Aus LinuxUser 03/2010

Stromverbrauch bei Notebooks vermindern

© Ale Paiva,sxc.hu

Stehvermögen

Wer viel mobil arbeitet, schenkt seinem Notebook einen großen Akku – oder verringert die Stromaufnahme. Unter Linux gibt für Letzteres eine ganze Reihe von Möglichkeiten.

Wie sich die Laufzeit eines Notebooks mit schlechter Software verringern lässt, weiß man spätestens seit Windows Vista. Das Wunder-Betriebssystem aus Redmond benötigte auf den meisten Rechnern bis zu 30 Prozent mehr Strom als der Vorgänger Windows XP. Doch auch Linux kommt beim Stromspartest nicht immer sehr gut weg. Das ist schade, lässt sich doch die Akkulaufzeit über die folgenden drei einfachen Punkte schnell und wesentlich verbessern:

  • Bildschirmhelligkeit und Grafiktreiber
  • Prozessor- beziehungsweise Prozess-Management
  • Ausschalten nicht genutzter Peripheriegeräte

Auf den meisten Notebooks lassen sich durch diese drei Punkte Stromeinsparungen von 5 bis 10 Watt erreichen, selbst Werte über 15 Watt sind keine Seltenheit. Anstatt zwei Stunden arbeitet der Akku dann drei, wie der Artikel im Folgenden zeigt.

Display und Grafiktreiber

Proprietär hin, proprietär her: Die Originaltreiber von ATI/AMD und Nvidia arbeiten deutlich effizienter als die freien Alternativen. Unter dem Aspekt des Stromsparens stellt die Installation der entsprechenden Treiber daher auf einem System mit ATI- oder Nvidia-Grafik ein Muss dar.

In unseren Tests mit einem rund zwei Jahre alten Notebook mit integrierter Radeon-3200-Grafik verbrauchte der proprietäre fglrx-Treiber rund 5 Watt weniger als der aktuelle radeonhd-Treiber. Auch auf einem bereits etwas älteren Notebook mit Nvidia-5200-Grafik lagen die Durchschnittswerte mit dem proprietären Kernelmodul nvidia um 3 bis 4 Watt tiefer als mit dem freien nv– oder nouveau-Treiber. Dies gilt auch für Desktop-Systeme, wie ältere Tests zeigen [1].

Neben dem Treiber spielt auch die Helligkeit des Displays eine sehr große Rolle: Zwischen dem Maximal- und Minimalwert liegen je nach Bildschirmgröße und verbauter Hardware ebenfalls bis zu 5 Watt. Anstatt bei voller Displayhelligkeit und voller Beleuchtung zu arbeiten, lohnt es sich deshalb, am Abend das Licht im Raum etwas zu dimmen und die Helligkeit des LCD-Displays herunterzufahren. Die meisten Distributionen unterstützen dies von Haus aus, nur bei sehr wenigen Notebooks (einige Macbooks, Amilo Mini) sorgt die Regelung der Hintergrundbeleuchtung für Probleme. Mit einem aktuellen Kernel und entsprechenden grafischen Tools (Abbildung 1) lässt sich die Bildschirmhelligkeit zudem auch per Software regulieren.

Abbildung 1: Bei den meisten Notebooks lässt sich die Hintergrundbeleuchtung auch per Software steuern.
Abbildung 1: Bei den meisten Notebooks lässt sich die Hintergrundbeleuchtung auch per Software steuern.

Energiefressende Prozesse

Wer mit seinem Notebook arbeiten möchte, achtet dabei nicht vorrangig auf den Stromverbrauch. Doch manchmal werkeln Programme oder Programmteile im Hintergrund, die den Rechner belasten, ohne dass man es möchte. Kandidat Nummer 1 der stromfressenden Prozesse ist auf den meisten Rechnern der Webbrowser beziehungsweise das Flash-Player-Plugin. Es benötigt je nach Hardware zwischen 30 und 60 Prozent der CPU-Leistung und sorgt somit für einen permanenten Stromverbrauch. Achten Sie deshalb darauf, den Browser zu schließen oder einen Flashblocker einzusetzen, wenn Sie ohne Stromanschluss arbeiten und gerade nicht im Internet surfen. Ein kurzer Blick auf die Ausgabe von top verrät weitere potenzielle Sünder.

Der Stromverbrauch jeder Anwendung sinkt und steigt mit der Frequenz des Prozessors. Praktisch sämtliche Distributionen setzen die CPU in der Grundeinstellung auf ein dynamisches Taktverhalten: Wird mehr Power benötigt, schaltet die CPU hoch – benötigt der Rechner keine Leistung, taktet sie herunter. Bei Notebook-CPUs liegen zwischen den beiden Werten in der Regel nur ein paar Watt, bei Desktoprechnern mit Vier- oder sogar Achtkern-Prozessor beträgt der Unterschied schon mal über 20 Watt. Das dynamische Hoch- und Heruntertakten (auch Frequency Scaling oder Performance-State genannt) bringt somit auf den ersten Blick sehr große Einsparungen beim Stromverbrauch.

