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하이버네이션

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목차

1. 개요

하이버네이션은 컴퓨터의 전원을 끄기 전에 현재 상태를 하드 디스크와 같은 비휘발성 저장 장치에 저장하는 절전 기능이다. 1992년 컴팩 LTE 라이트 386 노트북에 처음 구현되었으며, BIOS를 활용하여 운영체제와 독립적으로 작동했다. 윈도우, macOS, Linux 등 다양한 운영체제에서 지원하며, 각 운영체제는 하이버네이션을 구현하는 방식에 차이가 있다. 하이버네이션은 절전 모드와 비교하여 전력 소비 없이 상태를 유지할 수 있다는 장점이 있지만, 저장 장치에 데이터를 기록하는 시간이 필요하다는 단점도 있다. 하이브리드 절전 모드는 절전 모드와 하이버네이션의 장점을 결합한 기능이다. 하이버네이션은 노트북에서 주로 사용되며, 데스크톱에서도 에너지 절약 목적으로 활용된다.

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하이버네이션

2. 역사

1992년, 컴팩은 최초로 노트북 (컴팩 LTE 라이트 386)에 하이버네이션(최대 절전 모드) 기능을 구현하였다.[7] 이는 인텔 386 CPU의 슬립 및 보호 모드 opcode를 활용한 것으로, ROM에 구현되어 운영체제와 독립적으로 작동했다. 즉, 드라이버가 필요하지 않았다. LTE는 배터리 부족을 감지하여 숨겨진 파티션을 사용하여 데이터 손실을 방지했다. 이는 디스크 쓰기 및 수치 연산 보조 프로세서를 사용한 작업 중에도 시스템을 보존하고 복원했다. 선택적인 소프트웨어 GUI 또는 사용자 정의 키보드 단축키를 사용하여 제어할 수도 있었다. 이는 DOS, Windows 3.1, Banyan Vines 및 Novell Netware에서 테스트되었다. 컴팩의 하이버네이션은 1993년 IBM 특허에도 언급되어 있다.[8]

하이버네이션은 컴퓨터를 종료할 때 실행 중인 응용 소프트웨어를 종료할 필요가 없으며, 재개할 때 모든 애플리케이션의 기동 및 작업 상태를 포함한 데이터가 스토리지에서 메모리로 자동 복원되어 정지 시의 상태로 복귀하는 기능이다.

하이버네이션은 전력 사용량이 중요한 노트북에서 많이 사용되며, 배터리 잔량이 적어지면 자동 전환되도록 설정할 수 있다. ACPI 사양에서는 "슬리핑 모드 S4"로 정의되어 있다.

2. 1. 운영체제별 지원 현황

최초의 하이버네이션 기능은 1992년 컴팩 LTE 라이트 386에서 구현되었다.[7] 이는 인텔 386 CPU의 슬립 및 보호 모드 opcode 덕분에 가능했으며, ROM에 구현되어 운영 체제와 독립적으로 작동했다. 컴팩의 하이버네이션은 1993년 IBM 특허에도 언급되어 있다.[8]

빠른 시작 및 최대 절전 모드


최신 운영 체제는 일반적으로 자체적으로 하이버네이션을 처리하며, 이는 ACPI(Advanced Configuration and Power Interface) 사양에서 절전 모드 S4로 정의된다.[9] 윈도우 컴퓨터에서 최대 절전 모드는 모든 하드웨어 및 장치 드라이버가 ACPI 및 플러그 앤 플레이를 준수하는 경우에만 사용할 수 있다.[10]

윈도우 8은 ''빠른 시작'' 기능을 도입하여, 사용자가 ''시스템 종료'' 옵션을 선택하면 컴퓨터를 최대 절전 모드로 전환하지만, 최대 절전 모드를 수행하기 전에 모든 프로그램을 닫고 사용자 세션을 로그아웃한다.[20] 윈도우 10의 최대 절전 모드 알고리즘은 솔리드 스테이트 드라이브에 최적화되어 있으며, 이 동작은 윈도우 11로 이어진다.

