Энергопотребление и его эффективность - одна из самых горячо обсуждаемых тем в ИТ-сообществе за последний год. Энергопотребление указывает на количество энергии, которое потребляет то или иное устройство в текущем состоянии, однако эффективность энергопотребления - величина более значимая, поскольку она соотносит производительность и энергопотребление. Чаще всего указывают значение производительности на ватт, где производительность может измеряться различными способами. Индустрия поняла, что рынок уже готов к восприятию темы энергопотребления, поэтому она предлагает продукты, нацеленные на соответствующую аудиторию. Некоторые продукты действительно себя оправдывают, но многие - нет, и, как выходит сегодня, здравый смысл является самым мощным инструментом для оптимизации энергопотребления.
Значения энергопотребления устройства или всего ПК очень важны для расчёта минимальных и максимальны требований по питанию, когда устройство или ПК бездействует или работает на высоких нагрузках, но эти значения всё же больше теоретические. Минимальное энергопотребление обычно равняется потреблению энергии, когда устройство или компьютер бездействует, а максимальное энергопотребление характеризует его при постоянной высокой нагрузке. Но в большинстве случаев максимальное энергопотребление достигается на весьма ограниченный срок, например, когда процессор занят сжатием файлов в RAR-архив.
Поскольку энергопотребление очень сильно зависит от работающих приложений, обсуждать эффективность энергопотребления следует с учётом приложений, что мы и указали в статьях "Процессоры AMD: сравнительные тесты энергопотребления ", "Процессоры Intel: сравнительные тесты энергопотребления ". Остаются важные вопросы.
1. Как много энергии потребляет компьютер, когда он находится в режиме бездействия?
ПК с экстремально малым энергопотреблением обычно дают слишком мало производительности.
2. Сколько энергии требуется компьютеру на выполнение определённой работы, то есть как быстро она может выполняться?
Здесь производительность играет важную роль: медленное устройство может выполнять задачу очень долго, поэтому оно может потребить даже больше энергии, чем скоростное, которое выполнит задачу намного быстрее и раньше вернётся в состояние бездействия.
3. Какова эффективность энергопотребления (производительность на ватт по времени) при данном уровне рабочей нагрузки?
Как вы понимаете, на последний вопрос можно ответить, только связав производительность с энергопотреблением при данной нагрузке, что автоматически подразумевает определённое время, необходимое для завершения работы. Поэтому результатом измерений здесь будут не только ватты, но и ватт-часы, которые нужны для выполнения работы. Энергопотребление в режиме бездействия указывает на минимальное энергопотребление, как и можно было ожидать, а нагрузка определяет пиковое энергопотребление, причём оно будет оставаться на высоком уровне во время всего выполнения задания. Вполне понятно, что производительность является важным фактором, так как быстрая система вернётся в состояние бездействия намного быстрее, чем медленная, пусть и очень экономичная, поэтому в сумме она может потребить меньше энергии для выполнения одного и того же задания.
Мы отобрали компоненты, которые позволят нам собрать компьютер с высокой эффективностью энергопотребления. Хотя в каждой категории можно найти комплектующие с низким энергопотреблением, многие из них ставить совершенно неразумно, так как они либо слишком дорогие, либо экономия энергии, достигаемая по сравнению со стандартными компонентами, слишком мала, чтобы оправдать дополнительные расходы. Давайте посмотрим.
Существует несколько способов получить эффективный по энергопотреблению компьютер. Очевидным выбором являются комплектующие с высокой эффективностью энергопотребления, а именно: чипсет материнской платы, процессор, встроенная или раздельная видеокарта, а также блок питания. Опять же, эффективность не означает, что нужно получать минимальное энергопотребление любой ценой. Нужно найти идеальный баланс между производительностью и энергопотреблением. Например, вполне логично использовать мощный четырёхъядерный процессор там, где он будет полностью нагружаться и обходить по производительности любые двуядерные модели.
Нам важно суммарное энергопотребление какого-либо решения или ПК.
В принципе, можно смело выбирать продукты, которые были изначально разработаны для большей эффективности, такие, как процессоры AMD EE, материнские платы с динамической регулировкой фаз стабилизаторов напряжения, блоки питания с высоким КПД, жёсткие диски с оптимизированным энергопотреблением. Оптимизация энергопотребления в режиме бездействия и под нагрузкой действительно важна, но многие производители по-прежнему преподносят её как нечто революционное. Но мы не устаём спрашивать себя, почему прошло столь много лет, прежде чем производители начали задумываться об энергопотреблении? Как мы считаем, компонент должен потреблять лишь столько энергии, сколько нужно, и надо лишь не упускать из внимания этот фактор, а не нестись, сломя голову, с новой "идеей фикс".
Впрочем, важно, чтобы вся система работала, максимально экономя энергию. То есть нужно включить все механизмы энергосбережения у каждого компонента (и со стороны "железа", и со стороны ОС), а также поддерживать работу компонентов в пределах определённых параметров. Если вы купите, например, процессор с эффективным энергопотреблением и сильно его разгоните, то все усилия по экономии энергии пойдут прахом.
Процессор с высокой эффективностью энергопотребления, например, Intel Core 2 Duo E8000, теряет свою эффективность после разгона, поскольку энергопотребление увеличивается в квадратичной зависимости от тактовой частоты. Кроме того, увеличение напряжения тоже повышает энергопотребление.
Наконец, можно сделать немало, чтобы снизить энергопотребление ПК, просто отрегулировав поведение компьютера. Включайте такую периферию, как внешние жёсткие диски, сканеры, принтеры и мониторы, только тогда, когда она вам нужна. И выключайте компьютер, если вы не хотите ночью скачать файлы или оставить работать какие-либо фоновые службы. Принтеры, особенно лазерные или МФУ, потребляют немало энергии. Дисплеи с крупной диагональю, особенно старые ЭЛТ-мониторы, тоже потребляют немало энергии, да и крупные ЖК-мониторы тоже. Если у вас два или больше дисплея, то включайте их, только когда работаете на обоих, а если нужно посмотреть, например, фильм, то лучше выключить ненужный дисплей. Кстати, поскольку в случае двух дисплеев информация с host-ПК будет поступать на оба, второй монитор не перейдёт в состояние энергосбережения.
