Obniżanie zużycia energii w Viście
Z ThinkPad-Wiki
Ta instrukcja jest skierowana głównie do użytkowników Visty, ale większość dotyczy również Windows XP oraz Windows 7. Dokładniejsze informacje o zużyciu energii przez komponenty, stanach uśpienia CPU i napięciu rdzenia znajdziesz w Linux Stromsparen.
Plany zasilania
Plan zasilania należy ustawić na „Zrównoważony”. Wykorzystuje on SpeedStep do dynamicznego dostosowywania taktowania procesora.
Plan zasilania „Maksymalna wydajność” również dynamicznie dostosowuje taktowanie, ale dłużej utrzymuje procesor na wysokich taktowaniach i rzadziej przechodzi w oszczędzające energię stany uśpienia. To ustawienie obniża ponadto próg obciążenia, od którego następuje podniesienie taktowania, oraz czasy reakcji, czyli czy taktowanie jest podnoszone z niewielkim opóźnieniem, czy natychmiast. Poza tym procesor nie usypia tak szybko. Aby zminimalizować czasy reakcji, schodzi też tylko do stanu oszczędzania energii C3, a nie do C4. Te środki dają nieco lepsze czasy reakcji (rzędu milisekund), ale kosztują kilka watów więcej w poborze mocy (przy niskim obciążeniu ok. 2-3 W większego zużycia). W praktyce wpływ na czas reakcji jest pomijalny i większość użytkowników woli niższy pobór mocy (a tym samym niższą temperaturę pracy i mniejszą aktywność wentylatora).
Także w planie „Maksymalna wydajność” procesor nie zawsze pracuje z maksymalnym taktowaniem (nazwa planu zasilania jest więc nieco myląca). CPU stale pracujący z maksymalnym taktowaniem pobierałby, nawet w stanie bezczynności, moc zbliżoną do swojego limitu TDP (np. 17 W dla procesora L7500 Low Voltage jak w serii X i 35 W dla T7500 jak w seriach R i T – i to tylko dla samego CPU).
Throttling (dławienie) procesora (domyślnie w planie zasilania „Oszczędzanie energii”), czyli pomijanie cykli zegara, zazwyczaj nie jest zalecany, ponieważ wydajność spada nieproporcjonalnie, a CPU rzadziej przechodzi w energooszczędne stany uśpienia. System bez dławienia przy niskim obciążeniu nie zużywa więc na aktualnych procesorach (np. Core Duo lub Core Solo) więcej energii niż system z dławieniem. Starsze procesory, które nie obsługują tak skutecznych trybów oszczędzania energii, mogą jednak skorzystać na throttlingu.
Wbrew często przyjmowanemu założeniu, że niskie częstotliwości taktowania zużywają mniej energii, każdy procesor ma optymalne taktowanie, przy którym wydajność na wat pobieranej mocy jest maksymalna. W procesorach Core2Duo wynosi ono, w zależności od ustawianego napięcia rdzenia, około 1,6 GHz. Aby ograniczyć piszczenie C4, może natomiast w razie potrzeby być sensowne ograniczenie taktowania CPU.
Korzystanie z planów zasilania Lenovo (ThinkVantage Power Manager) nie daje żadnej dodatkowej korzyści pod względem zużycia energii. Zobacz też ThinkVantage Tools.
Kto chce skonfigurować progi obciążenia i czasy reakcji przy dostosowywaniu taktowania CPU według własnych preferencji, może to zrobić za pomocą darmowego narzędzia RMclock.
Ograniczanie bezpośrednich odbiorników energii
Wyświetlacz w notebooku zużywa dużą część energii. Można tu zmniejszyć jasność podświetlenia, aby oszczędzać prąd. Można jednak wyłączyć także inne odbiorniki energii:
- Napęd optyczny. Jest w nim wykonywane okresowe odpytywanie (polling), czy włożono płytę CD. Przez to komponenty nie mogą całkowicie przejść w tryb oszczędzania energii. Dlatego rzadko używany napęd optyczny warto wyłączać podczas pracy na akumulatorze. Można to zrobić za pomocą Easy-Eject lub w „Mój komputer” poprzez „Bezpieczne usuwanie” napędu. Oszczędność: ok. 0,5 do 1 W. Nawet jeśli fizycznie wyjmie się napęd, pozostaje w przeciwnym razie niewielki dodatkowy pobór mocy spowodowany programowo generowanymi wybudzeniami CPU.
- Karty pamięci: karty SD lub CF w gnieździe zużywają trochę prądu. Dlatego należy je wyjąć, gdy nie są już potrzebne.
