고급 전원 관리

3. 전원 관리 이벤트

APM BIOS에서 운영 체제로 보낼 수 있는 전원 이벤트는 12가지(대기, 일시 중단 및 재개 요청, 배터리 부족 알림 등)와 OEM에서 정의한 이벤트가 있다.^[2] APM 드라이버는 이벤트 변경 알림을 정기적으로 폴링한다.^[2]

^[2]

APM에서는 운영 체제 측에 전원 관리 이벤트가 통지되지 않으며, 운영 체제에서 이를 알기 위해서는 BIOS 호출을 통해 정기적으로 조사(폴링)해야 했다.^[2]

4. APM 함수

APM 드라이버는 전원 관리 상태를 질의하거나 전원 상태 전환을 요청하기 위해 21개의 APM 함수 호출을 사용한다.^[2] 이러한 함수 호출에는 BIOS에 CPU 사용량 정보를 알려 CPU를 저전력 상태 또는 전체 전력 상태로 전환하거나, 장치의 현재 전원 상태를 검색하고, 전원 상태 변경을 요청하는 것 등이 있다.

5. 전원 상태

APM 사양은 시스템 전원 상태와 장치 전원 상태를 정의한다. APM은 컴퓨터 시스템과 APM 인식 하드웨어가 구현할 수 있는 전원 상태를 정의하며, 각 상태에 대한 자세한 설명은 하위 섹션을 참고하면 된다.

5. 1. 시스템 전원 상태

• 전원 켜짐: 컴퓨터 전원이 켜져 있고, 어떤 장치도 절전 모드에 있지 않은 상태이다.
• APM 활성화: 컴퓨터 전원이 켜져 있고, APM이 필요에 따라 장치 전원 관리를 제어하는 상태이다.
• APM 대기: 대부분의 장치가 저전력 상태에 있고, CPU는 속도가 느려지거나 중지되며, 시스템 상태가 저장된다. 컴퓨터는 사용자가 키보드의 키를 누르는 등의 활동을 하면 빠르게 이전 상태로 돌아갈 수 있다.
• APM 일시 중단: 대부분의 장치는 전원이 꺼져 있지만, 시스템 상태는 저장된다. 컴퓨터는 이전 상태로 돌아갈 수 있지만, 시간이 비교적 오래 걸린다. 최대 절전 모드는 APM 일시 중단 상태의 특수한 형태이다.
• 꺼짐: 컴퓨터가 꺼져 있는 상태이다.

5. 2. 장치 전원 상태

• 장치 켜짐: 장치가 완전 전원 모드이다.
• 장치 전원 관리: 장치는 여전히 전원이 켜져 있지만 일부 기능은 사용할 수 없거나 성능이 저하될 수 있다.
• 장치 저전력: 장치가 작동하지 않는다. 장치를 '깨울' 수 있도록 전원이 유지된다.
• 장치 꺼짐: 장치의 전원이 꺼져 있다.

6. 하드웨어 구성 요소

ATA 및 SATA 규격은 하드 드라이브에 대한 APM 규정을 정의하며, 이는 스핀다운 빈도와 항상 켜져 있는 성능 사이의 절충을 명시한다. BIOS 측 APM과 달리, ATA APM 및 SATA APM은 폐지된 적이 없다.^[3]

과도한 스핀다운 빈도는 불필요하게 부하 사이클을 축적하여 드라이브 수명을 단축시킬 수 있다. 대부분의 최신 드라이브는 30만 사이클을 견딜 수 있도록 설계되었으며 일반적으로 최소 60만 사이클 이상을 지속한다. 반면에 드라이브를 스핀다운하지 않으면 전력 소비와 열 발생이 증가한다. 높은 온도는 하드 드라이브의 수명도 줄인다.^[4]

APM은 기본적인 기능만 규정했고, 일부 주변 기기의 전원 관리에 대한 규정은 있었지만, 다양한 보조적인 전원 관리 기능은 벤더에 의해 공개되지 않은 하드웨어레지스터나 BIOS 인터페이스 등을 통해 접근하는 장치 드라이버 등에 의해 제공되어 한계를 보였다. 또한, BIOS의 구현도 복잡하여 OS와의 충돌도 일어나기 쉬웠다.