최대 절전 모드는 대규모 컴퓨터 네트워크에서 이를 활성화하는 것이 어렵기 때문에 비즈니스 환경에서 자주 사용되지 않으며, 타사 PC 전원 관리 소프트웨어가 필요할 수 있다.[22]

2. 1. 1. Microsoft Windows

윈도우 95와 윈도우 98에서는 APM만 지원했기 때문에, 하드웨어와 장치 드라이버, BIOS가 대응하는 경우에만 "일시 중단" 기능을 이용할 수 있었다. 윈도우 98에서는 ACPI도 지원했지만, 당시 대부분의 하드웨어가 ACPI 1.0에 완전히 대응하지 않았고, WDM 드라이버도 없었기 때문에 하이버네이션은 불완전한 형태로만 이용할 수 있었다. FAT32 파일 시스템에도 문제가 있었다.

윈도우 2000부터 특수한 장치 드라이버 없이 OS 수준에서의 하이버네이션("최대 절전 모드")이 지원되었다.

물리 메모리의 내용은 LZXPRESS 알고리즘에 의해 압축되며, 그 작업 내용의 완전한 복사본이 "hiberfil.sys"라는 이름의 숨김 속성 시스템 파일로 시스템 파티션의 루트 디렉토리에 생성된다. 윈도우 Me에서는 이 파일의 크기가 실제 물리 메모리 영역의 절반 크기까지 억제되었고, 윈도우 XP에서는 더 개선되었다.

하이버네이션은 모든 하드웨어가 ACPI와 플러그 앤 플레이를 준수하고, 장치 드라이버가 플러그 앤 플레이 호환인 경우에만 정상 작동한다.

Windows Vista 이후에는 "하이브리드 절전 모드"가 탑재되어, 메모리 내용을 스토리지에 대피시킨 직후 "절전"으로 전환하여 빠른 시스템 복귀를 실현하는 동시에, 노트북 컴퓨터에서 절전 중 배터리 방전/제거(및 데스크톱 컴퓨터에서 정전)로 인한 메인 메모리 내용 손실 위험에도 대응하고 있다. 사용자는 옵션을 통해 하이브리드 절전 모드를 중지할 수 있으며, 이 경우 절전은 (기존처럼) 스토리지로의 메인 메모리 내용 대피 없이 더 빠르게 전환된다.

2. 1. 2. macOS

macOS에서는 '세이프 슬립'이라는 용어로 하이버네이션 기능을 제공하며, 2005년 10월 파워북 G4 이후에 탑재되었다.[28] 물리 메모리의 내용을 하드 디스크(HDD)에 저장하여, 빠르게 작업 중인 상태로 복귀할 수 있다. AC 어댑터 연결 없이 배터리를 교체할 때처럼, 전원이 차단될 경우 메인 메모리의 내용은 모두 사라지므로, macOS는 즉시 하드 디스크(HDD)로부터 메인 메모리의 내용을 복원하여 원래 상태로 복귀시킨다.

세이프 슬립은 일반적인 슬립 기능을 실행하면 자동으로 처리되므로, Apple 메뉴에는 "하이 버네이션"에 해당하는 선택지가 없다.[28] Mac OS X v10.4 이후에 탑재된 기능이다. Mac OS X v10.4 출시 후, 매킨토시 매니아들은 이 기능을 구형 매킨토시에서도 실행 가능하게 하는 해킹 프로그램을 발표했다.[29] 과거의 매킨토시에는 윈도우처럼 "하이 버네이션" 메뉴가 있었지만, 현재는 애플에 의해 삭제되었다.[30]

2. 1. 3. Linux

리눅스 커널 2.6 버전부터 swsusp(Software Suspend)를 통해 하이버네이션을 지원한다.[36] TuxOnIce[37], uswsusp(Userspace Software Suspend)[38]와 같은 대안적인 구현도 존재한다. TuxOnIce는 대칭형 다중 처리 및 선점 기능을 지원한다. systemd를 사용하는 배포판에서는 systemd가 하이버네이션을 관리한다.