- Karty PCMCIA: karty PCMCIA mogą pobierać znaczną ilość prądu. Jeśli nie są używane, należy je wyjąć. Szczególnie karty UMTS PCMCIA są znane jako prądożerne, zwłaszcza gdy są obsługiwane przez USB (gniazdo PCMCIA ma również dostęp do USB).
- Urządzenia USB: należy odłączyć wszystkie urządzenia USB. Po pierwsze dlatego, że same pobierają trochę prądu, a po drugie dlatego, że w przeciwnym razie utrudniają przejście w „Deeper Sleep” (C3/C4) (patrz niżej). Nowsze ThinkPady mogą przy okazji ładować urządzenia USB także w stanie wyłączonym, co może niepożądanie rozładowywać akumulator. Więcej na ten temat poniżej w ustawieniach BIOS-u oraz w Stromverbrauch im Hibernation unterbinden.
Wybór właściwej wersji BIOS-u
Zaskakujące, ale potwierdzone empirycznie: różne wersje BIOS-u mają najwyraźniej znaczący wpływ na pobór mocy. Jak dotąd nie udało nam się wyjaśnić dlaczego. Do tego czasu obowiązuje zasada: liczy się wynik.
Przykład T61 (wszystkie warianty T61 mają ten sam BIOS): wersja BIOS-u 1.26 wydaje się najbardziej oszczędna. Daje oszczędność około 4 W, czyli ok. 11 zamiast 15 W na bezczynnym pulpicie przy minimalnej jasności (dlatego modele 14"/15" prawie nie różnią się zużyciem energii). Powinno być przy tym słyszalne typowe piszczenie C4, charakteryzujące najniższy stan uśpienia CPU.
Wersje BIOS-u 1.xx najwyraźniej nie działają jednak w modelach Penryn. Użytkownicy zgłaszają, że z BIOS-em w wersji 2.10 osiągają także w modelach Penryn pobór mocy w stanie bezczynności około 12 W. Nie wiadomo jeszcze dokładnie, która wersja BIOS-u jest najoszczędniejsza.
do dokładniejszego wyjaśnienia
Ustawienia BIOS-u
- Włączanie C4: BIOS w aktualnych ThinkPadach obsługuje 3 stany oszczędzania energii ACPI: C1, C2, C3. Są one mapowane na stany oszczędzania energii procesora (Transparent Remapping). Aby procesor przechodził także w głębszy stan uśpienia (C4), musi być włączona opcja „Enter C4 on C3”. Oznacza to, że gdy osiągnięty zostaje stan ACPI C3, procesor jest, o ile to możliwe, przełączany w stan C4. W nowszych ThinkPadach (> sty. 2008) jest to domyślnie włączone. W starszych nie. Niektóre nie mają w BIOS-ie w ogóle możliwości ustawienia tej opcji.
- wyjaśnić dokładniej, które modele i od jakiego terminu dostawy
- Włączyć Speedstep (domyślnie włączony). Wyłączyć też Wake on LAN (domyślnie włączone).
- Zrzuty ekranu
- Ładowanie urządzeń USB przy wyłączonym ThinkPadzie należy wyłączyć (domyślnie już jest wyłączone). Ta opcja może bowiem pobierać prąd, nawet gdy nie są podłączone żadne urządzenia USB. Dokładniej: jeśli wyłączy się ThinkPada zasilanego z sieci z podłączonymi urządzeniami USB, przy włączonej tej opcji w BIOS-ie będą one nadal zasilane. Nawet po ich odłączeniu układy USB ThinkPada nadal pobierają trochę prądu. Problem pojawia się, gdy odłączy się wtyczkę zasilacza. W ciągu nocy traci się w ten sposób kilka watogodzin.
Porządkowanie usług Visty
- Warto w celach testowych uruchomić Vistę bez usług. Można to zrobić za pomocą MS-Config: tymczasowo wyłączyć wszystkie usługi w celach testowych i zrestartować system. Dokładniejsze informacje o konfiguracji usług Visty w Festplatte_abschalten.
Instalacja/aktualizacja ACPI, sterowników chipsetu i Service Packa
ThinkPady są wyposażone w chipsety Intela. Aktualne sterowniki można znaleźć na stronie Intela. Starsze sterowniki częściowo nie obsługują stanów uśpienia C4! Przy ręcznej instalacji sterowników nie działa jednak automatyczna aktualizacja systemu, dlatego ta droga jest polecana tylko zaawansowanym użytkownikom. Obecnie dobrze działające sterowniki chipsetu/ACPI można też uzyskać przez ThinkVantage Update Manager.
