211service.com
Waarom starten computers niet meteen op?
Het duurt niet langer een paar minuten om uw computer op te starten, maar het is ook nog lang niet onmiddellijk. Zelfs met moderne, supersnelle elektronica duurt het even voordat je iets kunt gaan doen. Wat houdt de zaken tegen?
Lopen, dan rennen
Een computer is een inert stuk elektronica totdat je op de aan/uit-knop drukt. Vanaf dat moment worden alle onderdelen geprikkeld en gaan ze akkoord om op te starten. Deze acties op laag niveau vinden achtereenvolgens plaats voordat het besturingssysteem wordt geladen en andere acties, evenals toepassingen, beschikbaar komen.
Ten eerste vindt er enige mate van keelopruiming plaats voordat een instructie wordt geladen. Als de stroom begint te stromen, zorgen gespecialiseerde chips ervoor dat de spanningen correct en stabiel zijn. Klokken, de ingebouwde timers die alles op verschillende cadansen laten lopen, zoals stuurmannen op race-schedels, moeten miljoenen of miljarden keren per seconde gaan aftellen. Processors die met bepaalde randapparatuur omgaan, zoals toetsenborden of netwerken, voeren hun eigen snelle opstart uit.
Vervolgens wordt de centrale verwerkingseenheid (CPU) wakker en begint een bootloader te draaien, software die figuurlijk een computer omhoog trekt door zijn eigen bootstraps. Het idee van opstarten heeft zijn wortels helemaal terug in de jaren vijftig. Sinds de jaren zeventig hebben de meeste CPU's gekeken naar een bepaalde vooraf gedefinieerde locatie in het niet-vluchtige geheugen (geheugen dat zonder stroom blijft staan), waar het de eerste programmacode kan binnenhalen. Vanaf het begin van pc's was die bootloader BIOS (basic input/output-systeem). Computers van Apple en andere makers hadden hun eigen equivalenten, die allemaal de hardware testen en voorbereiden. Als alles goed is, begint het BIOS het besturingssysteem te laden, dat in moderne versies alle functies overneemt die het BIOS tijdens het opstarten biedt, en je bent op weg.
Elke etappe brengt vertragingen met zich mee, maar die zijn de afgelopen drie jaar afgenomen. BIOS is grotendeels vervangen, solid-state schijven (SSD's) hebben verbeterde prestaties, en extreem lage energie-slaap- of sluimerstanden hebben de noodzaak van opnieuw opstarten helemaal omzeild.
Vernieuwde software
Het vervangen van BIOS heeft een merkbaar effect gehad. De inspanning begon in 1998, toen Intel aan de slag ging met een standaard die nu UEFI (Universal Extensible Firmware Interface) heet. UEFI is efficiëntere code gemaakt voor moderne processors. Het geeft ook prioriteit aan taken in een betere volgorde voor de overgrote meerderheid van de gebruikers. Het vertraagt het langdurige opstarten van systemen die bijna niemand meteen nodig heeft en geeft in plaats daarvan de voorkeur aan het laden van stuurprogramma's om een videoscherm aan de gang te krijgen. Dit geeft gebruikers ook eerdere indicaties dat er voortgang is met het opstarten. In het ideale geval krijgen ze snel een gevoel van Ah, het werkt! Ik weet dat het leeft, zegt Michael Krau, voorzitter van de werkgroep communicatie in de sector van het UEFI Forum, de normgroep die de technologie beheert.
Hoewel UEFI al veel verbeteringen heeft doorgevoerd, blijft de groep werken aan het afschaven van milliseconden en meer. Als we op de knop zouden kunnen drukken zodat hij binnen nul seconden aan zou gaan, zou dat geweldig zijn, zegt Krau.
Seconden scheren
Ondertussen werken OS-makers al jaren aan het verkorten van de tijd tussen de overdracht van de bootloader en het verschijnen van een inlogscherm of een volledig functionele besturingsomgeving. Windows kan nog steeds 30 tot 60 seconden nodig hebben om de eerste keer op te starten, maar Windows 8 heeft de daaropvolgende opstart aanzienlijk geschoren door een klein trucje. Pc's bieden al lang een verscheidenheid aan slaapstanden, waarbij de staat van de bewerkingen van een computer naar een harde schijf, SSD of flashgeheugen wordt geschreven, waardoor een sneller herstel mogelijk is dan een herstart biedt. Windows 8.1, dat in 2013 verscheen, voegde een variant toe. Een gebruiker kan snel opstarten selecteren, wat betekent dat wanneer de computer wordt uitgeschakeld, niet alleen de staat van de computer, maar ook een groot deel van de instellingen die nodig zijn om het besturingssysteem te laten functioneren, wordt opgeslagen op een harde schijf of SSD. Bij de volgende keer opstarten vindt de UEFI-opstart nog steeds plaats, maar het OS-gedeelte vindt sneller plaats, dus een snelle opstart kan acht tot vijftien seconden duren.
De afhaalmaaltijd:
In alle opzichten moet er meer efficiëntie worden uitgewrongen, en een schijnbaar instant-on boot is niet onmogelijk, vooral met nog efficiëntere opslagtechnologieën.
Met dank aan Jorge Soares voor de vraag van deze week. Als je er een hebt, stuur dan suggesties naar [email protected]