Обзоры
Технологии энергосбережения

Технологии энергосбережения


Вопрос снижения энергопотребления компьютера наверняка интересует многих читателей, причем из разных соображений. Одни желают сэкономить на счетах за электроэнергию (особенно если домашний ПК функционирует круглосуточно), другие хотят уменьшить тепловыделение основных компонентов, тем самым добившись тишины в работе, третьи озабочены экологической ситуацией на Земле и желают внести свою лепту в сохранение ресурсов планеты. Эти ключевые моменты можно по-разному комбинировать – именно так и происходит в реальной жизни, ведь у каждого из нас свои приоритеты.

В данном материале мы расскажем о том, как можно уменьшить уровень энергопотребления ПК. Нужно ли это делать, и если да – то во имя чего, решать, конечно же, вам. В любом случае надеемся, что затронутая тема вызовет интерес и никого не оставит равнодушным.

Добиться поставленной цели применительно к компьютеру можно самыми разными способами. Особого внимания заслуживают следующие:

  1. традиционный апгрейд системы, замена устаревших компонентов с высоким энергопотреблением на новые эффективные модели, не уступающие, а часто и превосходящие их в плане быстродействия;
  2. максимально полное использование возможностей энергосбережения, заложенных производителями компонентов ПК;
  3. дополнительная настройка системы (снижение питающих напряжений, частоты работы основных узлов компьютера), которая позволит сэкономить десяток-другой ватт электроэнергии в час.

Впрочем, всегда существуют более оригинальные альтернативные варианты решения поставленной задачи – о них мы также вкратце расскажем. Расчеты экономической целесообразности уменьшения энергопотребления компьютера и другие любопытные выводы прилагаются, поэтому переходим к описанию означенных пунктов.

Апгрейд системы как средство снижения энергопотребления

Установить в ОС время, через которое выключится монитор при бездействии системы, под силу каждому (Свойства дис-плея → Заставка → Питание)

Один из наиболее простых и эффективных способов уменьшить энергопотребление ПК – модернизировать его отдельные компоненты или систему в целом. Конечно, процесс затратен в финансовом плане, но бесспорное преимущество для пользователя – зачастую получение высшего уровня быстродействия. Так, процессоры Intel Core 2 Duo гораздо экономичнее, чем памятные Pentium D 8xx/9xx, которые с успехом могли заменить небольшие печки. При этом экономичность современных моделей на порядок выше. Еще один хороший пример – графические адаптеры. Ни для кого не секрет, что некогда топовый Radeon HD 2900 XT отличался хорошим «аппетитом» в плане энергопотребления. Современные видеокарты (к примеру, HD 4850), чипы которых выполнены по более тонкому техпроцессу, наряду с увеличением производительности позволяют сэкономить пару десятков ватт при работе системы.

Все вышесказанное касается и мониторов. Так, потребление устаревших ЭЛТ-моделей находится на отметке 70–100 Вт и более в зависимости от диагонали экрана. Жидкокристаллические сородичи обходят их на порядок в плане экономичности – им для работы достаточно 30–50 Вт. Логично: с увеличением диагонали дисплея растет и его энергопотребление. И если переход от 17-дюймового дисплея к 22-дюймовому почти незаметен (30 Вт против 40–45 у ЖК-версий), то уже 30-дюймовые экземпляры потребляют свыше 130 Вт электроэнергии.

Еще один вариант экономии – отказ от слишком мощных блоков питания, которые при обеспечении слабых и средних систем работают с низким КПД. Чем ближе показатели реальной потребляемой от БП мощности и заявленной, тем коэффициент полезного действия выше.

Однажды став заложниками прогресса и занимаясь регулярным апгрейдом системы, мы часто автоматически снижаем уровень энергопотребления ПК, даже не подозревая об этом. Если же тщательно подбирать компоненты, порой можно достигнуть приличных результатов, однако для этого придется следить за новинками рынка и изучать материалы, посвященные тематике энергопотребления.

Производители все делают за нас?!

Именно такой вывод напрашивается, если вникнуть в технологии энергосбережения, предлагаемые производителями компонентов ПК. Далеко не всегда, заботясь об экологии, они заинтересованы в уменьшении нагрева собственных разработок, ведь порой данный критерий становится одним из главных при их выборе.

Утилита ATI Tray Tools, кроме управления частотами работы, позволяет регулировать напряжение питания GPU современных графических адаптеров

Отметим старания AMD и Intel на этом поприще. Первая компания реализовала в своих CPU технологию Cool’n’Quiet, вторая – EIST (Enhanced Intel SpeedStep Technology). Задача данных механизмов сводится к снижению рабочей частоты процессоров во время простоя системы и невостребованности максимального уровня производительности, который способно обеспечить сердце ПК.