Uwaga: przynajmniej w modelach serii x udało się powtarzalnie zmierzyć duży wpływ kolejności instalacji. Najwyraźniej Service Pack do Visty zawiera pewne ustawienia ACPI/chipsetu, które zależą od kolejności instalacji. Prawidłowa kolejność instalacji:
- Zainstalować Windows Vista (czysta instalacja, bez Recovery)
- Wyłączyć Vista Update (inaczej występuje konflikt z ThinkVantage Update)
- Uruchomić ThinkVantage System Update, sterowniki chipsetu itp. również pobierać za jego pośrednictwem
- Zainstalować RMClock i TPFancontrol (C4 włączone)
- Włączyć Vista Update
- Zainstalować SP1, ręcznie lub automatycznie przez Vista Update, obie metody są dobre. Ważne: SP1 instalować dopiero po sterownikach chipsetu/ACPI i narzędziach zbliżonych do sprzętu, takich jak RMclock, inaczej ustawienia minimalizujące pobór mocy zostaną najwyraźniej nadpisane
- dalsze instalacje, takie jak Java / Flash itp.
Aktywacja uśpienia C4
Dokładne wyjaśnienie trybów oszczędzania energii CPU C3 i C4 znajduje się w Linux Stromsparen
Aby włączyć C4:
- w BIOS-ie (patrz wyżej). Opcja ta nie występuje jednak we wszystkich wersjach BIOS-u. W takim przypadku C4 można włączyć później w następujący sposób:
- albo za pomocą ukrytych parametrów w planach zasilania, zob. wątek Odblokowywanie ukrytych profili
- lub za pomocą narzędzia, polecany jest RMclock
Na co zwrócić uwagę:
- Niektóre ThinkPady są dostarczane z domyślnie „włączonym” C4, inne z „wyłączonym”
- dlaczego w niektórych ThinkPadach ważny stan C4 jest wyłączony, nie wiadomo dokładnie. Ponieważ C4 powoduje piszczenie C4, Lenovo mogło go z tego powodu wyłączyć. Ponadto przy włączonym C4 może dochodzić do przycinania podczas odtwarzania wideo (dokładne taktowanie można skonfigurować w CPU State Transitions za pomocą RMclock). Nowsze urządzenia (produkowane od 2008) mają najwyraźniej wszystkie włączone C4.
- w przypadku niektórych urządzeń zgłaszano, że włączenie C4 przez ukryte parametry w planach zasilania nie działa. Wtedy należy wybrać metodę przez RMclock.
- Różne ustawienia w RMclock i w planach zasilania (C4 jest w ukrytych parametrach) mogą prowadzić do konfliktów po wznowieniu z uśpienia. Dotychczas nie wiadomo dokładnie, przy jakich zdarzeniach te ustawienia są stosowane.
- wyłączyć problematyczne usługi/procesy w tle (zwłaszcza takie jak Vista Sidebar czy Skype). Niektóre procesy generują wybudzenia CPU i przez to utrudniają procesorowi przejście w stan oszczędzania C4
- odłączyć urządzenia USB (mysz USB itp.). USB wykonuje dostępy DMA i utrudnia C4. Zob. także wątek o poborze mocy przez USB.
- w ThinkPadach interfejs Bluetooth jest również podłączony przez USB. Dlatego: wyłączyć Bluetooth
- to samo dotyczy czytnika linii papilarnych. Aby sprawdzić, czy naprawdę przechodzi poprawnie w stan uśpienia podczas bezczynności, należy całkowicie wyłączyć port USB w Menedżerze urządzeń i obserwować przy tym pobór mocy.
- zaobserwowano też, że przy użyciu karty SD z ReadyBoost C4 nie działa. Dokładna przyczyna nie jest znana. ReadyBoost jednak szyfruje dane, co najwyraźniej mocno obciąża CPU i utrudnia C4
- Niestety nie ma możliwości bezpośredniego sprawdzenia, czy C4 jest poprawnie aktywowany. Działający tryb C4 można jednak rozpoznać po typowym piszczeniu C4. Oraz oczywiście po tym, że zużycie energii przy niskim obciążeniu jest o około 2–3 W niższe niż bez aktywowanego C4.
Undervolting
- Można to zrobić za pomocą narzędzi takich jak NHC lub RMclock. Wielu użytkowników uważa NHC za nieco prostsze w obsłudze. RMclock pozwala natomiast na bardzo wiele specjalnych ustawień procesora, aż po czasy przejść między stanami P. Warto w tym celu zapoznać się z bardzo dobrą dokumentacją RMclock. Dla ThinkPadów z chipsetem Santa Rosa nie ma (stan na lipiec 2008) NHC, ten chipset obsługuje tylko RMclock.
