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コンピュータにおける休止状態（ディスクへのサスペンド、またはMacintoshコンピュータではセーフスリープとも呼ばれる[1]）は、コンピュータの状態を保持したまま電源を切ることです。休止状態が始まると、コンピュータはランダムアクセスメモリ（RAM）の内容をハードディスクまたはその他の不揮発性ストレージに保存します。コンピュータの電源を入れるとRAMが復元され、コンピュータは休止状態に入る前とまったく同じ状態になります。休止状態は1992年に初めて実装され、テキサス州ヒューストンのCompaq Computer Corporationによって特許を取得しました[2]。
MicrosoftのWindows 8、Windows 8.1、Windows 10、Windows 11では、シャットダウン時にデフォルトで休止状態（高速スタートアップ）を採用しています。[3]
用途
休止状態の後、ハードウェアは通常のシャットダウンと同様に電源がオフになります。[4] システムは、無期限に完全に電力を失った後、元の状態に復帰することができます。休止状態は、バッテリー電力が限られているラップトップで主に使用されます。 [4] バッテリー残量が少ないアラームで自動的に休止状態になるように設定できます。ほとんどのデスクトップも、主に一般的な省エネ対策として休止状態をサポートしており、取り外し可能なバッテリーをすばやく交換できます。GoogleとAppleのモバイルハードウェア（Android、Chromebook、iOS）は休止状態をサポートしていません。macOSを使用するAppleハードウェアは、休止状態をセーフスリープと呼びます。[ 1]
休止状態後にマシンを起動するためのリアルタイムクロックアラームをスケジュール設定することができます。 [5]
スリープモードとの比較
多くのシステムは、マシンの処理機能を低下させ、RAM の内容を保存し、ウェイクアップをサポートするために少量の電力を使用する低電力スリープ モードをサポートしています。瞬時に再開できることは、休止状態に対するスリープ モードの利点の 1 つです。休止状態のシステムは、起動して永続的なストレージからデータを読み取り、それを RAM に転送する必要があります。これには時間がかかり、永続的なストレージ デバイスの速度に依存しますが、RAM よりもはるかに遅いことがよくあります。スリープ モードのシステムは、CPU とディスプレイの電源を入れるだけでよく、これはほぼ瞬時に行われます。一方、スリープ モードのシステムは、RAM にデータを保持するために電力を消費するため、休止状態のように無期限に持続することはできません。スリープ モードのシステムから電源を切断するとデータが失われますが、休止状態のシステムの電源を切断してもリスクはありません。休止状態のシステムは、電源が回復すれば再開できます。シャットダウンされたシステムと休止状態のシステムはどちらも、プラグを抜かない限り、スタンバイ電力を消費する可能性があります。 [6]
休止状態は、実行中のすべてのプログラムをシャットダウンして復元し、ドキュメントとブラウザのタブを再度開く前に、保存されていないデータを保存する負担を回避する手段です。休止状態とスリープはどちらもメモリの断片化と萎縮を維持するため、完全な再起動を行わずに長時間実行すると、モバイル デバイスの動作が低下します。多くの専門家[誰? ]が電子機器を頻繁にシャットダウンまたは再起動することを推奨しているのはこのためです。
最初の実装
最初に機能した市販のハイバネーションは、1992年のCompaq LTE Lite 386の販売資料に記載されています。[7]これは、 Intel 386 CPUのスリープおよび保護モードのオペコードによって部分的に可能になりました。これはROMに実装され、ドライバを必要とせずオペレーティングシステムから独立して動作しました。LTEは低バッテリを感知し、隠しパーティションを利用してデータの損失を防止しました。これは、ディスクへの書き込みや演算コプロセッサによる操作の最中でもシステムを保存および復元しました。オプションのソフトウェアGUIまたはカスタマイズされたキーボードショートカットを使用して制御することもできました。これは、DOS、Windows 3.1、Banyan Vines、およびNovell Netwareでテストされました。Compaqのハイバネーションは、1993年のIBM特許[8]にも記載されています。
オペレーティングシステムのサポート
休止状態の初期の実装では、前述のようにBIOSが使用されていましたが、最近のオペレーティングシステムでは通常、休止状態はオペレーティングシステム自体で処理されます。休止状態は、 ACPI仕様ではスリープモードS4として定義されています。[9]
マイクロソフトウィンドウズ
Windows コンピュータでは、すべてのハードウェアとデバイス ドライバーが ACPI およびプラグ アンド プレイに準拠している場合にのみ休止状態を使用できます。これにより、一部のデスクトップ コンピュータは停電時に SSD にすばやく休止状態になり、軽量または老朽化した UPSに電力が供給されます。休止状態は、スタート メニューまたはコマンド ラインから呼び出すことができます。 [10]
