Allion Labs / Abel Hsu
何謂新式待命模式 – Modern Standby？
系統待命在系統電源管理中是不可或缺的一部分，如何在有限的電池容量裡取得使用時間的平衡是一個重要課題。例如沒有在使用系統時，透過讓系統進入待命模式來有效控制電量耗損並延長使用時間；而從待命模式中回復到正常操作環境，也比從執行關機後再開機的等待時間短。
「新式待命模式」就是一種以傳統待命模式(S3)所發展出來的待命狀態，這個概念最早從Windows 8開始，當時稱為「Connected Standby」，經過OS作業系統的改版升級，Windows 10時代發展為「Modern Standby」。新式待命的概念主要是提供即時回復的使用者體驗，讓系統可以從待命中快速回復到正常操作狀態。
這個想法類似生活中的智慧型手機，螢幕解鎖後馬上可以使用，當螢幕關閉時，背景持續保持網路連接，能收信、接收通訊軟體的即時訊息。新式待命透過背景保持網路連接並透過新的省電技術控制，在範圍內維持軟體運作，軟硬體方面透過ACPI低電源閒置（Low Power Idle）的基礎架構系統，支援power engine （PEP），D3裝置電源狀態支援等等，無論是傳統搭配旋轉式儲存媒體（HDD）或是混合式儲存媒體（SSD+HDD）的系統都可以支援新式待命。
和傳統S3相比，新式待命模式的最大的差異是背景中維持網路連接，當系統進入新式待命時，系統會透過一系列的步驟來確認，透過最佳化相關行為來延後非系統關鍵功能（例如IO input），或是非現代待命相關的喚醒，並監控網路活動、電子郵件等；當系統都沒有相關活動時，會進入「最深的執行時間閒置平臺狀態」（DRIPS），在這個狀態則是最佳省電模式。
那麼，使用新式待命模式主要有甚麼優點呢？和傳統S3相比，系統喚醒時間和回復較快，並且比S0更加節省電力，我們可從下表來看：
以平台支援度來說，從Ice Lake大約70%左右的系統支援Modern Standby ，到Tiger Lake平台已經接近全面性支援Modern Standby。確認手上的系統是否支援 Modern Standby的方法很簡單，可以透過Command Prompt （CMD）簡單輸入一串指令：「powercfg /a」，按下Enter鍵後，在 「Standby list」如果出現「S0 Low Power Idle」表示系統可以完整支援（參考下圖），享受現代待命帶來的用戶即時體驗：
儲存媒體與新式待命的關聯
以系統儲存媒體支援方面來看，可以分幾個面向：第一是最常見的SATA SSD，支援Device Sleep（DevSlp），可以在待命中有效增進電池壽命；另外一個則為主流儲存媒介NVMe（PCIe），透過支援PCIe Power State L1.2，可以將儲存媒體更有效進入低電源模式。
混合式儲存媒體（SSD+HDD）可以透過將資料存放在Flash中，來加速回復時間和達到節省旋轉頭的省電需求；而傳統旋轉式儲存媒體（HDD）在支援Modern Standby時，通常會透過加大快取（HDD Buffer）的方式，因為轉頭磁頭的讀寫速度，會因為寫入元件的移動時間而影響到回復（Resume）時間，加上旋轉頭旋轉會增加電量的耗損。總結來說，支援Modern Standby並不需要一個相對高規的硬體需求，現有硬體即可以有效支援。
Allion Labs與Modern Standby Services
為確保相關元件模組能夠符合規範，Intel與Microsoft以Intel參考驗證平台（Intel Reference Validation Platform, RVP）與各項元件制定了相對應的現代待命認證規範以及認證測試（Modern Standby Compliance Process )。Allion為Intel所認可的現代待命認證測試實驗室，提供包含符合Intel Modern Standby功能的認證測試與Microsoft Modern Standby功能的認證測試，可為不同的設備元件進行相關驗證並取得認證（認證種類請參考下表）：
Modern Standby 功能實測與耗電案例
現代待命認證測試 – Modern Standby中有量測進入Low Power之後設備所消耗的電力，ACPI 定義D3當系統閒置時就會進入睡眠模式，這部分又分別為「D3Cold」與「D3Hot」，這兩個都屬於Modern Standby power status，D3Cold相對D3Hot的狀態來說，為更加省電的狀態，基本上在這個狀態都是電源完全移除，而進入深眠的設備會消耗掉多少系統電力也攸關到整機的電池壽命。Modern Standby很重要的一個項目是回復時間，在這部分的規範是要在1000 ms內將系統回復，如此一來才能提供使用者一個良好的操作感受。為使讀者更加清楚，我們利用主流NVMe儲存媒體來說明這些關鍵因素：
【NVMe – D3Hot】
以實測案例來看，進入D3後Power measured (mW) 平均值僅有1.5 mW， Exit Average Latency規範要在1000 ms之內，以NVMe的來看450 ms就可以從睡眠模式中喚醒，透過的PCIe的NVMe儲存媒體這部分也符合用戶的即時體驗，當使用者按下電源1秒內系統就可以正確喚醒並開始使用。
【NVMe – D3Cold】
以實測案例來看，進入D3後Power measured (mW) 平均值為0mW (<1mW)， 以NVMe來看，這部分幾乎沒有消耗掉系統電量，Exit Avg Latency為500 ms來觀察NVMe和D3 hot完全沒有消耗電量的睡眠模式僅多花50 ms的時間就可以從睡眠模式中喚醒，不但省電而且一樣快速。
總結來說，現代待命透過軟硬體的支援，提供了快且即時的系統回復；特別是電量耗損，更加讓人放心。透過新世代技術，待命模式下僅有消耗微弱電量，讓系統能提供使用者更長的使用時間。Allion的完整Modern Standby測試服務，從元件端驗證，確保系統上的元件都能符合相關認證規範，讓終端產品符合良好使用者體驗。
想了解更多有關Modern Standby的測試服務，請直接與我們聯繫 service@allion.com。