3. 절전 모드와의 비교

절전 모드는 장치의 처리 기능을 낮추고, RAM의 내용을 보존하며, 깨우기를 지원하기 위해 소량의 전력을 사용한다.[6] 즉시 재개할 수 있다는 점은 절전 모드가 최대 절전 모드보다 갖는 장점 중 하나이다.[6] 반면, 절전 모드는 RAM에 데이터를 유지하기 위해 전력을 계속 소비하므로 최대 절전 모드처럼 무기한 지속될 수는 없다.[6] 절전 모드 상태에서 전원이 분리되면 데이터가 손실되지만, 최대 절전 모드에서는 전원을 차단해도 위험이 없다.[6]

최대 절전 모드는 데이터를 영구 저장 장치에서 읽어 RAM으로 다시 전송해야 하므로 시간이 더 오래 걸리고, 영구 저장 장치의 속도에 따라 다르며, RAM보다 훨씬 느린 경우가 많다.[6]

절전 모드는 컴퓨터를 정지시킨 후에도 메인 메모리의 내용을 유지하기 위해 전력이 조금씩 소비되어 모바일 환경에서 불리하다. 하이버네이션은 전원을 완전히 끄기 때문에 배터리 소모를 피할 수 있다. 데스크톱 PC에서도 하이버네이션 중에는 예기치 않게 전원 공급이 끊겨도 사전에 비휘발성 메모리에 모든 내용이 저장되어 있으므로 절전 모드와 달리 작업 상태가 손실되지 않는다. 한편, 메인 메모리의 내용을 (상대적으로 저속인) 저장 장치에 기록하는 작업이 수행되므로, 정지하기까지 시간이 더 걸린다는 단점이 있다.

4. 하이브리드 절전 모드

하이브리드 절전 모드는 절전 모드와 하이버네이션 기능을 결합한 것이다. RAM의 내용을 비휘발성 저장소에 복사한 후 절전 모드로 전환하기 때문에, 전원이 끊겨도 데이터가 보존되며 빠르게 시스템을 재개할 수 있다.[31][4]

Windows Vista부터 "하이브리드 절전 모드"가 탑재되어, 메모리 내용을 스토리지에 저장한 후 "절전"으로 전환함으로써 빠른 시스템 복귀가 가능해졌다. 또한 노트북 컴퓨터의 절전 중 배터리 방전이나 제거, 데스크톱 컴퓨터의 정전으로 인해 메인 메모리의 내용이 손실되는 위험에도 대응할 수 있다. 사용자는 설정을 통해 하이브리드 절전 모드를 중지할 수 있으며, 이 경우 절전 모드로 더 빠르게 전환되지만 메인 메모리 내용은 스토리지로 저장되지 않는다.

5. 사용

하이버네이션은 주로 배터리 전원이 제한된 노트북에서 사용된다.[4] 배터리 부족 경보가 울리면 자동으로 실행되도록 설정할 수 있다. 대부분의 데스크톱 컴퓨터도 하이버네이션을 지원하며, 주로 에너지 절약 및 탈착식 배터리 빠른 교체를 위해 사용된다. 구글과 애플의 모바일 하드웨어(안드로이드, 크롬북, iOS)는 하이버네이션을 지원하지 않는다. macOS를 사용하는 애플 하드웨어는 하이버네이션을 안전한 절전 모드라고 부른다.[1]

실시간 시계 알람을 설정하여 하이버네이션 후 컴퓨터를 깨울 수 있다.[5] 하이버네이션은 컴퓨터를 종료할 때 실행 중인 응용 소프트웨어를 종료할 필요가 없으며, 하이버네이션에서 재개할 때 모든 애플리케이션의 기동 상태나 작업 상태 등을 포함한 데이터가 스토리지에서 메모리로 자동 복원되어 정지 시의 상태로 복귀한다.

하이버네이션은 특히 전력 사용량이 중요한 노트북에서 많이 사용되며, 배터리 잔량이 적어지면 자동적으로 하이버네이션으로 전환되도록 설정할 수도 있다.

6. 비판적 관점

일부 전문가들은 잦은 시스템 종료나 재부팅이 메모리 조각화 및 성능 저하를 유발할 수 있다고 지적한다.[6] 하이버네이션(최대 절전 모드)과 절전 모드 모두 완전한 재부팅 없이 오랫동안 실행될수록 모바일 장치의 성능 저하를 유발하는 메모리 조각화 및 위축을 보존하기 때문이다.[6]