Windows 95 は、ハードウェア製造元が提供するドライバーを通じて、互換性のあるハードウェアと BIOS が存在する場合にのみ休止状態をサポートします。Windows 95 はAdvanced Power Management (APM) のみをサポートするため、休止状態は Suspend-to-Disk と呼ばれます。Windows 98以降は ACPI をサポートします。ただし、ほとんどのハードウェアが ACPI 1.0 に完全準拠していなかったり、 WDMドライバーを備えていなかったりするため、休止状態はしばしば問題を引き起こしました。また、FAT32 ファイル システムにも問題があり、[11]休止状態は問題が多く、信頼性が低くなりました。
Windows 2000 は、ハードウェア メーカーの特別なドライバーなしで、オペレーティング システム レベル (OS 制御の ACPI S4 スリープ状態) で休止状態をサポートする最初の Windows です。ブート パーティションのルートにある「 hiberfil.sys 」という隠しシステム ファイルは、コンピューターが休止状態になったときに RAM の内容を保存するために使用されます。Windows 2000 では、このファイルのサイズはインストールされている RAM の合計と同じです。
Windows 9xファミリーの最後のリリースであるWindows Meも、Windows 2000と同様にOS制御の休止状態をサポートしており、コンピュータのRAMと同等のディスク容量を必要とします。[12] [13]
Windows XP では、休止状態のサポートがさらに改善されました。[14]メモリ ページが改良されたアルゴリズムを使用して圧縮されるため、休止状態と再開ははるかに高速になります。圧縮はディスク書き込みと重複し、未使用のメモリ ページは解放され、 I/O 中にはDMA転送が使用されます。[15] hiberfil.sys には、プロセッサの状態など、さらに詳しい情報が含まれています。このファイルは、セキュリティ研究者のMatthieu Suiche [16]によってBlack Hat Briefings 2008で文書化されており、彼はこのファイルを管理して読み取り可能なメモリ ダンプに変換するためのコンピュータ フォレンジックフレームワークも提供しました。[17]圧縮機能は、後に Microsoft によっても文書化されました。[18]
Windows XPでは4ギガバイトを超えるメモリのサポートが追加されましたが（Windows XP 64-bit EditionおよびWindows XP Professional x64 Edition経由）、このオペレーティングシステム、Windows Server 2003、Windows Vista、Windows Server 2008では、RAMからディスクに大量のデータを保存することに関連するパフォーマンスの問題のため、この量のメモリがインストールされている場合は休止状態をサポートしていません。[19]これは後にWindows 7およびWindows Server 2008 R2で解決されました。
Windows Vista では、メモリの内容をハード ディスクに保存しますが、電源を切る代わりにスリープ モードに入るハイブリッド スリープ機能が導入されました。電源が失われた場合、コンピューターは休止状態のように再開できます。
Windows 7では休止状態ファイルの圧縮が導入され、デフォルトのサイズが総物理メモリの75%に設定されました。[18]また、Microsoftは、メモリフットプリントがpowercfg.exeその量を超えるまれなワークロードでは、ツールを使用してサイズを増やすことを推奨しています。50%から100%の間で設定できますが、減らすことは推奨されません。
Windows 8では高速スタートアップ機能も導入されています。ユーザーがシャットダウンオプションを選択すると、コンピューターは休止状態になりますが、休止状態になる前にすべてのプログラムが終了し、ユーザーセッションがログアウトされます。[20] Microsoftによると、通常の休止状態ではメモリページに多くのデータが含まれるため、ディスクへの書き込みに時間がかかります。これと比較して、ユーザーセッションが閉じられている場合、休止データははるかに小さくなるため、ディスクへの書き込みと再開にかかる時間が短くなります。ユーザーは、Shiftキーを押しながらシャットダウンをクリックすることで従来のシャットダウンを実行するオプションがあり[21]、システム設定で高速スタートアップを無効にすることで従来の方法でコンピューターをシャットダウンすることもできます。
Windows 10は、Microsoftが指摘しているように、Windows 8と似ています。[3] Windows 10の休止状態アルゴリズムは、ソリッドステートドライブに最適化されています。この動作はWindows 11にも引き継がれています。