Для сборки компьютера с эффективным энергопотреблением необходимо подбирать правильные компоненты. Если вы выберите старый Pentium D вместо современного процессора Core 2 Duo, то у вас в обоих случаях будет два вычислительных ядра, а у Pentium D даже более высокие тактовые частоты. Но старое поколение Pentium построено на архитектуре NetBurst, которая ощутимо медленнее линейки Core 2 (включая Pentium Dual Core, урезанную версию). Несмотря на меньшую производительность, процессор Pentium D будет потреблять больше энергии, чем Core 2 при любых условиях. Так что выбор правильной технологии очень важен.
 |
Для офисных компьютеров обычно лучше выбрать современный процессор, который построен по последнему техпроцессу, поскольку это, как правило, гарантирует минимальное энергопотребление, современный набор функций и производительность. Кроме того, имеет смысл взять материнскую плату на современном чипсете со встроенным графическим ядром. Хотя такой графики недостаточно для современных игр, но такие компьютеры и дешевле, и эффективнее по энергопотреблению, чем с раздельными видеокартами. Не забывайте, что вы всегда сможете докупить видеокарту, если она потребуется.
Такие материнские платы, как данная модель на G33 от Gigabyte, часто содержат встроенное графическое ядро. Если вы обнаружите либо синий 15-контактный разъём D-Sub (аналоговая графика), либо белый 28-контактный DVI (цифровая графика для ЖК-дисплея), то данная материнская плата имеет встроенную графику. Её будет недостаточно для высокой 3D-производительности в требовательных играх, однако для офисных задач такая система будет обладать более эффективным энергопотреблением.
Убедитесь, что материнская плата либо использует небольшое число фаз стабилизаторов напряжения, чтобы экономить энергию, либо может выключать фазы, когда они не требуются. Большое количество фаз стабилизаторов напряжения на материнской плате обеспечивает высокую мощность и стабильное питание для high-end процессоров, но, вместе с тем, и снижает эффективность энергопотребления. Сегодня тайваньские производители материнских плат спорят о разных подходах к включению и выключению фаз стабилизаторов напряжения (группой или по одному).
В данном отношении следует упомянуть и интерфейс PCI Express 2.0, который не только в два раза быстрее, чем PCI Express 1.x , но и может положительно повлиять на экономию энергии. PCIe 2.0 совместим с "железом" PCIe 1.x и способен динамически включать или выключать линии PCI Express, то есть видеокарта PCIe 2.0 на материнской плате PCIe 2.0 будет требовать меньше энергии для работы интерфейса, чем в случае PCIe 1.x. Впрочем, всё здесь зависит от реализации стандарта.
 |
Другие компоненты - жёсткий диск, оптические приводы, дополнительные карты и память - влияют на общее энергопотребление не так сильно, чего нельзя сказать о тактовой частоте основных устройств. Высокочастотный процессор с большим объёмом кэша всегда будет потреблять больше энергии, чем версия среднего уровня, которая почти всегда даёт лучшую эффективность энергопотребления. Жёсткие диски с большим объёмом используют несколько магнитных пластин, поэтому они потребляют больше энергии, чем диски с меньшим числом пластин. Не забывайте и о самом блоке питания, так как его эффективность энергопотребления (КПД) сказывается на всей энергии, потребляемой системой. Если вы выберите эффективные компоненты, но неудачный блок питания, то он может негативно сказаться на результатах ваших усилий.
После выбора процессора, чипсета, блока питания, жёсткого диска и других компонентов настало время отбора предложений на рынке, доступных уровней частот и вариантов моделей. Вполне понятно, что продукты с более высокими тактовыми частотами обеспечат большую производительность, но насколько значимым будет её прирост? Например, увеличение производительности меньше, чем на 10%, требует прироста по тактовой частоте не менее чем на 20%, и такой прирост скорости вряд ли будет заметен. Поэтому лучше придерживаться доступного массового рынка. Процессор Core 2 Duo со средней частотой обеспечит эффективность энергопотребления на высоком уровне, а у более скоростных моделей энергопотребление будет расти быстрее, чем производительность.
Если вы выбрали линейку процессоров, то лучше взять модель с разумной тактовой частотой. На самых высоких тактовых частотах энергопотребление будет расти быстрее производительности. Однако энергопотребление в режиме бездействия различается между одинаковыми продуктами на разных частотах незначительно, поскольку тактовая частота в режиме бездействия обычно одинаковая.
Мы уже упомянули проблему с большим числом фаз стабилизатора напряжения на материнской плате. Если вы выбрали high-end модель, то она будет использовать от 6 до 12 фаз, чтобы обеспечивать стабильное питание, но от каждой дополнительной фазы страдает энергопотребление. Производители материнских плат об этом знают, поэтому они оснащают свои модели механизмами, определяющими нагрузку процессора и автоматически добавляющими или убирающими фазы стабилизаторов напряжения. Убедитесь, что плата оснащена такими механизмами управления энергосбережением, как "Energy Processing Units" (EPUs, от Asus) или выберите модель с небольшим числом фаз стабилизаторов напряжения, если вы не планируете заниматься серьёзным разгоном.
Механизмы энергосбережения видеокарт не такие продуманные. На самом деле, большинство видеокарт в верхнем сегменте массового рынка и в high-end сегменте потребляют больше энергии, чем вся материнская плата с процессором. Линейка AMD ATI Radeon 3000 на 55-нм техпроцессе на данный момент обеспечивает максимальную производительность на ватт. nVidia GeForce 9600 GT можно считать достойной альтернативой, карта играет примерно в той же лиге. Впрочем, AMD и nVidia прекрасно об этом знают, поэтому на настольных продуктах можно ожидать дальнейшего внедрения функций экономии энергии. В принципе, цель достичь не так уж и трудно, поскольку технологии уже доступны и работают, но пока только в сфере видеокарт для ноутбуков. Если вы хотите обеспечить минимальное энергопотребление, то о high-end графических решениях придётся забыть, поскольку они требуют от 60 до 200 Вт на видеокарту. И полнофункциональная видеокарта для массового рынка обычно даёт наилучшее соотношение производительности на ватт. Для выбора видеокарты мы рекомендуем обратиться к нашему руководству , которое регулярно обновляется.