Doch auf aktuellen Linux-Systemen sind so viele Prozesse aktiv, dass die CPU auch bei dynamischem Verhalten zu rund zehn Prozent trotzdem auf der höchsten Energiestufe arbeitet, was einen Großteil der vermeintlich eingesparten Energie verpuffen lässt. Unseren Tests zufolge lohnt es sich deshalb nicht immer, im Akkubetrieb die CPU auf dynamischer Taktung zu belassen: KDE, Gnome und Co. bringen selbst bei einer permanent auf 600 MHz heruntergetakteten CPU noch mehr als genügend Leistung, um das flüssige Arbeiten im Editor zu ermöglichen, Sudoku zu spielen oder E-Mails zu beantworten.

Dynamisch arbeiten

Aktuelle Kernel-Versionen unterstützen bei AMD- und Intel-Prozessoren neben dem (veralteten) manuellen Setup der CPU-Frequenz drei Stromsparmodi. Diese aktiviert der Betriebssystemkern über entsprechende Scheduler (siehe Tabelle „Powersave-Governors“). Der einfachste Stromsparmodus nennt sich powersave. Er taktet die CPU auf die niedrigste Frequenz herunter und belässt sie in diesem Zustand. Daneben gibt es zwei dynamische Regler: ondemand und conservative. Während der Ondemand-Scheduler die CPU bei Bedarf sofort auf die höchste Frequenz taktet, arbeitet Conservative zunächst mit der niedrigsten Frequenz weiter und erhöht die Taktrate nur, falls der Bedarf an CPU-Leistung bestehen bleibt. Beim Heruntertakten verhalten sich die zwei Scheduler analog: Ondemand schaltet sofort wieder zur niedrigsten Frequenz, Conservative erst nach einer gewissen Zeit.

Powersave-Governors

Governor Erklärung Kernel-Modul
performance CPU arbeitet permanent auf höchster Frequenz cpufreq_performance
ondemand CPU schaltet bei Bedarf sofort auf die höchste Frequenz cpufreq_ondemand
userspace Die Frequenz lässt sich von Hand einstellen (veraltet) cpufreq_userspace
conservative CPU schaltet bei Bedarf zur nächst höheren Frequenz cpufreq_conservative
powersave CPU bleibt auf der niedrigsten Frequenz cpufreq_powersave

Bei AMD-Prozessoren sorgt der Conservative-Scheduler für die längsten Akkulaufzeiten; auch die Kernel-Dokumentation empfiehlt, ihn zu nutzen. Für Intel-CPUs dagegen soll laut Kernel-Entwickler Arjan van de Ven der Ondemand-Scheduler die erste Wahl sein [2]. In unseren Tests mit Intel- und AMD-Prozessoren aus der Mobil-Riege ließen sich jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den zwei dynamischen Governors feststellen, die Verbrauchsdifferenz liegt unter 0,1 Watt. Hingegen wirkt sich der Governor je nach CPU auf den Lüfter aus: Bei Powersave-Einstellungen blieb dieser auf einem unserer Testrechner stets auf niedrigster Stufe, bei einem dynamischen Governor schaltete er von Zeit zu Zeit ein. Detaillierte Benchmarks mit RHEL 5.2 finden sich bei IBM [3].

Am einfachsten benutzen Sie für das Setup des gewünschten Schedulers ein grafisches Tool. Unter KDE klicken Sie zum Beispiel auf das Batteriesymbol der Energieverwaltung und wählen hier einen Eintrag unter Energieprofil aus. Über die Einstellungen finden Sie unter Profile ändern | Prozessor und System die verfügbaren Scheduler zur Auswahl (Abbildung 2). Mit Dynamisch (Energiesparend) schaltet das System auf Conservative, über Dynamisch (nach Bedarf) schalten Sie den Ondemand-Governor ein. Die einzelnen KDE-Energieprofile nehmen über den CPU-Scheduler hinaus noch zahlreiche weitere Einstellungen vor. So deaktiviert etwa das Profil Xtreme Powersave in der Grundeinstellung auch sämtliche Desktop-Effekte. In unseren Tests ergaben sich jedoch dadurch Desktop-Effekte keine messbaren Einsparungen beim Stromverbrauch (einen funktionierenden Grafiktreiber vorausgesetzt).

LinuxUser 03/2010 KAUFEN
EINZELNE AUSGABE Print-Ausgaben Digitale Ausgaben
ABONNEMENTS Print-Abos Digitales Abo
TABLET & SMARTPHONE APPS
Deutschland

Hinterlasse einen Kommentar

  E-Mail Benachrichtigung  
Benachrichtige mich zu: