为什么 Mac 系统不用关机而 Windows 不行？ 第1页

和系统没关系，和硬件有关系……

Wintel联盟也早早的就实现了休眠功能，奈何Windows笔记本没有一个能把体验最好的。

合盖自动休眠，Windows笔记本的合盖检测就没几个能做好的，再加上一大堆后台全家桶，只要你盖子松一下唤醒一下，后台的玩意儿就马上开始补作业，风扇狂转，电量蹭蹭蹭的掉。

20年前windows就可以，那个客服胡扯

官方客服在扯淡。

旧时代，计算机让你关机，主要是硬盘这玩意不停的连轴转，不必要的开着真的有损耗。

不那么旧的时代，硬盘学会了长时间不干活的时候自己停下，这个时候机箱里唯一会动的就剩下风扇了，关不关机已经无所谓了。

新时代，因为大家都用上了固态，哪怕是机械盘也早就已经不在乎那丢丢损耗，而且新的制程使得待机状态下处理器发热根本用不着风扇，所以基本上开机无损耗。

因此，到了今天，只要你的机器不是太老，使用win10，官方基本上是鼓励不要经常开关机的，就算有需要，休眠睡眠就好。是的，不需要关机，不会坏的。基本上也就只有笔记本电池问题会让你长时间不用关机省点电了。

当然，如果用上了神奇的系统（前俩月的win11）或者神奇的软件，会有内存泄漏之类的bug，开几个小时自己把内存吃满了。。。当我没说。

最新的Windows 8/10/11都已经支持这种即开即用的方式。这种可以媲美手机的高级特性正式名称叫做“现代待机”（Modern Standby），业内叫做S0ix，用来和S3（睡眠）对应。这种现代待机目前最新的Intel CPU都是支持的，甚至过两代，S3反倒变得不支持了。

现代待机和睡眠由于硬件原因，开机时只能选择一种（可以在很多BIOS里面切换，要重启）。基本上微软自家的笔电Surface系列缺省都是现代待机，而很多品牌机却缺省关闭，甚至在做BIOS的时候，就没有enable过。为什么这么好用的功能好些人不用呢？好些人诟病它耗电不好用，难点在哪里呢？我们今天先从它究竟是什么讲起，结论部分告诉你原因，对技术不感兴趣的可以直接看结论。

“现代待机”（Modern Standby），它实际上有了十年左右的历史，一路走来，十分艰难。伴随着它坎坷命运的是它的名字，在最初，它叫做Instant-on，Windows 8上市的时候叫做Connected Standby，后改名叫做InstantGo，在Windows 10为了包容性，改名Modern Standby（现代待机），包含Connected Standby和Disconnected Standby两种模式。对于CPU和BIOS固件工程师来说，它的名字叫做S0ix，而对于设备厂商和固件来讲，它又和RTD3（Runtime D3）紧密相关。这么多年下来，Modern Standby的普及率还很低，这和它的复杂性紧密相关。所幸随着新一代的CPU们逐渐占领市场，老旧的S3睡眠模式重要要慢慢地被扫入历史的垃圾堆中，而更多的人可以慢慢享受到Modern Standby带来的便捷与舒适中去了。所谓由俭入奢易，由奢入俭难，一旦大家尝到个中滋味，那就回不去了，这也是技术发展的魅力所在。

那么这个现代待机为什么会被发明出来？中间经历了哪些坎坷？怎么看自己的机器支持不支持它？这些问题我们今天就一起来探究一下。当然作为一个技术专栏，也会介绍一下其中的技术难点，这对理解这项技术为什么迟迟不能推广紧密相关。

缘起

PC机在出现的前十几年，关注的主要是提高性能，而不是节省电力。在笔记本这种便携式设备出现后，才开始考虑如何省电，以延长电池的供电时间，这样各种省电状态被发明了出来，ACPI标准囊获了这些发明，其中包括系统级的S1、S3、S4；CPU级的C0/C1/C2/C3;设备级别的D0/D1/D3等等。

一切工作的很好：笔记本暂时不用，合上盖子，进入S3状态；想要用的时候，打开盖子，在一秒钟以后，进入操作系统。动作如行云流水，比关机重开机体验好太多。这下各方都满意了，也变成了约定俗成的标准操作方法，没有任何人有疑问，直到智能手机出现在地平线上。

苹果的iPhone教育了市场，让大家看到，手机还可以这么用，这么好用！记得那时我拜访Apple总部，相熟的工程师从兜里拿出一个手机向我炫耀，说公司每个发了一个。我微微一笑，没说什么。心里想：“苹果刚做手机，能做好吗？有黑莓好吗？我口袋里的摩托罗拉表示不服！”朋友看我不以为然，立刻表演了起来，左划划，右划划。我表示这些是奇技淫巧，好麻烦！谁知道没过几年，大家都开始用起来智能手机，高通和MTK等等芯片厂商大赚特赚，这里按下不表。

另一头，Wintel两兄弟坐不住了，也要向智能手机进发。Windows CE + Intel CPU是否可以扫平他们呢？现在我们当然知道结果，可当时的人们并非没有信心，当时人们认为有一个明显的优势：可以把Wintel巨量的用户无缝导入Windows Phone市场。CPU的性能当然没有问题，但一个摆在眼前的难题是功耗。为此阉割了指令集和流水线，定制出Atom系列CPU，但问题并没有完全解决。

iPhone几乎没有任何人会关闭电话，按下电源键也只是关闭屏幕而已，重要的短信和推送的消息都会收到并提醒，人们想用手机时按一下键，屏幕立刻亮了起来，无需等待。如果谁指望胃口被养叼了的用户能够忍受某新手机，按下电源键就完全变木头，想用的时候要一秒钟以后才有反应，那一定是疯了。S3睡眠不能满足客户，但仅仅关闭屏幕，让CPU进入C2或者C3，功耗又比ARM阵营高的多，此路也不通。看过我介绍C State文章的同学们应该知道：

最深的C State只是让CPU内核部分进入了功耗几乎为 0的状态，而CPU的uncore/SA/NorthComplex部分则继续工作（近期的UFS改善了这点），更糟的是PCH(SouthComplex)和主板上其他的芯片也无怨无悔的全力工作并贡献自己的功耗。

ARM阵营的大部分手机待机功耗只有数毫瓦，而Wintel新样机的待机功耗高达到数百毫瓦。如何填补其中的巨大黑洞，成为了微软和英特尔工程师必须解决的问题。

解决方案

为了匹敌ARM阵营的特性，Wintel一起提出了Instant On/Off（ConnectedStandby）的技术。顾名思义，这项技术要求按下电源键立刻屏幕点亮、系统可用，同时要求系统在待机状态（Standby）模式下，网络通信等必要设备必须能够唤醒设备，以保持通信通知等畅通。系统0秒启动和保持可用，要求必须是S0的开机状态，同时又要求待机功耗在数毫瓦，大致是S3的功耗，这种奇怪的组合就是所谓S0ix（最深的是S0i3）的由来了。

为了达成这个目标，从硬件到软件做了极大的改动，付出了非常多的努力。我们都知道，只是把Clock Gating住，可以降低功耗，但要达成0功耗，必须关闭电力输入，就是要Power Gating。而关闭电力，就意味着芯片里面的状态机全部复位了，粗浅的理解就是寄存器等全部清0了，要恢复可用，必须重新初始化寄存器，这就是S3回来的时候，BIOS在那个1秒钟主要干的事情。而现在又要求不能有这个1秒钟，所以寄存器内容或者说状态机状态就不能丢失，怎么做到呢？

只有靠芯片自己记住自己的状态了。芯片内部电源管理模块会按照步骤，一步步关闭芯片内部区域（S0->S0i1->S0i2->S0i3）,并把寄存器/状态保存在内部的nvram中，并切断这些区域的供电，让其功耗接近0；在恢复的时候，则反着来，一步步恢复寄存器。相当于做了个快照，一会再恢复回来。由于这个过程是硬件完成的，速度很快。

对芯片外部的设备来说，不需要通知的设备要进入D3cold状态，功耗为0。这一般由BIOS报告ACPI，操作GPIO来关闭设备的Power rail。对于需要唤醒的设备，必须支持一种叫做Runtime D3（RTD3）的状态，把信息offload到该设备处理，并在必须时才唤醒CPU和其他处于低功耗的设备。

对整个系统来说，是从外到内部一步步进入S0i3的状态中去的：

先是CPU/SOC外部设备进入D3cold，接下来通讯设备进入RTD3，下来是芯片组和uncore，然后是Core和GPU，最后是扫尾的电路。一步一步，中间如果谁拒绝进入低功耗状态，整个链路就会中断，回到普通的运行模式。

软件也需要调优，不能有任何软件拒绝系统进入deepest idle runtime platform state (DRIPS)。Window会通过一系列步骤才能达到最后的低功耗状态，详见参考资料1^[1]

别看这么多步骤，效果还是非常让人满意的，最终达成了和手机相同的用户体验。细心的同学可能看出来了，如果要让这个过程顺利完成，仅仅因为Windows和Intel CPU支持是不够的，必须主板，外围器件和BIOS都支持并很好的调优过，才能顺利达成，是个系统工程。

尾声

我们都知道Windows Phone并没有一统江湖，反而寂寂无声了。但Connected Standby这种好技术和它带来的用户体验却不能放弃。Windows 10把它拔高成Modern Standby，并支持两种mode：

Connected Standby是待机后Wifi、network等还有效，Disconnected Standby是这些也进入D3cold了。它们和老式的S3的区别是都支持Instant On，也就是即开即用。

怎么看自己的电脑是不是支持Modern Standby呢？打开Command窗口或者PowerShell：

红框就是所谓的现代待机。显然我的机器并不支持它。

结论

好了，我们回头来看一下我们的问题。为什么这么好用的功能好些人不用呢？好些人诟病它耗电不好用，难点在哪里呢？

原因可以从硬件和软件上面来找，硬件设计上需要所有外围硬件都支持D3Hot，并能够offload一部分功能，而不能什么事情都来叫醒CPU处理，并且要设计好整个主板的Power rail；软件上BIOS部分相当重要，必须确保所有设备能全部进入D3hot状态，相当麻烦。Power部分是现代笔电中最麻烦的部分（现在的雷电3和USB4、PD、retimer这些东西的复杂度有后来居上的趋势），为此，Intel有专门的手册，规范了硬件和软件要做什么。有要求，有recipe，当然还有检查工具，帮忙各个BIOSer来核对是不是做对了，当然这不是一般用户能接触到的了。

总结下来就是，功能很好，但好多笔电硬件或者软件技术能力不够，没有用好，所以比较难用。所以有些笔电这个功能需要手动开启，甚至某些笔电这款就没有enable过，颇为遗憾。

最后是一些其他的信息：

1.虽然现在只有部分笔记本支持Connected Standby，但未来台式机也会支持它。并且过一段时间S3甚至都会被淘汰。

2. S3和Connected Standby是互斥的。

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参考

1. ^MSDN https://docs.microsoft.com/en-us/windows-hardware/design/device-experiences/prepare-software-for-modern-standby