Блоки питания можно выбирать по мощности и типу (активный/пассивный PFC, охлаждение и т.д.), но мы рекомендуем обращать внимание на КПД. Лучшие блоки питания в индустрии имеют рейтинг "80+", то есть их эффективность (КПД) превышает 80%. Впрочем, нужно помнить, что эффективность энергопотребления зависит от нагрузки.
Жёсткие диски тоже могут немного влиять на энергопотребление, поскольку есть винчестеры с множеством пластин, а есть только с парой или даже с одной. Терабайтные жёсткие диски являются прекрасным примером, поскольку на рынке есть модели с пятью, четырьмя или даже тремя пластинами, которые дают всё ту же ёмкость в 1 Тбайт. Чем меньше пластин используется, тем ниже энергопотребление.
На уровне продуктов
Теперь, когда вы выбрали технологии, конкретные модели компонентов и комплектующих для компьютера, следует знать о том, что некоторые компоненты можно отбирать по отдельности, парами и даже в больших количествах. Память является прекрасным примером, поскольку практически каждый настольный ПК и всё большее число ноутбуков используют двухканальные конфигурации памяти, чтобы увеличить пропускную способность. Для этого нужно использовать два модуля памяти, но эффективный прирост производительности уже не такой большой, а вот энергопотребление увеличивается. Впрочем, на выбор памяти нужно обращать внимание только тогда, когда вы нашли способ снизить энергопотребление многих других компонентов.
Жёсткие диски можно также настраивать в RAID-массивы, то есть создавать один раздел на нескольких дисках. Для этого можно использовать разные решения на основе RAID-технологии, а самые мощные режимы RAID требуют даже отдельных контроллеров. Для настольных ПК обычно создают массивы RAID 0, увеличивающие пропускную способность хранилища. Чередование (так называется RAID 0) работает очень похоже на двухканальную память, но может использовать и больше двух винчестеров. Либо на домашнем ПК можно использовать RAID 1, когда данные зеркалируются на второй жёсткий диск.
Если вы хотите сделать хранение данных максимально безопасным, то лучше выбрать RAID 1. Но и в данном случае можно подумать, нужна ли вам ёмкость и производительность 3,5" винчестеров, или вы можете обойтись 2,5" моделями. Эти более компактные жёсткие диски, встречающиеся в большинстве ноутбуков, потребляют лишь долю энергии от 3,5" настольных жёстких дисков, хотя, конечно, у них ограниченная производительность и ёмкость.
Кроме того, подумайте о консолидации хранилища. Если вы планируете перенести в новый компьютер два старых жёстких диска, то почему бы не купить один ёмкий накопитель, который будет хранить все ваши данные, и не тратить энергию на два или три винчестера?
Наконец, вы можете сэкономить немало энергии, если купите ноутбук вместо настольного ПК. Впрочем, это решение может быть слишком кардинальным для среднего пользователя, который читает данную статью, чтобы оптимизировать энергопотребление своего компьютера. Комплектующие для ноутбука обычно обладают существенно сниженным энергопотреблением и лучшей эффективностью энергопотребления, чем настольные решения, но за всё это приходится расплачиваться гибкостью, производительностью и более высокой ценой системы.
На уровне операционной системы
Все современные операционные системы поддерживают механизмы энергосбережения, позволяющие выключать отдельные компоненты после определённого периода бездействия. Жёсткие диски могут останавливать вращающиеся пластины, мониторы могут выключаться, да и весь ПК может переходить в режим ожидания или даже гибернации. Последний способ является весьма эффективным для выключения системы, поскольку при повторном включении содержимое памяти до гибернации считывается с жёсткого диска, поэтому "с нуля" операционная система не загружается.
Выбор режима энергосбережения ("Сбалансированный", "Экономия энергии", "Высокая производительность") влияет на скорость процессора, если установлены драйверы CPU (под Vista уже не требуется) и включена соответствующая опция в BIOS. AMD называет подобную функцию "Cool"n"Quiet", а Intel - "Enhanced SpeedStep".
Если операционная система будет знать о всех возможностях экономии энергии, она сможет внести свой вклад в минимизацию энергопотребления.
На уровне пользователя
Наконец, пользователь тоже может немало сделать, начиная от включения отдельных устройств только тогда, когда это нужно, и заканчивая характером своей деятельности в рабочем или игровом окружении. Компьютер, который ничего не делает, лучше перевести в состояние гибернации или выключить, а внешнюю периферию лучше выключать или переводить в режим ожидания, когда она не нужна. Просто посмотрите на своё рабочее место.
Как обстоят дела с освещением вашего рабочего места? Вам действительно нужны все лампы, или часть можно отключить? Конечно, вряд ли имеет смысл сидеть в темноте и напрягать зрение, но обычно можно выключить пару ламп, экономя энергию во время работы. То же самое касается и системы кондиционирования или обогрева: имеет ли смысл текущая конфигурация? Зная всё о потреблении энергии можно легко и эффективно снижать потребляемую энергию и затраты на неё, не связанные напрямую с компьютером.
Выбор компонентов
Система AMD
Gigabyte GA-MA78GM на чипсете AMD780G
 |
Поскольку у платформы AMD Socket AM2+ по причине встроенного в процессор контроллера памяти производительность чипсета вторична, выбор чипсета можно проводить на основе его функций. Чипсет 780G от AMD обеспечивает достаточную графическую производительность для приложений Windows и просмотра видео, а набор функций довольно приятен, включая поддержку двух выходов на монитор (один аналоговый D-Sub, один цифровой DVI для ЖК-дисплеев).
Процессор AMD Phenom X4 - не самый быстрый четырёхъядерный CPU на рынке, поскольку он не дотягивает до частот модели Intel Core 2 Quad. Однако 9100e является одним из самых эффективных по энергопотреблению четырёхъядерных процессоров, так как его максимальное энергопотребление составляет 65 Вт, почти столько же Intel указывает для своих двуядерных процессоров. В отличие от других четырёхъядерных процессоров в линейке 9000, данная модель работает всего на 1,8 ГГц, чего всё равно более чем достаточно для интенсивных задач, если они оптимизированы под многопоточность. При штатном напряжении 1,1 В процессор потребляет всего 19 Вт в режиме бездействия, что существенно ниже показателей других четырёхъядерных моделей на рынке. И максимальное энергопотребление не выходит за порог 65 Вт, как и указывала AMD. Phenom X4 9100e требует обновления BIOS и будет работать на всех материнских платах Socket AM2+ с поддержкой Phenom.
Система Intel
 |
Материнская плата ECS G33T - простая модель MicroATX на чипсете G33, который обычно используется для офисных компьютеров. Однако она будет нормально работать в любом настольном ПК, да и все функции на месте, включая четыре порта SATA/300, сеть 1 Гбит/с и выход на дисплей D-Sub интегрированного графического ядра Intel. Оно, конечно, не даёт рекордную производительность, но его будет достаточно для офисного или мультимедийного компьютера, да и графическую производительность можно повысить, установив любую видеокарту PCI Express 2.0. Благодаря трёхфазному стабилизатору напряжения плата G33T работает очень эффективно.
Intel Core 2 Duo E8400
 |
Линейка Core 2 Duo E8000 , использующая 45-нм техпроцесс Intel, является самой эффективной по энергопотреблению среди двуядерных процессоров, доступных сегодня, да и самой мощной тоже. Мы рекомендуем брать любую модель в линейке, поскольку разница в производительности невелика; если вы не превысите порог в 3 ГГц, то энергопотребление под нагрузкой тоже будет небольшим. Все процессоры E8000 Core 2 Duo оснащены 6 Мбайт общего кэша L2, они будут работать на всех современных материнских платах Socket 775. А если вам потребуется большая производительность, всегда можно заменить двуядерный процессор Intel четырёхъядерным.
Общие компоненты (винчестер, видеокарта, блок питания)
Жёсткий диск
Мы выбрали два жёстких диска на 1 Тбайт, поскольку они обеспечивают наилучшее соотношение ёмкости и энергопотребления. Первый вариант подойдёт для энтузиастов, которым нужна высокая производительность, а второй является наиболее экономичным винчестером на 1 Тбайт.
Samsung Spinpoint F1 HD103UJ (1 Тбайт)
Линейка WD Green Power более эффективна по энергопотреблению, чем все другие 1-Тбайт винчестеры, однако она имеет скорость вращения шпинделя всего 5 400 об/мин, поэтому работает чуть медленнее, чем прямые конкуренты. Но если вам нужен накопитель, который остаётся холодным и обладает минимальным энергопотреблением, то WD10EACS - выбор лучший.
Видеокарта
| Спецификации рекомендованных видеокарт | ||
| GPU | Radeon HD 3870 | GeForce 9600 GT |
| Частота GPU | 775 МГц | 650 МГц |
| Частота потоковых процессоров | 775 МГц | 1 625 МГц |
| Частота памяти | 1 125 МГц | 900 МГц |
| Ширина шины памяти | 256 битов | 256 битов |
| Тип памяти | GDDR4 | GDDR3 |
| Объём памяти | 512 Мбайт | 512 Мбайт |
| Число текстурных блоков | 16 | 32 |
| Число ROP | 16 | 16 |
| Вычислительная мощность | 496 GFlops | 208 GFlops |
| Пропускная способность памяти | 72 Гбайт/с | 57,6 Гбайт/с |
| Число транзисторов | 666 млн. | 505 млн. |
| Техпроцесс | 55 нм | 65 нм |
| Площадь кристалла | 196 мм² | 225 мм² |
| Поколение | 2007 | 2008 |
| Поддерживаемая модель шейдеров | 4.1 | 4 |
По случаю празднования ежегодного «Часа Земли», компания Lenovo делится простыми советами, с помощью которых Вы сможете снизить электропотребление при использовании Вашего компьютера.
1. Настройте яркость Вашего монитораЧем выше яркость монитора, тем больше энергии он потребляет. Яркость монитора можно уменьшить, если Вы работаете в темной комнате, так как в таких условиях Ваши глаза более восприимчивы к свету. Настроив яркость, Вы также сможете уменьшить нагрузку на Ваши глаза.
Экранные заставки, т.н. скринсейверы, отнюдь не помогают беречь электричество. В действительности, некоторые графически насыщенные заставки увеличивают электропотребление вдвое и не дают компьютеру войти в спящий режим. Согласно данным Агентства по защите окружающей среды (EPA), отключение экранной заставки поможет Вам экономить от 700 до 2200 рублей в год на оплате счетов за электричество.
Жидкокристаллические (LCD) мониторы требуют в среднем на 50-70% меньше энергии, чем устаревшие мониторы с электронно-лучевой трубкой. При восьмичасовом рабочем дне экономия от LCD монитора может составить более ста киловатт-часов в год.
4. Используйте режим экономии энергииНастройте свой монитор на переход в режим экономии энергии по истечении 20 минут бездействия, а жесткий диск - по истечения 30 минут. Это можно сделать через Панель управления Windows => Электропитание. С помощью таких легких действий, Вы можете помочь снизить потребление электроэнергии, когда Ваш компьютер не используется.
5. ВыключениеЕсли Вы не планируете использовать компьютер два часа и более, обязательно выключайте его. В среднем компьютер потребляет около 100 Ватт/час, даже когда он не используется. Также можно переключать компьютер в режим ожидания. Несмотря на распространенное мнение, на самом деле ежедневное выключение компьютера является хорошей практикой, продлевающей срок службы устройства.
6. Выключайте из розеткиВ среднем, около 40% электричества расходуется домашней техникой, даже когда она выключена. Это составляет 10% от общего количества электроэ #1085;ергии, потребляемой домами за месяц. Не поленившись выдернуть вилку из розетки, Вы можете сократить свои расходы на электричество и помочь окружающей среде. В качестве опции можно использовать разветвители, и вместо того, чтобы выдергивать многочисленные вилки, достаточно отключить один разветвитель.
