Управление теплом на уровне устройства

Начиная с Windows 8, Windows поддерживает управление температурным режимом для драйверов, работающих в режиме ядра. Этот согласованный подход помогает предотвратить перегрев и обеспечивает надежную работу устройства на платформе.

В этой статье представлен обзор концепций управления тепловой температурой на уровне устройства. Сведения о реализации см. в разделе "Реализация теплового управления".

Цели управления теплом

Управление тепловыми системами Windows имеет следующие основные цели:

  • Предотвратить перегрев устройств на аппаратной платформе: сохраняйте работу устройств в безопасных диапазонах температур, чтобы обеспечить правильную и надежную работу устройств.
  • Безопасность пользователей: предотвращать нагревание доступных пользователю поверхностей до температуры, при которой их неудобно касаться или удерживать.
  • Оптимизация системы. Балансируйте требования к тепловой нагрузке с учетом потребностей управления питанием и реагирования пользователей. Windows интеллектуально балансирует требования к тепловому уровню устройств на платформе, чтобы продлить время, которое платформа может работать с зарядом батареи, и поддерживать внешний вид компьютера, который всегда включен и всегда подключен.

Координация на уровне платформы

Аналогично управлению питанием, управление теплом работает лучше всего при реализации на всей платформе, а не в изоляции. ОС координирует ограничения температуры локального устройства в контексте глобальных тепловых условий. Оно:

  • Распределение требований к охладению на нескольких устройствах
  • Свести к минимуму вмешательство в задачи, выполняемые пользователем
  • Балансирует потребности в тепловом режиме с помощью управления питанием и реагирования системы

В отличие от этого, драйверы устройств, которые управляют тепловыми уровнями в изоляции от других устройств платформы, скорее всего, будут принимать неоптимальные решения, которые приводят к неэффективному использованию энергии и неответственному пользовательскому интерфейсу.

Тепловые зоны и ACPI

Advanced Configuration and Power Interface (ACPI) позволяет поставщикам аппаратной платформы секционировать свои платформы на регионы, называемые тепловыми зонами.

Устройства датчика отслеживают температуру в каждой тепловой зоне. Когда тепловая зона начинает перегреваться, ОС может предпринять согласованные действия, чтобы охладить устройства в этой зоне. Эти действия можно классифицировать как пассивное охлаждение или активное охлаждение.

Режимы охлаждения

Существует два основных подхода к управлению теплом:

  • Пассивное охлаждение
  • Активное охлаждение

В ответ на изменения в условиях использования компьютера или среды операционная система (ОС) использует один из этих подходов (или, возможно, оба) для динамического управления тепловыми уровнями на аппаратной платформе.

Пассивное охлаждение

Для выполнения пассивного охлаждения ОС регулирует один или несколько устройств в тепловой зоне, чтобы уменьшить тепло, созданное этими устройствами. Регулирование может включать уменьшение частоты часов, которыми управляется устройство, снижение напряжения, подаваемого устройству, или отключение части устройства. Как правило, регулирование ограничивает производительность устройства.

Примеры пассивного охлаждения:

  • Запуск процессора с половиной скорости
  • Уменьшение яркости подсветки дисплея
  • Снижение производительности GPU
  • Замедление скорости зарядки батареи

Активное охлаждение

Для активного охлаждения ОС включает устройство охлаждения, например вентилятор. Когда пассивное охлаждение уменьшает мощность, потребляемую устройствами в тепловой зоне, активное охлаждение увеличивает потребление энергии.

Примеры активного охлаждения:

  • Включение и отключение вентиляторов
  • Настройка скоростей вентилятора
  • Активация систем охлаждения жидкости

Выбор режима охлаждения

В разработке аппаратной платформы решение об использовании пассивного охлаждения или активного охлаждения основано на следующих принципах:

  • Физические характеристики аппаратной платформы
  • Источник питания для платформы
  • Использование платформы

Активное охлаждение может быть более простым для реализации, но имеет несколько потенциальных недостатков:

  • Добавление активных устройств охлаждения (например, вентиляторов) может увеличить стоимость и размер аппаратной платформы.
  • Питание, необходимое для запуска активного устройства охлаждения, может сократить время, когда аккумуляторная платформа может работать с зарядом батареи.
  • Шум вентилятора может быть нежелательным в некоторых приложениях, и вентиляторы требуют вентиляции.

Пассивное охлаждение — это единственный режим охлаждения, доступный для многих мобильных устройств. В частности, портативные вычислительные платформы, вероятно, будут иметь закрытые корпуса и работать на батареях. Как правило, эти платформы содержат устройства, которые могут снизить производительность для уменьшения генерации тепла. К этим устройствам относятся процессоры, графические единицы обработки (GPU), зарядные устройства батареи и индикаторы заднего света.

Портативные вычислительные платформы обычно используют микросхемы системы на микросхемах (SoC), которые содержат процессоры и графические процессоры, а поставщики оборудования SoC предоставляют программное обеспечение для управления теплом для этих устройств. Однако периферийные устройства, такие как зарядные устройства батареи и индикаторы заднего света, являются внешними для микросхем SoC. Поставщики этих устройств должны предоставлять драйверы устройств, и эти драйверы должны обеспечить любую поддержку управления теплом, которая может потребоваться для устройств. Относительно простой способ поддержки теплового управления драйвером устройства — реализовать интерфейс драйвера GUID_THERMAL_COOLING_INTERFACE.

См. также

  • Last updated on