- najkorzystniejsze poziomy napięcia trzeba samodzielnie, z pewnym nakładem pracy, wyznaczyć dla swojego procesora. Ze względu na tolerancje produkcyjne nie można podać wartości ogólnych. Zwykłe procesory i procesory Low Voltage nie różnią się przy tym stabilnie osiąganymi poziomami napięcia, zobacz skandal z Intel Low Voltage.
Wskazówki dotyczące RMclock
Zrzuty ekranu z ustawieniami (zamieszczone w tym wątku przez sonny)
- animowane ikony RMclock w zasobniku systemowym najwyraźniej zakłócają tryb C4. Dlatego ikony w zasobniku należy wyłączyć w ustawieniach lub, alternatywnie, zamknąć RMclock.
- Włączenie C4 pozostaje także po zamknięciu programu, ale nie po restarcie. W tej metodzie trzeba więc włączać C4 po każdym restarcie.
- Warunek: C4 jest włączone w BIOS-ie (jeśli opcja istnieje) i zainstalowane są aktualne sterowniki chipsetu
- W „Advanced CPU Settings” na dole jest możliwość ustawienia „Apply these settings at startup”. Trzeba to zastosować dla ustawień procesora i chipsetu.
- Jeśli obciążenie CPU w RMClock jest wyższe niż w Menedżerze zadań Windows, procesor jest w stanie uśpienia. Jest to więc wskaźnik stanów C. Im wyższe „fałszywe” obciążenie CPU w RMClock, tym głębiej śpi procesor.
- We współdziałaniu z planami zasilania Windows mogą wystąpić konflikty. Są one bowiem zawsze ponownie aktywowane po uśpieniu/wznowieniu lub przełączeniu akumulator/zasilanie sieciowe. Jeśli więc C4 jest wyłączone w ukrytych parametrach, ustawienie w RMclock jest częściowo nadpisywane.
- Odblokowanie VID: http://www.computerbase.de/forum/showpost.php?p=4116357&postcount=5
Skandal z Intel Low Voltage
Dzięki undervoltingowi, np. za pomocą RMclock, także zwykły procesor „T” można doprowadzić do wartości poboru mocy procesora Low Voltage (LV). x61 z procesorem T zużywa wtedy tyle samo co x61s z procesorem LV.
Te same napięcia rdzenia dla procesorów T i LV dotyczą tylko chipsetów Santa Rosa, ze względu na tryb Super LFM. Na chipsecie Napa, czyli np. w x60, napięcie rdzenia procesora T można obniżyć tylko do 0,95 V, ponieważ Intel wbudował w procesory T sprzętową blokadę (co właściwie nie byłoby konieczne). Można przypuszczać, że służy to wyłącznie lepszej sprzedaży procesorów LV w stosunku do procesorów T. W poza tym identycznych procesorach LV, montowanych w ThinkPadach x61 Santa Rosa (a także w ThinkPadach T61), ta blokada jest niżej, przy 0,85 V. Procesory LV pozwalają więc na obu chipsetach (Napa i Santa Rosa) ustawić 0,85 V jako napięcie minimalne, procesory T tylko na chipsetach Santa Rosa.
To, czy dany procesor pracuje stabilnie przy minimalnym ustawialnym napięciu rdzenia, zależy jednak od tolerancji produkcyjnych. Również tutaj, według obszernych pomiarów użytkowników ThinkPadów, procesory T i LV nie różnią się.
Zob. także wątek na forum ThinkPad.
Zużycie energii przez RAM
Pobór mocy przez układy RAM składa się z 3 części:
- Statyczne straty mocy (tyle jest tracone, nawet gdy nie są odczytywane ani zapisywane żadne dane)
- Straty wynikające z dynamicznego odświeżania (konieczne do zachowania danych). Zużycie przy dynamicznym odświeżaniu zależy od pojemności, ale wynosi <0,3 W, więc nie jest tak istotne.
- Straty zapisu i odczytu – główny pobór mocy pamięci RAM zależy od dostępów (co nie ma związku z pojemnością). Powstaje on zazwyczaj przez kartę graficzną. Wysoka rozdzielczość kosztuje więc nieco więcej prądu. W odniesieniu do RAM-u mieści się to w okolicach 0,5 W. Własna pamięć RAM dedykowanej karty graficznej kosztuje oczywiście dodatkowo trochę prądu. Rezygnacja z głębi kolorów (np. przełączenie z 24 bitów na 16 bitów) może więc dać pewną korzyść w poborze mocy – jest ona jednak bardzo niewielka.