Выключайте зарядные устройства ноутбуков, планшетов и мобильных телефонов сразу после того, как они зарядились. В противном случае они продолжают потреблять электроэнергию, при этом производя 35-70 кг углекислого газа ежегодно, которых можно было бы избежать.
Это снижает излишнюю нагрузку на систему из-за ненужных программ, запущенных в фоновом режиме. Чтобы просмотреть список запущенных программ, вызовите диспетчер задач, нажав одновременно на клавиши Ctrl-Alt-Del.
9. Перерабатывайте старые ПК и комлектующиеВ процессе переработки отбираются вредные металлы, а пластики отправляются во вторичное использование при создании новых продуктов. Узнайте больше о сервисах переработки Lenovo в Вашем регионе.
При покупке ПК обращайте внимание на рейтинг ENERGY STAR®, обозначающий насколько «зеленым» является данный продукт. Компьютеры ENERGY STAR® потребляют в спящем режиме на 15 Ватт меньше, что на 70% ниже по сравнению с компьютерами, не поддерживающими режим пониженного электропотребления.
Продолжительность работы ноутбука от аккумуляторных батарей - тема острая и вечно актуальная. Ранее в статье «Ноутбуки: продлеваем время автономной работы» мы рассмотрели стандартные средства управления питанием Windows. Настала очередь познакомиться с более эффективными способами экономии заряда батареи, действующими «в обход» Microsoft.
Продлеваем заряд ноутбука в обход Windows
Тайное знание командной строки
Проблема выбора между «временем жизни» ноутбука и производительностью системы остается актуальной и по сей день. Поэтому нередко пользователю «без розетки» приходится чем-то жертвовать и расставлять приоритеты. Стандартные средства управления питанием, предусмотренные в Windows - это лучше, чем ничего, но все-таки очень далеко от идеала. Настроек немного, возможности не так широки, как хотелось бы, да и вообще, менять имеющиеся схемы питания на лету не слишком удобно. Давайте попробуем поискать другие способы решения задачи. Наверное, многие слышали, что большинство функций Windows может быть реализовано без многочисленного блуждания в меню - необходимую последовательность команд можно набрать в строке «Выполнить» и нажать на ввод (то же самое реализуется и через командную строку). Естественно, нужно знать, что вводить в этой строке, а подобная информация обычно не лежит на поверхности - к сожалению, такова позиция Microsoft. Зато, разобравшись с требуемыми командами и их параметрами, можно добиться более гибкой настройки энергопотребления ноутбука. При желании нетрудно даже создать несколько командных файлов и вывести их ярлыки в удобное место на рабочем столе.
Powercfg - могущественная команда
В данной ситуации нас интересует команда Powercfg, предназначенная как раз для управления режимами энергопотребления. Обращаем внимание, что все описанное ниже справедливо для ноутбуков с операционной системой Windows XP SP2 или выше (в XP SP1 используется версия команды с ограниченными возможностями).
Как мы уже говорили, в Windows есть несколько стандартных схем управления питанием, но «замедлить» процессор вручную вам не удастся. В принципе, можно залезть в реестр, но поскольку это чревато (сами знаете чем), да и каждый час туда не будешь лазить, обратимся к команде Powercfg, знакомой с термином Processor Throttle, или, в условном переводе на русский, троттлинг процессора. Он позволяет нам уменьшать частоту процессора с целью более экономного расхода энергии аккумулятора. А раз так, то давайте более подробно рассмотрим значения параметра Processor Throttle команды Powercfg.
Всего их четыре, и самое первое - None. С ним все просто - выбрав это значение, мы не разрешаем ноутбуку ни при каких обстоятельствах (даже если он ничего не делает) уменьшать частоту процессора. Второе возможное значение параметра это Constant, и выбрав его, мы обяжем процессор работать на самой низкой частоте (подразумевается минимальное значение частоты, которое задано производителем для конкретного процессора). Протестировав этот параметр на нескольких ноутбуках, мы убедились, что он позволяет добиться как минимум двух-трехкратного уменьшения тактовой частоты. Если вы планирует пару часов поработать в Microsoft Word, попутно слушая WinAmp, то лучшего варианта и не найти - быстродействия вполне хватит.
Третье значение - Degrade, и его использование заставляет процессор работать на еще более низкой (!) частоте. Думаете, это невозможно? Еще как. В этой ситуации команда не только переключает процессор на самую низкую частоту, но и активизирует функцию пропускания тактов Stop Clock Throttling. Получается, что процессор пропускает отдельные тактовые импульсы, и поэтому работает даже медленней, чем на минимальной частоте. Стоит отметить, что при этом процессор оказывается ниже границы области допустимых тактовых частот, определяемой производителем. Но практика показывает, что вреда от этого никакого - мы же не разгоняем, а наоборот, уменьшаем частоту, - зато энергопотребление еще ниже.
Четвертое значение - Adaptive, и выбрав его, вам придется положиться на мнение производителя процессора и чипсета. Здесь используется гибкая настройка частоты процессора: система сама определяет, какая мощность в данный момент требуется, и устанавливает предельно низкую частоту. С «адаптивным» вариантом, на наш взгляд, придется поэкспериментировать - для различных процессоров, чипсетов, драйверов и т.д. возможны различные результаты.
Использовать команду Powercfg предельно просто, вот ее формат:
powercfg /x /processor-throttle-yy
Здесь может принимать знакомые всем значения portable/ laptop, max battery, home/office desk и т.д. (подойдет любой профиль пользователя, имеющийся в закладках управления электропитанием). Вместо yy в параметре /processor-throttle-yy нужно подставить ac или dc - для сетевого или автономного питания соответственно. А - это и есть описанные нами варианты none, adaptive, constant или degrade.
Рекомендуем вам испытать возможности этой команды в деле, а для оценки ее работы можно использовать любые утилиты, показывающие значение тактовой частоты процессора. Думаем, после этого вы (как и мы), приятно удивитесь, узнав, что в течение дня высокие частоты (больше 1 ГГц) используются максимум на протяжении 5-10% рабочего времени. К тому же, на наш взгляд, пользоваться командой Powercfg удобнее, чем штатными средствами Windows. Даже если вы не хотите использовать все описанные нами функции в деле, с ее помощью гораздо быстрей переключать профили - функционал приложения «Электропитание» в «Панели управления» она дублирует в полном объеме.