休止状態は、サードパーティのPC電源管理ソフトウェアに頼らずに大規模なコンピュータネットワークで有効にすることが難しいため、ビジネス環境ではあまり使用されていません。 [22] Microsoftによるこの省略は、膨大なエネルギーの浪費につながったと批判されています。[23]
休止状態を無効にして削除することも可能ですhiberfil.sys。[24]
サードパーティのPC電源管理ソフトウェアは、Windowsに備わっている機能を超えた機能を提供します。[25] [26] [27]ほとんどの製品は、Active Directoryとの統合と、より高度な電源プラン、スケジュールされた電源プラン、不眠症対策機能、エンタープライズ電力使用レポートなどのユーザーごとまたはマシンごとの設定を提供します。
macOS
Mac では、セーフスリープと呼ばれる機能により、Mac がスリープモードに入るたびに揮発性メモリの内容をシステムハードディスクに保存します。RAM への電源が失われていない場合、Mac はスリープモードから瞬時に復帰できます。ただし、AC 電源接続なしでバッテリーを取り外した場合など、電源供給が中断された場合、Mac はセーフスリープから復帰し、ハードドライブからメモリの内容を復元します。[28]セーフスリープの休止状態プロセスは通常のスリープ中に発生するため、Apple メニューには「休止状態」オプションがありません。
セーフ スリープ機能は、2005 年 10 月のPowerBook G4 (Double-Layer SD)以降の Mac モデルに追加されました。セーフ スリープには、Mac OS X v10.4以降が必要です。
Appleがセーフスリープのサポートを開始して間もなく、Mac愛好家は、Mac OS X v10.4を実行しているかなり古いMacコンピューターでこの機能を有効にするハックをリリースしました。[29]クラシックMac OSもかつては休止状態をサポートしていましたが、この機能はAppleによって廃止されました。[30]
リナックス
Linux カーネルでは、ハイバネーションはswsuspによって実装されており、これは 2.6 シリーズに組み込まれています。代替実装は TuxOnIce で、これはカーネル バージョン 3.4 のパッチとして利用できます。TuxOnIce には、対称型マルチプロセッシングやプリエンプションのサポートなどの利点があります。もう 1 つの代替実装はuswsuspです。3 つともこれを「suspend-to-disk」と呼んでいます。systemdが配備されている場合、それ自体がハイバネーションを管理します。
ハイブリッド睡眠
スリープモードと休止状態を組み合わせることもできます。RAM の内容が不揮発性ストレージにコピーされ、コンピュータがスリープモードに入ります。このアプローチは、スリープモードと休止状態の利点を組み合わせたものです。マシンは瞬時に再開でき、開いているファイルや保存されていないファイルなどの状態は停電後も維持されます。ハイブリッドスリープはスリープモードと同じ電力を消費しますが、休止状態ではコンピュータの電源がオフになります。[31] [4]
参照
参考文献
- ^ ab 「Macのセーフスリープとは何ですか？」。Appleサポート。2021年1月24日閲覧。
- ^ 「Hibernation Patent」(PDF) . Patents.google.com . 1998年。 2021年1月25日時点のオリジナルよりアーカイブ(PDF) 。 2021年1月24日閲覧。
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- ^ "systemd.timer". freedesktop.org . 2024年6月12日閲覧。
- ^ 「PC をシャットダウン、スリープ、または休止状態にする」。support.microsoft.com。2021年1 月 15 日閲覧。
- ^ 「Compaq Computer Corp の販売資料」(PDF) . 10000 ビット. 1992年. 2017年1月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。2021年1月24日閲覧。
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- ^ 「Microsoft ヘルプとサポート – [実行] メニューからシステムを休止状態またはスタンバイ状態にする方法」。2009 年 2 月 11 日時点のオリジナルよりアーカイブ。2009年 2 月 11 日取得。
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- ^ Windows 電源管理: PC を瞬時に使用可能にし、エネルギーを節約
- ^ Windows XP のカーネル拡張機能
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- ^ 「SandMan Computer Forensics Framework」。2018年12月29日時点のオリジナルよりアーカイブ。2022年3月8日閲覧。
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