Аналогичные механизмы реализованы в графических адаптерах – еще с 2002–2003 годов видеокарты от ATI и NVIDIA функционируют в 2D-режиме на пониженных частотах. Совершенствование применяемых технологий позволило управлять напряжением питания и устанавливать несколько режимов работы – 2D, Low-Power 3D, 3D. Третий, наиболее производительный, активируется только при запуске требовательных игровых приложений. Определенная экономия достигается за счет других новшеств (например, Hybrid SLI от NVIDIA – использование встроенной видеокарты позволяет отключать дискретную при работе в двухмерном режиме).

Отдельные производители предлагают собственные решения, повышающие экономичность компонентов ПК. Так, компании ASUS и Gigabyte анонсировали достаточно схожие механизмы энергосбережения, внедряемые в материнских платах, – EPU (Energy Processing Unit) и DES (Dynamic Energy Saver). Обе технологии предусматривают возможность отключения отдельных фаз питания процессора, когда система функционирует не в полную мощность, а также дополнительные средства управления параметрами ПК. Данные механизмы обеспечивают незначительную экономию – счет зачастую идет на единицы или доли ватт, однако начало эпохе энергосбережения, которую можно использовать и в маркетинговой сфере, положено.

Отметим также выпуск компонентов с низким уровнем TDP – подобные шаги характерны в первую очередь для производителей процессоров. К примеру, CPU серии Energy Efficient с уменьшенным относительно сородичей тепловым пакетом от компании AMD заслужили признание среди тех, кто собирает тихие ПК.

Тонкая настройка системы

Впрочем, ограничиваться лишь модернизацией компьютера и рассчитывать только на старания производителей компонентов было бы неправильно. Каждому пользователю доступны мощные средства снижения уровня энергопотребления ПК. Каким образом это сделать и что мы имеем в виду? Некоторые читатели уже наверняка догадались, что речь в данном материале пойдет в первую очередь о даунклокинге. Для этого придется вспомнить советы, приведенные в статьях о разгоне системы, опубликованные в осенних номерах «Домашнего ПК».

Итак, вот краткий перечень того, что может сделать каждый пользователь.

  1. Понизить питающее напряжение основных компонентов компьютера – процессора, оперативной памяти, чипсета. При этом не обязательно жертвовать производительностью – значения в пределах 10–15% номинала зачастую некритичны для стабильности системы при заданных настройках.
  2. Уменьшить частоту работы отдельных узлов, в первую очередь CPU. Подобный шаг актуален для тех, кто использует современные ПК в основном или исключительно для выполнения нересурсоемких задач (работы в офисных приложениях, просмотра видео и т. д.).
  3. Максимально понизить частоту работы видеокарты как минимум в 2D-режиме (а при желании сделать то же, но в меньшей мере, для 3D). Современные утилиты для тонкой настройки графической подсистемы с успехом позволяют это делать, создавая профили производительности с заданными пользователями настройками. К слову, на отдельных видеокартах доступно управление напряжением питания GPU, понижение которого поможет сэкономить еще несколько ватт.
  4. Отключать монитор при простое ПК свыше определенного периода времени (это делается в базовых настройках ОС), если за компьютером никто не работает. То же касается и жестких дисков.
  5. Снизить яркость монитора – как показывают наши тесты, от подобного шага порой можно ожидать довольно существенной экономии.

Произвести вышеуказанные манипуляции по отношению к процессору, оперативной памяти и чипсету можно в BIOS материнской платы, либо используя утилиты производителей, позволяющие изменять необходимые параметры, если таковые имеются (отдельные вендоры обеспечивают собственные продукты мощными средствами мониторинга и управления системой из-под ОС). Настройка видеокарты производится любой функциональной утилитой (RivaTuner, ATI Tray Tools), продвинутые пользователи могут изменить таблицу частот и напряжений графического адаптера в его прошивке.

Для практического исследования эффективности описанных шагов мы провели небольшое тестирование, замерив энергопотребление системы в разных режимах работы.

Как оказалось, даже снижение питающих напряжений основных компонентов дает достаточно неплохую экономию электроэнергии – при этом мы не жертвуем ни уровнем быстродействия, ни стабильностью системы. Дальнейшее изменение частоты работы процессора, оперативной памяти, использование одного двухгигабайтового модуля ОЗУ вместо двух одногигабайтовых, управление параметрами графического адаптера при сравнительно небольшой потере производительности позволяют сэкономить намного больше. Если ресурсы ПК не используются на полную мощность, почему бы не прибегнуть к подобным шагам?