Также заметим, что сегодня мы рассказали только об одной возможности команды Powercfg - снижении частоты процессора для экономии энергии. На самом деле она умеет гораздо больше, например, управлять яркостью матрицы и т.п. Но, к сожалению, этот материал выходит за рамки данной статьи.
О пользе фирменных утилит
Впрочем, существует еще один популярный способ выбора оптимального режима работы ноутбука, а именно фирменные утилиты управления энергосбережением от его производителя. Нельзя сказать, что они на голову выше стандартных средств Windows, так как в основе их лежат все те же классические технологии энергосбережения. Но их дружественность к пользователю и более наглядный интерфейс превращают их в отличную альтернативу штатным «оконным» средствам. К тому же вызывать эти утилиты гораздо удобнее: для них обычно предусмотрена выделенная аппаратная клавиша рядом с основной клавиатурой ноутбука, или значок в трее, или хотя бы иконка. Правда, каждый производитель исповедует собственный взгляд на эту проблему, поэтому конкретный алгоритм действий пользователя зависит от лейбла на его лэптопе. Нет единообразия и в названиях -Acer предлагает ePowerManagement, Asus - Power4 Gear, Toshiba Power Saver и так далее.
К примеру, утилита Asus Power4 Gear, устанавливаемая на ноутбуках соответствующего бренда, фактически представляет собой альтернативный интерфейс к стандартным настройкам управления питанием Windows. Однако возможность выбирать уровень производительности процессора и уровень яркости матрицы, плюс выделенная кнопка на корпусе ноутбука для быстрого переключения схем питания - хороший повод предпочесть ее классическому варианту.
Если в ноутбуке есть выделенная видеокарта, стоит уделить внимание и ее настройке - «аппетиты» графического процессора нередко превышают даже потребности мобильного центрального процессора. К соответствующим настройкам можно «добраться» через интерфейс графического драйвера (PowerPlay для ATI или PowerMizer для nVidia). Цель преследуется все та же, и достигается теми же методами: в стремлении к балансу между энергопотреблением и производительностью регулируются частоты работы ядра и памяти.
Человеческий фактор
Если говорить по большому счету, и автономность, и производительность ноутбука во многом зависят от его владельца. Именно таков наш ответ пользователям, постоянно поминающих «тормоза» или малое время автономной работы своих лэптопов. Обоснованными такие жалобы можно признать только после того, как будут исчерпаны все известные способы управления питанием мобильного ПК. Разумеется, одинаковых рецептов для всех не существует. Но, надеемся, что-либо из того, о чем мы рассказали, вам пригодится. И тогда дополнительные минуты или более высокие fps станут достойной наградой. Кстати, вашей наградой!
Введение.
Достаточно давно мне хотелось остановиться на вопросах обеспечения снижения энергопотребления
современных персональных компьютеров и ноутбуков. Многие пользователи оправданно зададут вопрос: "Зачем это надо? - производитель уже позаботился обо всех тонкостях энергопотребления моей системы. Как показывает опыт, к сожалению, это практически всегда не так. Если производители ноутбуков еще как-то стараются обеспечить снижение энергопотребления своих устройств, то с персональными компьютерами, как правило, все находится в запущенном состоянии.
Энергопотребление персональных компьютеров
и необходимо снижать по следующим причинам:
- снижая энергопотребление ноутбука, вы продлеваете его время автономной работы,
- продлевая время автономной работы ноутбука, вы добиваетесь, снижения циклов заряда/разряда аккумуляторной батареи и продлеваете его срок службы,
- вместе с энергопотреблением снижается и тепловыделение компонентов ноутбука или персонального компьютера, что позволяет, с одной стороны, повысить стабильность работы системы, с другой стороны, продлить срок службы электрических компонентов,
- снижение энергопотребления персонального компьютера и ноутбука позволит сократить расходы на электричество. Для многих это до сих пор не критично, но стоимость электроэнергии растет день ото дня, государственная политика заставляет граждан устанавливать электросчетчики, количество компьютеров в семье увеличивается из года в год, длительность их работы удлиняется в пропорциональных масштабах, поэтому в технологиях снижения энергопотребления заинтересован каждый из нас.
Картинка кликабельна --
Оперативная память,
- видеокарта/видеокарты,
- жесткий диск/диски,
- привод компакт-дисков,
- дисководы,
- картридеры,
- системы охлаждения процессора, корпуса.
Звуковые карты, ТВ-тюнеры в отдельном исполнении редко встречаются в современных компьютерах. Во-первых, все существующие материнские платы имеют встроенные контроллеры звука, которые не уступают по качеству звучания дешевым звуковым картам и картам среднего ценового диапазона. Во-вторых, ТВ-тюнеры отслужили свой век, как и коаксиальное телевидение. В эпоху FulHD, IP-TV, DVB говорит о ТВ-тюнерах попросту излишне.
Блок питания может стать источником неэффективного энергопотребления в первую очередь. Любой современный блок питания должен обеспечивать высокие показатели КПД при преобразовании тока высокого напряжения в 12, 5 и 3,3 вольта.
Любой современный блок питания имеет соответствие одному из стандартов серии 80 Plus . Стандарт 80 Plus был принят еще в далеком 2007 году, в рамках энергосберегающих стандартов Energy Star четвертого пересмотра. Данный стандарт требует от производителей блоков питания обеспечение 80% КПД своих устройств при различных нагрузках, - 20%, 50% и 100% от номинальной мощности.
Из этого следует, что для обеспечения максимальной эффективности вашего блока питания, он должен быть нагружен не менее 20 % от своей номинальной мощности. Абсолютно не правильно, когда пользователь приобретает блоки питания "с запасом" на 900 и 1200 Ватт. При выборе блока питания руководствуйтесь тем, что без нагрузки на систему, нагрузка на него не должна падать ниже 20% и он должен иметь сертификат соответствия 80 Plus.
Картинка кликабельна --
Различие между стандартами заключается в обеспечении более высоких показателей КПД внутри семейства стандарта 80 Plus. Если при 50% нагрузке блок питания стандарта 80 Pus обеспечивает КПД на уровне 80%, то дорогие блоки питания соответствующие стандарту 80 Plus Platinum обеспечивают КПД на уровне 94% и выше.
На сегодняшний день материнские платы развиваются максимально быстро, не отставая от развития процессоров. Следует понимать, что материнские платы состоят из различных наборов контроллеров, обеспечение слаженной работы которых, и является основной задачей материнской платы. В большинстве случае, энергопотребление материнской платы зависит от вида примененного северного и южного моста. Современные северные мосты значительно снизили свое энергопотребление, что повлекло за собой уменьшение размеров их систем охлаждения. Многие пользователи помнят времена, когда система охлаждения северного моста состояла из нескольких тепловых трубок соединенных с радиаторами охлаждения. Появление последнего поколения системной логики от Intel позволило снова отойти на уровень обычных радиаторов.
В силу общих тенденций, многие именитые производители материнских плат, такие как Gigabyte , ASUS , MSI демонстрируют на выставках свои новые "экологичные" продукты. Как правило, экологичность данных решений достигается за счет оптимизации схем питания процессора и видеокарт, - основных потребителей любого системного блока. Как правило, это осуществляется за счет применения многофазных стабилизаторов напряжения процессоров.
Современные материнские платы , применяют в схемах питания от шести до двенадцати стабилизаторов напряжения. Данные схемы значительно повышают стабильность подаваемого напряжения, но увеличивают энергопотребление. Поэтому производители "экологичных" материнских плат оснащают их технологиями, которые при низкой нагрузке на систему питания выключают часть фаз, и питание процессора осуществляется за счет одной-двух фаз стабилизаторов напряжения.
При покупке материнской платы, также следует быть более внимательным. Приобретение "навороченной" материнской платы всегда оборачивается повышенным энергопотреблением. Если вам никогда не будет нужен порт FireWire, не следует за него переплачивать, а затем ежемесячно платить за то электричество, которое потребляет его контроллер на материнской плате.
Ведущие производители процессоров AMD
и Intel
на протяжении последних десятилетий занимаются снижением энергопотребления своих продуктов. Следует отдать должное, вся эстафета была начата компанией AMD, в которой она удерживала прочное лидерство на протяжении двух-трех лет. Были времена, когда процессоры компании AMD с технологией Cool"n"Quiet имели значительно меньшее энергопотребление, нежели процессоры от компании Intel линеек Pentium 4 и Pentium D.
Компания Intel быстро наверстала свое отставание и внедрила технологию EIST - Enhanced Intel SpeedStep Technology, которая прекрасно себя показала в последних поколениях процессоров. В то время как новые процессоры от компании Intel обзаводятся все новыми и новыми технологиями энергосбережения и наращивают производительность, от компании AMD существенных рывков вперед мы не видим.
Как известно, ключевым энергопотребителем любого персонального компьютера или ноутбука является именно процессор, поэтому мы остановимся на вопросах снижения его энергопотребления.
Для того чтоб понять, как можно снизить энергопотребление , вы должны четко для себя представлять, от чего оно зависит. Энергопотребление современного процессора зависит:
- от напряжения питания подаваемого на транзисторы,
- частоты работы процессора. Частота работы процессора формируется из произведения его множителя на частоту шины.
По сути дела, технологии Cool"n"Quiet
и EIST
занимаются снижением энергопотребления именно за счет этих двух параметров. К сожалению, чаще всего мы сталкиваемся с работой не с напряжением питания процессора, а с работой его частотой. При снижении нагрузки на процессор энергосберегающие технологии снижают множитель процессора и тем самым добиваются снижения энергопотребления процессора. При появлении нагрузки на процессоре, множитель возвращается на прежние значения, и процессор работает, как ни в чем не бывало. К сожалению, данная методика снижения энергопотребления не всегда позволяет добиться высокой энергоэффективности. Покажем на примере.
В качестве примера выбран процессор Core 2 Duo с номинальной частотой работы 2,0 Ггц.
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Учитывая тот факт, что любой процессор может работать при более низком напряжении при более низких частотах своей работы, следует подобрать свое минимальное стабильное напряжение для каждой частоты его работы.
Для определения приблизительных рабочих напряжений для каждой частоты (множителя) процессора достаточно построить график прямой зависимости минимального напряжения от частоты путем нанесения максимальных и минимальных значений. Это значительно облегчит работу начинающим пользователям.
На момент написания статьи последняя версия программы 2.35
имеет следующий функционал в рамках бесплатного использования:
- контроль тактовой частоты процессоры,
- контроль троттлинга,
- контроль уровня загрузки процессора, ядер процессора,
- контроль рабочего напряжения процессора,
- контроль температуры процессора/ядер процессора,
- постоянный мониторинг указанных параметров,
- возможность изменения напряжения процессора из операционной системы,
- возможность изменения множителя процессора (его частоты) из операционной системы,
- автоматическое управление частотой и напряжением процессора
в зависимости от подаваемой нагрузки на него. Концепция носит название "Perfomance on demand" или "производительность по требованию".
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
За режим автозапуска отвечает подраздел "Startup options ". Автозапуск RightMark CPU Clock Utility при загрузке операционной системы позволяет максимально легко решить вопросы энергосбережения без вмешательства в BIOS компьютера, что особенно полезно, когда BIOS не предоставляет каких-либо возможностей по изменению рабочего напряжения и множителя процессора. Подобное встречается в BIOS"ах современных ноутбуков.
Поставив галочку в окне пункта "Start minimized to system tray " вы избавите себя от надобности постоянно закрывать окно программы при очередном запуске. Оно будет выполнять свои задачи после автоматического запуска с предварительным свертыванием.
Пункт "Run at Windows startup :" позволяет установить автоматический запуск программного продукта и выбрать, как это делать. В нашем случае мы осуществляем автоматический запуск через реестр, также имеется возможность автоматического запуска через папку "Автозагрузка". Оба варианта прекрасно работают, начиная от Windows XP заканчивая Windows 7.