참조

[1] 웹사이트 What is safe sleep on Mac? https://support.appl[...] 2021-01-24
[2] 웹사이트 Hibernation Patent https://patentimages[...] 1998
[3] 웹사이트 Delivering a great startup and shutdown experience https://docs.microso[...] 2021-01-24
[4] 웹사이트 Sleep and hibernation: frequently asked questions http://windows.micro[...] Microsoft Corporation 2011-10-15
[5] 웹사이트 systemd.timer http://www.freedeskt[...] 2024-06-12
[6] 웹사이트 Shut down, sleep, or hibernate your PC https://support.micr[...] 2021-01-15
[7] 웹사이트 Sales Material from Compaq Computer Corp http://www.1000bit.i[...] 1992
[8] 간행물 Hibernation file creation device and method https://patents.goog[...] 1993-07-26
[9] 웹사이트 ACPI Specification Rev 3.0b http://www.acpi.info[...] 2008-11-09
[10] 웹사이트 Microsoft Help and Support – How To Put the System into hibernation or Standby from Run menu http://support.micro[...] 2009-02-11
[11] 문서 BIOS and Hibernate Issues for FAT32 File System http://www.microsoft[...]
[12] 웹사이트 Interview with Nicolas Coudière, Chief Product Manager: Microsoft Windows Millennium Edition (Me) http://www.activewin[...] Activewin.com 2010-08-26
[13] 웹사이트 Windows Power Management http://www.microsoft[...] Microsoft.com 2001-12-04
[14] 문서 Windows Power Management: Instant PC availability and energy savings http://www.microsoft[...]
[15] 문서 Kernel Enhancements for Windows XP http://www.microsoft[...]
[16] 웹사이트 BlackHat USA 2008 – Windows hibernation file for fun and profit http://msuiche.net/c[...] 2008-08-18
[17] 웹사이트 SandMan Computer Forensics Framework http://sandman.msuic[...] 2022-03-08
[18] 웹사이트 Reducing the Disk Footprint for Windows 7 Hibernation http://download.micr[...] 2012-10-25
[19] 웹사이트 You cannot put a computer that has more than 4 GB of memory into hibernation in Windows XP, in Windows Server 2003, in Windows Vista, or in Windows Server 2008 http://support.micro[...] Microsoft 2011-09-23
[20] 웹사이트 Delivering fast boot times in Windows 8 http://blogs.msdn.co[...] 2011-11-09
[21] 웹사이트 Windows 8 / Windows Server 2012: Faster Boot Process | Ask the Performance Team Blog https://blogs.techne[...] 2018-05-24
[22] 문서 Enable hibernate using group policy http://www.datasyner[...]
[23] 웹사이트 EcoGeek – How Windows XP Wasted $25 Billion of Energy http://www.treehugge[...] 2009-01-14
[24] 문서 How to disable and re-enable hibernation on a computer that is running Windows; Microsoft; August 12, 2010. http://support.micro[...]
[25] 웹사이트 Power Management Software for Windows Workstations http://www.windowsit[...] 2011-04-19
[26] 웹사이트 Energy Star Commercial Packages List http://www.energysta[...] 2011-04-19
[27] 웹사이트 HMC: A Practical Guide to Sustainable Building for Schools http://www.hmcsustai[...] 2011-04-19
[28] 웹사이트 Apple Support: Progress bar appears after waking from sleep http://docs.info.app[...] 2006-02-20
[29] 웹사이트 How to Safe Sleep (Hibernate) Your Mac http://andrewescobar[...]
[30] 웹사이트 Sleep Memory Extension 1.0 Document and Software http://docs.info.app[...]
[31] 웹사이트 Turn off a computer: frequently asked questions http://windows.micro[...] Microsoft Corporation 2011-10-15
[32] 문서 Macのセーフスリープとは - Apple サポート (日本) https://support.appl[...]
[33] 웹사이트 Hibernation Patent https://patentimages[...] 1998
[34] 문서 Shutdown Processes Duration | Microsoft Learn https://learn.micros[...]
[35] 문서 NEC LAVIE公式サイト > サービス＆サポート > Q&A > Q&A番号 019013 https://faq.nec-lavi[...]
[36] 문서 swsusp のLinuxカーネルのドキュメント http://kernel.org/do[...]
[37] 웹사이트 TuxOnIce http://tuxonice.net/
[38] 웹사이트 uswsusp http://suspend.sourc[...]
[39] 웹인용 ACPI Specification Rev 3.0b http://www.acpi.info[...] 2012-12-27


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