電源管理

電源管理，是作業系統如何用更少的能量完成同樣的工作——這對一支必須靠電池撐一整天的手機至關重要，對一座電費與散熱都極為龐大的資料中心同樣重要。想像把空房間的燈關掉、把幾乎用不到的燈調暗：作業系統替硬體做這件事，把閒置的部件關掉、把沒有壓力的部件放慢，使能量不至於白白消耗在無所事事上。

主要有兩個控制桿。睡眠狀態把閒置硬體置入逐步加深的低功耗模式：一個無事可做的核心可以停下、幾乎不耗電，直到一個中斷把它喚醒，而整台機器也能暫停，讓記憶體保持存活、其餘一切熄滅。作業系統必須決定睡多深，因為從更深的狀態醒來要花更久。第二個控制桿是動態電壓與頻率調整（dynamic voltage and frequency scaling, DVFS）：作業系統在工作負載輕時降低 CPU 的時脈與電壓，在重時調高。由於晶片的動態功耗大致隨電壓平方乘以頻率上升，以較低電壓較慢執行能大幅省電。在手機上，這正是背景任務被批次化、而往往是最大耗電源的螢幕被積極調暗與關閉的原因；在資料中心，這正是閒置伺服器被關機或整併的原因。

誠實的張力是「搶著進入閒置」的取捨：有時最省電的選擇是讓 CPU 全速執行以快點完成、然後深度睡眠，而不是整段時間都以低頻率慢慢爬——這取決於工作負載與晶片。而且電源管理可能與效能、反應靈敏度相衝突：一個深度睡眠的核心要花時間才能醒來，所以省電可能增加延遲。作業系統不斷在能量與速度之間權衡，而正確答案隨情境改變。