Имеется возможность записи необходимых параметров работы процессора в Log-файл . Данный параметр бывает необходим для выяснения причин нестабильной работы системы.
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Пункт "P-states transitions method
" позволяет выбрать метод перехода от одной заданной комбинации множителя-напряжения на другой. Имеются следующие возможности выбора:
- Single-step: множитель переключается с шагом равной единице. То есть при переходе с множителя 10 на множитель 12 всегда будет промежуточное звено 11.
- Multi-step: переход будет осуществляться с переменным шагом. В случае нашего примера, с 10 сразу на 12.
Пункт "Multi-CPU load calculation " позволяет определить метод определения загрузки процессора. Данный параметр будет влиять на скорость переключения комбинации множитель-напряжение на процессоре. В каждом случае подбирается исходя из индивидуальных особенностей работы пользователя. Обычно данный параметр мы не меняем и оставляет на указанном на скрине значении, который означает, что оценка будет осуществляться по максимальной нагрузке любого из ядер процессора.
Пункт "Standby/hibernate action " позволяет выбрать действие программы при переходе в режим гибернации или сна. Как правило, оставление текущего профиля работы является вполне достаточным.
В разделе "CPU Default Settings
" представлены следующие пункты:
- Restore CPU defaults on management turns off, который позволяет вернуть первоначальные параметры работы процессора после выбора режима "No Power Managemet".
- Restore CPU defaults on application exit, который позволяет вернуть первоначальные параметры работы процессора после выключения RightMark CPU Clock Utility.
В разделе "CPU defeaults selection" выбирается метод определения комбинаций множитель-напряжение у процессора:
- CPU-defined default P-state, комбинация определяются процессором,
- P-state found at startup, комбинации определяются при загрузке программы,
- Custom P-state, комбинации устанавливаются вручную.
Пункт "Enable OS power management integration " позволяет создать профиль в схемах энергопотребления системы под названием "RMClock Power Management".
Картинка кликабельна --
Ниже предлагается выбрать множители процессора
и напряжение для них в каждом конкретном случае. Как правило, я выбираю три значения:
- минимальный множитель и минимальное напряжение для него,
- максимальный множитель и минимально рабочее напряжение для него,
- среднее значение множителя, а напряжение для него устанавливается самой программой исходя из максимальных и минимальных значений.
Как правило, подобный подход подходит для большинства ноутбуков и персональных компьютеров. Естественно, бывают исключения, и пользователю приходится длительно подбирать минимальное напряжение для каждого множителя.
Картинка кликабельна --
Например, в нашем случае для вкладки "Power Saving " мы выбрали минимально возможный множитель и напряжением, для вкладки "Maximal performance" максимальный множитель и минимально рабочее напряжение при данной частоте у процессора.
В разделе производительность по требованию "Perfomance on Demand
" выбрали три комбинации множитель-напряжение:
- x4-0,95 вольт
- x9-1,1 вольт
- x12-1,25 вольт.
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Во вкладке "Advanced CPU settings
" предлагается выбрать опрашиваемые температурные датчики процессора, включаемые технологии энергосбережения.
Все эти энергосберегающие технологии описаны на сайте Intel
. Мы просто хотим сказать, что, как правило, их включение не влияет на стабильность системы, поэтому - почему бы их не включить?
Наш процессор относится к раннему семейству процессоров Core 2 Duo
. Современные процессоры поддерживает не активные у нас технологии:
- Engage Intel Dynamic Acceleration (IDA)
- Enable Dynamic FSB Frequency Switching (DFFS)
Первая технология позволяет процессору повысить множитель одного из ядер при отсутствии нагрузки на второе. Например, работают два ядра процессора при частоте 2,2 Ггц. Процессор оценивает, что нагрузка подается только на одно ядро, то его множитель будет повышен, и он начнет работать на частоте 2,4 Ггц. Технология интересная, но опасная на разогнанных процессорах.
Вторая технология позволяет добиться еще более сильного снижения рабочей частоты процессора в режимах простоя. Ранее мы говорили о том, что итоговая частота процессора - это всегда произведение множителя на частоту системной шины. Современные процессоры Intel в рамках технологии DFFS позволяют снижать не только значение множителя, но и частоту шины, что позволяет достичь еще более низких частот. Данная технология также опасна для разогнанных процессоров, так как можно получить нестабильность со стороны оперативной памяти.
Картинка кликабельна --
Для стресс-тестирования процессоров существует множество программных продуктов. Они были описаны в одной из наших статей. Считаю, что наиболее ценной из них является программа Prime95. Ссылка на нее будет предоставлена в конце статьи. Она полностью бесплатна и доступна для скачивания в сети.
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
Картинка кликабельна --
В действительности, подобное низкое рабочее напряжение процессора для оверклоккера говорит всегда об одном, - об его высоком разгонном потенциале. Но нюансам разгона у нас будут посвящены другие статьи, - тема разгона процессора выходит за рамки темы об энергосбережении.
Заключение.
Прочитав статью, у пользователя должен возникнуть вопрос: "Неужели производители настолько неумелые, что сами не понижают рабочее напряжение процессоров, особенно в ноутбуках, где это так критично?" Ответ прост и заключается в том, что процессоры выпускаются массово, ноутбуки также выходят с конвейера. Не в интересах производителей затягивать процесс производства, поэтому кому-то везет и его процессор показывает чудеса разгона, а у кого-то отказывается это делать, у кого-то процессор работает при напряжении 1,175 вольт, а у кого-то он стабилен и при 0,98 вольтах. Покупка электроники, - это всегда лотерея. Что скрыто под этикеткой в каждом конкретном случае, познается только на практике.
В заключение хочется поблагодарить разработчиков программных продуктов RightMark CPU Clock Utility
и Prime95
, которым наш портал МегаОбзор вручает золотую почетную медаль. Ждем ваших вопросов и напоминаем, что все, что вы делаете со своей электроникой, вы делаете на свой страх и риск.
RightMark CPU Clock Utility
можно найти по .
Описанную в статье программу Prime95
можно найти по .
