統(tǒng)旋轉(zhuǎn)式儲存媒體（HDD）在支持Modern Standby時，通常會透過加大快?。℉DD Buffer）的方式，因為轉(zhuǎn)頭磁頭的讀寫速度，會因為寫入組件的移動時間而影響到回復(fù)（Resume）時間，加上旋轉(zhuǎn)頭旋轉(zhuǎn)會增加電量的耗損?？偨Y(jié)來說，支持Modern Standby并不需要一個相對高規(guī)的硬件需求，現(xiàn)有硬件即可以有效支持。

Allion Labs與Modern Standby Services

為確保相關(guān)組件模塊能夠符合規(guī)范，Intel與Microsoft以Intel參考驗證平臺（Intel Reference Validation Platform, RVP）與各項組件制定了相對應(yīng)的現(xiàn)代待命認(rèn)證規(guī)范以及認(rèn)證測試（Modern Standby Compliance Process）。Allion為Intel所認(rèn)可的現(xiàn)代待命認(rèn)證測試實驗室，提供包含符合Intel Modern Standby功能的認(rèn)證測試與Microsoft Modern Standby功能的認(rèn)證測試，可為不同的設(shè)備組件進行相關(guān)驗證并取得認(rèn)證（認(rèn)證種類請參考下表）：

實際測試Modern Standby 的功能與耗電案例

現(xiàn)代待命認(rèn)證測試 – Modern Standby中有量測進入Low Power之后設(shè)備所消耗的電力，ACPI 定義D3當(dāng)系統(tǒng)閑置時就會進入睡眠模式，這部分又分別為「D3Cold」與「D3Hot」，這兩個都屬于Modern Standby power status，D3 cold相對D3Hot的狀態(tài)來說，為更加省電的狀態(tài)，基本上在這個狀態(tài)都是電源完全移除，而進入深眠的設(shè)備會消耗掉多少系統(tǒng)電力也攸關(guān)到整機的電池壽命。Modern Standby很重要的一個項目是回復(fù)時間，在這部分的規(guī)范是要在1000ms內(nèi)將系統(tǒng)回復(fù)，如此一來才能提供使用者一個良好的操作感受。為使讀者更加清楚，我們利用主流NVMe儲存媒體來說明這些關(guān)鍵因素：

【NVMe – D3Hot】

以實測案例來看，進入D3后Power measured (mW) 平均值僅有1.5 mW， Exit Average Latency規(guī)范要在1000 ms之內(nèi)，以NVMe的來看450 ms就可以從睡眠模式中喚醒，透過的PCIe的NVMe儲存媒體這部分也符合用戶的實時體驗，當(dāng)使用者按下電源1秒內(nèi)系統(tǒng)就可以正確喚醒并開始使用。

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【NVMe – D3Cold】

以實測案例來看，進入D3后Power measured (mW) 平均值為0mW (<1mW)， 以NVMe來看，這部分幾乎沒有消耗掉系統(tǒng)電量，Exit Avg Latency為500 ms來觀察NVMe和D3Hot完全沒有消耗電量的睡眠模式僅多花50 ms的時間就可以從睡眠模式中喚醒，不但省電而且一樣快速。

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總結(jié)來說，現(xiàn)代待命透過軟硬件的支持，提供了快且實時的系統(tǒng)回復(fù)；特別是電量耗損，更加讓人放心。透過新世代技術(shù)，待命模式下僅有消耗微弱電量，讓系統(tǒng)能提供用戶更長的使用時間。Allion的完整Modern Standby測試服務(wù)，從組件端驗證，確保系統(tǒng)上的組件都能符合相關(guān)認(rèn)證規(guī)范，讓終端產(chǎn)品符合良好用戶體驗。