Oszczędzanie energii w WLAN
W Viście Wi-Fi – inaczej niż jeszcze w Windows XP – nie jest już domyślnie ustawione na niski pobór mocy. Powodem są prawdopodobnie problemy z niektórymi routerami w trybie oszczędzania energii. Przez to Vista zużywa podczas pracy z Wi-Fi około 2 W więcej niż XP. W Menedżerze urządzeń można skonfigurować ustawienia połączenia Wi-Fi oraz zmniejszyć moc nadawania lub włączyć zarządzanie energią.
Pobór mocy przez Wi-Fi wynosi wtedy tylko 0,1 W (bez ruchu danych). Włączone lub wyłączone Wi-Fi zużywa wtedy mniej więcej tyle samo. Przy pełnym ruchu danych Wi-Fi pobiera około 3-4 W.
Wyłączanie dysku twardego
zobacz Wyłączanie dysku twardego
Użytkownicy ThinkPadów zgłaszają zmniejszenie poboru mocy z dawnych około 15 W do poniżej 8 W (bezczynny pulpit przy minimalnej jasności).
Błąd Drain Bug w Vista Tablet
- Modele x60s i x60t są sprzętowo w dużej mierze identyczne i teoretycznie zużywają tyle samo energii. Podobnie x61s i x61t. W praktyce tablety zużywają jednak więcej. Dotychczas nie udało się dokładnie ustalić, z czego to wynika. Problem krąży jednak pod nazwą „Vista Tablet Drain Bug”. Akumulatory tabletów mają nieco mniejszą pojemność, to oczywiste i zostało to uwzględnione. Nie jest dotąd jasne, czy ten błąd występuje także w XP, prawdopodobnie jednak tak. Vista nie zużywa więcej niż XP.
- Pod Linuksem zużycie energii przez x60s lub x60t, a także x61s lub x61t jest faktycznie identyczne. Digitizer nie pobiera prądu, gdy nie jest używany. Pod Linuksem czas pracy x61t wynosi 5–6 godzin zamiast 4–5 godzin pod Vistą.
- Krąży wiele teorii na temat przyczyn. Stan C4, napięcia V-Core i ustawienia przejść stanów P CPU, procesy tabletu takie jak wisptis.exe itd. Niektórzy użytkownicy donoszą o sukcesach po czystej instalacji, przy czym stwierdzono różnice wynikające wyłącznie z kolejności instalacji sterowników chipsetu i sterowników ACPI. Inni nie byli w stanie odtworzyć tych efektów. Dotychczas nie udało się dokładniej zawęzić przyczyn tego „Drain Buga” ani przełożyć tego na wyraźnie dłuższy czas pracy w systemie Windows. Powtarzalnie dłuższy czas pracy uzyskuje się jak dotąd tylko po instalacji Linuksa, z poborem mocy niższym o około 1–2 W. Więcej na ten temat w Linux Stromsparen.
- Modele z Core Solo ULV zdają się nie być dotknięte tym Drain Bugiem
Szczegółowa dyskusja: http://www.thinkpad-forum.de/thread.php?threadid=33856
Vista, XP czy Linux?
Pobór mocy w różnych systemach operacyjnych jest niemal identyczny. Vista ma (prawdopodobnie) minimalnie ulepszony scheduler, dzięki czemu jest nieco bardziej oszczędna niż XP. To samo dotyczy Linuksa przy użyciu aktualnych wersji jądra. Zobacz też Vista versus XP oraz Linux Stromsparen.
Typowy pobór mocy ThinkPadów
- x61, x61s, x61t (wszystkie zużywają dokładnie tyle samo przy aktywnym undervoltingu): 6–7 W (idle@10% jasności), 12–15 W (biuro i surfowanie@50% jasności)
- x60, x60s, x60t: brak mierzalnej różnicy w porównaniu z serią x 61.
- x60 Core Solo: 5–6 W (idle@10% jasności), 10–12 W (biuro i surfowanie@50% jasności)
- T61 14" wide WSXGA+, Nvidia: 12-13 W (bezczynność @10% jasności), 16-20 W (biuro i surfowanie @50% jasności).
- R61 15" 4:3 XGA, Intel X3100: 11 W (idle@jasność 0%), 14 W (surfowanie, LaTeX@30% jasności)
Dalsze linki
- Porównanie poboru mocy w Windows i Linuksie znajdziesz w Linux Stromsparen
- Relacja z doświadczeń: obniżanie głośności wentylatora i dysku twardego w T60(p) autorstwa użytkownika sonny na forum Thinkpad