Альтернативы

Альтернативы вышеперечисленным способам снижения энергопотребления ПК есть всегда. Самая простая – своевременно выключать компьютер, меньше сидеть перед монитором. Вариант, требующий определенных денежных затрат, – приобретение второго ПК исключительно для нересурсоемких задач, за решением которых большинство из нас проводят львиную долю времени. При этом компьютер изначально должен быть энергоэффективным (идеальный вариант – неттоп). Можно вместо десктопа в повседневной работе использовать ноутбук – потребление современных моделей не превышает 40–50 Вт против 100–200 Вт у среднестатистического системного блока.

Впрочем, если вы заинтересованы в снижении уровня энергопотребления в экологических целях – тогда самое время задуматься о других бытовых приборах в доме, о реальных и достаточных объемах потребления различных товаров, в том числе продуктов питания, и о кардинальном изменении стиля жизни.

Возвращаясь к компьютерам, отметим, что приведенный список – далеко не полный. Каждый может попробовать найти оригинальный способ дополнительного снижения энергопотребления собственного ПК.

Методика тестирования

Для исследования эффективности приведенных советов был собран тестовый стенд, имитирующий современный ПК. Его конфигурация описана в конце статьи, здесь же мы распишем режимы работы основных компонентов.

Номинальный – все устройства функционируют на штатных частотах. Напряжения питания процессора и оперативной памяти по умолчанию равны 1,2 и 2,0 В соответственно.

Оптимальный – CPU и модули ОЗУ работают на штатных частотах, но их напряжения питания снижены до 1,1 и 1,8 В. Замеры уровня энергопотребления проводились для двух вариантов: видеокарта функционирует в номинале (а); видеокарта подвергнута даун-клокингу с 670/4200 МГц до 550/3400 МГц (б).

Экономичный – частота процессора снижена до 2065 МГц (295×7). Аналогично тестам в оптимальной энергосберегающей конфигурации испытания проходили в штатном режиме работы графического адаптера (а) и при понижении его частот до 550/3400 МГц, однако в этот раз с 1,158 В до 1,006 В дополнительно снижалось напряжение питания GPU (б).

Замеры производились при полном бездействии системы (в простое), при загрузке ПК графическим тестом Firefly Forest из пакета 3DMark05 и процессорным OCCT Perestroika 2.0.1.

Дополнительно приведены данные зависимости уровня энергопотребления монитора от яркости свечения экрана и количества планок памяти в ПК (только для режима простоя, в загрузке экономия электричества лишь увеличится).

Расчет экономической целесообразности

Один из вопросов, который интересует большинство читателей, –поможет ли борьба с «прожорливостью» ПК сэкономить дополнительные средства на счетах за электроэнергию. Для этого мы решили провести небольшие и достаточно усредненные расчеты. Результаты в каждом отдельно взятом случае могут существенно разниться преимущественно в лучшую сторону – в наши оценки заложен низкий уровень снижения потребления компьютера.

Итак, мощность среднестатистического ПК может достигать 200 Вт. Даже благодаря понижению питающих напряжений основных компонентов, возможно, небольшому уменьшению частоты их работы и изменению яркости монитора, без труда можно добиться экономии 20–25 Вт электроэнергии в час.

Допустим, компьютер функционирует ориентировочно по 7 часов в день. Таким образом, суточная экономия достигнет: 25 Вт×7 ч = = 0,175 кВт•ч. Тридцать дней в месяц – это 5,25 кВт•ч экономии. При нынешних расценках на электроэнергию (0,2436 грн за один киловатт-час) и соответствующем уровне нам удастся сберечь всего 1,28 грн. За год «накапает» 15,36 грн. Согласитесь, эта сумма слишком мала для того, чтобы незамедлительно заняться снижением энергопотребления своего компьютера. Однако у медали есть и другая, гораздо более интересная и привлекательная сторона. Возможно, иные факторы послужат руководством к действию.

Интересные данные об энергопотреблении ПК

Более 30 миллиардов киловатт-часов энергии ежегодно тратятся впустую только из-за того, что люди ленятся вовремя выключить свой компьютер. Если бы к данной проблеме относились серьезнее, то, кроме всего прочего, это помогло бы сэкономить более 3 млрд долларов. Выбросы СО2 от сжигания топлива для генерации электроэнергии для питания всего 15 среднестатистических компьютеров равны таковым от одного автомобиля.

Из одного барреля нефти (160 литров) вырабатывается около 556 кВт•ч электроэнергии. Мощность, потребляемая современным системным блоком, в среднем достигает 200 Вт. Добавьте к этому еще 80 Вт, если используется ЭЛТ-монитор (значение для жидкокристаллических моделей примерно в два раза меньше). Таким образом, среднестатистический ПК нуждается примерно в 1 кВт каждые 4 часа. Если оставить компьютер работать в режиме 24/7 (а ведь именно так многие пользователи и поступают), он будет «съедать» один баррель нефти каждые 90 дней. При оптимизации уровня его энергопотребления можно увеличить длительность данного периода до 6 месяцев и более.