2005년 현재, 이러한 문제로 인해 ACPI에 그 지위를 넘겨주었다.

6. 1. CPU

6. 2. ATA/SATA 드라이브

7. APM의 종말과 ACPI로의 전환

APM은 계층화된 접근 방식을 사용하여 장치를 관리한다. APM 인식 애플리케이션(장치 드라이버 포함)은 OS별 APM 드라이버와 통신하며, 이 드라이버는 하드웨어를 제어하는 APM 인식 BIOS와 통신한다. 장치별로 APM 제어를 거부할 수 있는데, 이는 드라이버가 하드웨어 장치와 직접 통신하려는 경우에 사용 가능하다.

의사소통은 양방향으로 이루어진다. 전원 관리 이벤트는 BIOS에서 APM 드라이버로 전송되고, APM 드라이버는 함수 호출을 통해 BIOS에 정보와 요청을 보낸다. APM 드라이버는 BIOS와 운영 체제 사이의 중개자 역할을 하는 것이다.

전원 관리는 APM 드라이버에서 BIOS로 전원 상태 변경을 요청하는 방식과 장치 활동에 따라 자동으로 실행되는 방식, 두 가지로 이루어진다. APM 1.0 및 1.1에서는 전원 관리가 BIOS에 의해 거의 완전히 제어되었으나, APM 1.2에서는 운영 체제가 PM 시간(예: 일시 중지 시간 초과)을 제어할 수 있게 되었다.

BIOS 호출을 전제로 하는 인터페이스이므로, OS 측에서 BIOS를 호출할 수 있다면 OS에 관계없이 사용할 수 있다. BIOS 호출 인터페이스로는 리얼 모드에서의 호출, 가상 86 모드에서의 호출, 그리고 32비트 BIOS 호출이 지원되지만, 32비트 BIOS 호출을 초기화하려면 앞의 두 가지 중 하나가 필요하다. APM의 기능으로는 소프트웨어에 의한 전원 제어, 메모리 이미지를 유지한 채 CPU나 주변 장치의 전원을 끄고 전력 소비를 억제하는 서스펜드/재개 기능, 배터리 관리 등이 있다. 처음에는 주로 노트북에 탑재되었지만, 소프트웨어에 의한 전원 제어 기능 인터페이스로서 데스크톱 컴퓨터에도 도입되었다.

모바일 용도로 개발된 80386SL 이후의 CPU에서는 APM 구현을 지원하는 시스템 관리 모드라는 동작 모드가 있다. 이는 OS에서 트랩할 수 없는 특수한 인터럽트를 계기로 전환되어 전원 관리 이벤트 등을 처리한다. APM에서는 OS 측에 전원 관리 이벤트가 통지되지 않으며, OS 측에서 이를 알기 위해서는 BIOS 호출을 통해 정기적으로 조사(폴링)해야 했다.

APM은 기본적인 기능만 규정했고, 일부 주변 기기의 전원 관리에 대한 규정은 있었지만, 다양한 보조적인 전원 관리 기능은 벤더에 의해 공개되지 않은 하드웨어레지스터나 BIOS 인터페이스 등을 통해 접근하는 장치 드라이버 등에 의해 제공되어 한계를 드러냈다. 또한 BIOS 구현도 복잡하여 OS와의 충돌도 잦았다.

2005년 현재, 이러한 문제로 인해 APM은 ACPI에 그 지위를 넘겨주었다.

참조

_[1] 간행물 NewsBit: Microsoft, Intel Develop Power Standard Intel Corporation 1992-03-01
_[2] 웹사이트 Advanced Power Management (APM) BIOS Interface Specification Revision 1.2 February 1996 Intel/Microsoft https://web.archive.[...] 2006-12-27
_[3] 웹사이트 linux - What do different values of hard drive's Advanced Power Management feature (hdparm -B) affect, except spin-down? https://superuser.co[...]
_[4] 웹사이트 linux - How much "Load_cycle_count" can my hard drive hypotethically sustain? https://superuser.co[...]
_[5] 간행물 NewsBit: Microsoft, Intel Develop Power Standard Intel Corporation 1992-03-01