Помните: компьютер, на котором запущен всего лишь скринсейвер, за час все равно «вытянет» из сети больше половины максимальной потребляемой мощности. Каждый использованный на питание ПК киловатт электроэнергии условно равен попаданию в атмосферу порядка 0,68 кг CO2, что за день составит примерно 8 кг, за год 1,49 тонны CO2, и это всего от одного компьютера!

Сейчас в мире насчитывается около 660 млн функционирующих ПК, на питание которых сжигается ископаемое топливо, что приводит к выбросу 30 млрд кг CO2 каждый год. Если ничего не предпринимать, то через пять лет данная цифра может удвоиться.

Подготовлено на основании данных ресурса localcooling.com.

Итоги

Как показывают наши расчеты целесообразности снижения уровня энергопотребления ПК, среднестатистическому пользователю подобные действия не принесут ощутимой экономии на счетах за электроэнергию. Полторы-две гривны в месяц – не те деньги, которые подтолкнут тысячи пользователей к применению советов, заложенных в данном материале. Однако не все столь безнадежно. Не следует забывать о том, что уменьшение энергопотребления означает снижение тепловыделения основных узлов компьютера. Как следствие, можно без риска перегрева уменьшить обороты системных вентиляторов – тишина в работе многим покажется более ощутимым преимуществом. Пожалуй, самый интересный аспект затронутой темы – экологический. Вопрос сохранения ресурсов планеты сегодня особо актуален. Поддерживать «зеленые» инициативы становится модно. Конечно, снижение энергопотребления одного компьютера на 25 ватт – капля в море, однако в глобальных масштабах даже в пределах исключительно нашей страны счет может идти на мега- и гигаватты сэкономленного электричества. О сколь-нибудь ощутимой экономии можно говорить уже в пределах больших предприятий, на которых десятки и сотни ПК функционируют минимум по 8 часов в день.

Некоторые производители, внедряющие соответствующие технологии в свои продукты (например, те же ASUS и Gigabyte со своими EPU и DES соответственно), заявляют о ежегодном виртуальном спасении лесов благодаря использованию их компонентов. Так почему бы всем нам не предпринять маленькие и фактически ничего не стоящие, однако гораздо более ощутимые в плане экономии меры, и сделать то же самое, но несколько в иных масштабах? Конечно, снижение энергопотребления одних лишь ПК не решит экологических проблем: применительно к электроэнергии можно вспомнить и о многих других бытовых приборах, потребляющих гораздо большие мощности, – например чайниках, холодильниках, кондиционерах. Поэтому поддерживать спасение ресурсов планеты, если «зеленые» идеи и технологии вам по душе, нужно по всем направлениям.

В то же время мы не сказали о главном. Даже если две гривны в месяц для вас некритичны, уровень шума работающего компьютера вполне устраивает и экология – не ваша тема, почему бы просто не расширить собственные познания в компьютерной сфере? Несколько минут игры с настройками системы дадут опыт и понимание того, как функционирует ПК, какими параметрами пользователь может управлять. Это преимущество для многих должно стать если не основополагающим, то как минимум веским дополнительным бонусом, который можно получить благодаря практическому применению советов данного материала. Набирайтесь опыта, изучая свой компьютер!

Конфигурация тестового стенда
Процессор Intel Core 2 Quad Q8200 (2,33 ГГц)
Кулер Intel BOX
Материнская плата ASUS Maximus II Formula (Intel P45)
Оперативная память 2×1 ГБ Aeneon Xtune DDR2-1066; 2 ГБ DDR2-800
Видеокарта Force3D Radeon HD 4850 Black Edition
Жесткий диск Samsung SP2504C, 250 ГБ
Оптический накопитель Samsung SH-S202
Блок питания be quiet! Dark Power PRO BQT P6PRO-1000W
Монитор LG 1730B
Измерительный прибор Watts Up Pro
Продукты предоставлены
ASUS MDM, www.mdm.ua
Aeneon TNG, www.tng.com.ua
be quiet! Revoltec, www.revoltec.com.ua
Force3D DataLux, www.datalux.ua
Intel Представительство Intel в Украине, www.intel.ua
Watts Up Pro Представительство Intel в Украине, www.intel.ua
LG Представительство LG в Украине, ua.lge.com
Samsung Представительство Samsung в Украине, www.samsung.ua

В оформлении использованы пиар-материалы компании ASUS.


Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: