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Strom sparen

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Zum Verständnis dieses Artikels sind folgende Seiten hilfreich:

Wiki/Icons/notebook.png Ubuntu bietet von Haus aus leider nicht immer die gleichen Möglichkeiten zum Strom sparen wie Windows. Dies wird insbesondere bei mobilen Geräten wie beispielsweise Notebooks deutlich. Dadurch kann sich die maximale Akkulaufzeit unter Ubuntu deutlich von der unter Windows unterscheiden.

Dieser Wiki-Artikel basiert auf Erfahrungen mit einem Samsung X20 und soll verschiedene Möglichkeiten aufzeigen, mit denen die Laufzeit verlängert werden kann – auch wenn damit nicht zwangsläufig die gleiche Laufzeit wie unter Windows erreicht wird. Am Ende findet man eine Liste mit erfolgreich getesteter Hardware, die gerne erweitert werden kann.

Auch wer einen Desktop-Rechner einsetzt, kann von einigen der vorgestellten Mechanismen profitieren. Allerdings hat diese Geräteklasse den doppelten bis dreifachen Strombedarf eines Notebooks.

Aktueller Energieverbrauch

Um eine vergleichbare Aussage über den Stromverbrauch treffen zu können, sollte man die Leistung in Watt (Spannung in Volt mal Strom in Ampere) herausfinden. Bei einem durchschnittlichen Laptop im Leerlauf müsste sich hierbei ein Leistungsbedarf von ca. 15 - 25 Watt ergeben. Unter Voll-Last kann sich dieser leicht verdoppeln. Bei der Messung hilft ein Energiekostenmessgerät, wie es im Elektrofachhandel für ungefähr 20 Euro verkauft wird.

Energieverwaltung

Die meisten Desktop-Umgebungen enthalten grafische Werkzeuge, um entsprechende Einstellungen vorzunehmen.

GNOME 3

./Leistung.png Beim Akkubetrieb wird in Menüleiste ein Symbol mit dem Ladezustand angezeigt. Bei einem Linksklick linke Maustaste auf das Symbol erscheint ein Menü. Der erste Menüpunkt informiert über den Ladezustand des Akkus bzw. liefert eine Schätzung, wieviel Zeit bis zum vollständigen Laden oder Entladen verstreichen wird. Ein weiterer Linksklick auf den Menüpunkt öffnet die "Energiestatistik", in der weitere Informationen zu Netzteil, Akku und Prozessor angezeigt werden.

Der zweite Menüpunkt "Zeit in der Menüleiste anzeigen" schaltet die Anzeige der Restzeit (bis geladen/entladen) für das Symbol in der Menüleiste um. Der dritte Menüpunkt "Energieeinstellungen..." öffnet "Systemeinstellungen → Leistung" in der das Verhalten bei Inaktivität, Erreichen des kritischen Ladezustandes und Schließen des Deckels eingestellt werden können.

KDE

Wiki/Icons/Oxygen/preferences-system-power-management.png Die KDE Energieverwaltung ist erst ab KDE 4.2 verfügbar. Grundsätzlich werden Profile genutzt, mit denen das Energieverhalten in verschiedenen Situationen festgelegt wird. Dazu gehören auch die Bildschirmhelligkeit und Ruhezustände der Hardware. Ehemalige Benutzer von KDE Powermanager (Guidance), KLaptop oder KPowersave finden hiermit einen geeigneten Ersatz.

MATE

./gpm.png Beim Akkubetrieb wird im MATE-Panel ein Symbol mit dem Ladezustand angezeigt. Nach einem Rechtsklick rechte Maustaste darauf kann man "Informationen" bzw. "Energieverbrauch" auswählen, wodurch ein Werkzeug zum Anzeigen der Energie-Informationen gestartet wird. Dort gibt es unter anderem Verlaufsanzeigen für den Energieverbrauch. Dies eignet sich hervorragend, um den Erfolg verschiedener Sparmaßnahmen sichtbar zu machen.

Unter "System → Einstellungen → Energieverwaltung" können außerdem einige nützliche Einstellungen getroffen werden. Will man die Energieverwaltungsoptionen noch genauer einstellen, so startet man den Konfigurationseditor dconf-editor und navigiert zu "org.mate.power-manager". Dort kann man weit mehr Einstellungen als in der grafischen "Energieverwaltung" vornehmen.

Xfce

./XfcePowerManager.png Die Energieverwaltung von Xfce wird erst ab Xubuntu 11.04 als Standard genutzt. Die Einstellungsmöglichkeiten sind vielfältig und decken die Ansprüche der meisten Benutzer bzgl. einer Energieverwaltung ab. Zu den Details siehe xfce4-power-manager.

LXDE

Lubuntu setzt ab 11.10 ebenfalls den xfce4-power-manager ein.

Abfrage via Kommandozeile

Um die momentane Temperatur der CPU(s) und den Stromverbrauch der Batterie(n) herauszufinden, kann man mit dem Befehl watch in einem Terminal [1] eine sekündlich aktualisierte Überwachung betrachten:

watch -n 1 cat /proc/acpi/battery/*/state 

Alternativ kann der allgemeine ACPI-Status abgefragt werden:

watch -n 1 acpi -V 

Beenden lassen sich beide Abfragen mit Strg + C . Beide Befehle helfen nur begrenzt, um die verbleibende Akkulaufzeit abschätzen zu können. Einfacher gelingt dies mit ibam.

Überflüssiges abschalten

So banal es klingen mag, aber man kann schon Strom sparen, indem man überflüssige Funktionen seines Notebooks deaktiviert. Wie groß die Einsparungen sind, sei einmal dahingestellt, aber wenn das eingebaute WLAN oder das CD-ROM Laufwerk gerade nicht benötigt wird, warum sollen sie dann im laufenden Betrieb Strom verbrauchen?

Ein Kommandozeilenwerkzeug für diesen Zweck ist TLP 🇩🇪.

Funknetzwerke

Gerade das Deaktivieren von WLAN kann bis zu 2 Watt Leistung einsparen. Die meisten Laptops haben einen Schalter, mit dem man WLAN hardwareseitig deaktivieren kann. Außerdem kann man WLAN auch sehr einfach mit dem NetworkManager deaktivieren. rfkill kann WLAN, Bluetooth und weitere Funkgeräte abschalten.

Alternativ kann man das WLAN auch mit dem folgenden Befehl deaktivieren (wlanX bitte anpassen):

sudo iwconfig wlanX txpower off 

bzw. in den Stromspar-Modus versetzen (nur bei Intel ipw2200- und ipw3945-Treibern):

sudo iwpriv wlanX set_power 5 

Auch die Abschaltung von Bluetooth könnte helfen, entweder mit entsprechender Taste oder bei den meisten Sony-Laptops mit:

spicctrl -l0 

Bei IBM/Lenovo Thinkpads kann Bluetooth auf folgende Weise ausgeschaltet werden:

echo -n "disable" | sudo tee '/proc/acpi/ibm/bluetooth' 

Wenn man Bluetooth auf einem Thinkpad eher selten nutzt, kann es sinnvoll sein, es gleich beim Booten automatisch abschalten zu lassen.

Bildschirm

Den sehr großen Einfluss der Bildschirmhelligkeit auf die Akkulaufzeit kennen die meisten. Es sollte also ein guter Kompromiss zwischen Stromverbrauch und Lesbarkeit gefunden werden. Zwischen der niedrigsten und hellsten Stufe liegen typischerweise 4 Watt Unterschied.

Unbedingt ausschalten sollte man jegliche grafische Bildschirmschoner und Desktop-Effekte wie Fensterschatten und Transparenz, da diese den Prozessor und die Grafikkarte belasten. Stattdessen sollte man das Display automatisch abschalten ("schwärzen") lassen. Unabhängig von der Desktop-Umgebung kann man das gewünschte Verhalten mit dem Befehl xset steuern. Mehr Details sind im Artikel Bildschirmschoner (Abschnitt „XServer“) zu finden.

In geringem Umfang können auch dunkle Hintergrundbilder und entsprechende Themen zum Energiesparen beitragen. Der Effekt ist aber nur bei Röhrenmonitoren deutlich spürbar, bei Flachbildschirmen kann er faktisch vernachlässigt werden (siehe z.B. Does a Darkened Google Really Save Electricity? 🇬🇧).

PowerTOP

PowerTOP ist ein von Intel entwickeltes Werkzeug, das den Prozessor-Status im Leerlauf analysiert. Es kann unter anderem den aktuellen und gemittelten Verbrauch des Systems (in Watt) anzeigen und vor allem jene im Hintergrund laufende Prozesse ermitteln, die den Prozessor am häufigsten aus den stromsparenden Betriebsmodi aufwecken. Darüber hinaus schlägt es Einstellungen vor, die den Energieverbrauch weiter reduzieren können. Diese Tipps bestehen meist aus Abschaltungen unnötiger Prozesse.

USB-Geräte

Z.B. Mäuse kann man automatisch in Ruhestellung bringen lassen. Als erstes benutzt man den Befehlt lsusb, um die Busnummer und Gerätenummer herauszufinden:

lsusb 

Mögliche Ausgabe:

Bus 005 Device 014: ID 04b3:4485 IBM Corp.
Bus 005 Device 001: ID 0000:0000
Bus 004 Device 009: ID 0483:2016 SGS Thomson Microelectronics Fingerprint Reader
Bus 004 Device 001: ID 0000:0000
Bus 002 Device 001: ID 0000:0000
Bus 003 Device 001: ID 0000:0000
Bus 001 Device 008: ID 04b3:310c IBM Corp.
Bus 001 Device 007: ID 050d:0121 Dell Mouse
Bus 001 Device 001: ID 0000:0000

Hieraus merkt man sich Bus- und Gerätenummer und sucht in /sys/bus/usb/devices/ nach der Maus.

ls /sys/bus/usb/devices  | grep -v : 
1-1  1-2  4-2 5-6  usb1  usb2  usb3  usb4  usb5

Mit cat lassen sich die Inhalte der Bus- und Gerätenummerndatei ausgeben:

cat /sys/bus/usb/devices/1-1/{bus,dev}num 

1
8

cat /sys/bus/usb/devices/1-2/{bus,dev}num 

1
7

Eventuell ist ein Durchsuchen mit Nautilus und (im folgenden erklärten) Ändern der Dateien in einem Editor mit Rootrechten bequemer/erfolgreicher.

In dem Beispiel ist das Verzeichnis der Maus 1-2, da Bus- und Gerätenummer mit der Ausgabe von lsusb übereinstimmen. Jetzt wird das System angewiesen, das Gerät automatisch in Ruhe versetzen soll, wenn es nicht benutzt wird. Zuerst wird die Leerlaufzeit auf zwei Sekunden gesetzt:

echo 2 | sudo tee /sys/bus/usb/devices/1-2/power/autosuspend 

Die Zeitbeschränkung kann jede ganzzahlige Zahl in Sekunden sein. Wenn man -1 setzt, wird das Gerät nicht in Ruhestellung gebracht. Dann wird die Automatik gesetzt, die das Gerät in Ruhestellung bringt und wieder reaktiviert, wenn Daten übertragen werden:

echo auto | sudo tee /sys/bus/usb/devices/1-2/power/level 

Andere Optionen in dieser Datei sind on und suspend:

  • on lässt das Gerät immer an.

  • suspend versetzt das Gerät in Ruhestellung, bis man ein echo "on" oder "auto" an die Datei absetzt.

(Das ist eine Vereinfachung, da der Wert in der power/wakeup-Datei es dem Gerät ermöglichen kann, von selbst aufzuwachen.)

Um bei jedem Systemstart die gleichen Einstellung zu haben, trägt man die Befehle noch in /etc/rc.local vor exit 0 ein:

echo auto > /sys/bus/usb/devices/1-2/power/level
echo 2 > /sys/bus/usb/devices/1-2/power/autosuspend

Die Maus lässt sich erst mit einem Tastendruck reaktivieren, weshalb ein höherer Zeitwert empfehlenswert ist, z.B. die Zeit bis zum Start des Bildschirmschoners.

Prozessor

Taktfrequenz-Anpassung

Normalerweise wird die Frequenz der CPU automatisch angepasst (ondemand). Im Leerlauf sollte immer die niedrigst mögliche Frequenz angezeigt werden.

Prozessor-Spannung absenken

Mit einem speziellen Kernel-Patch ist es wie beim verbreiteten NHC ("Notebook Hardware Control") unter Windows möglich, die Prozessorspannung individuell einzustellen. Der Prozessor wird also mit weniger Spannung betrieben als das eigentlich vom Hersteller vorgesehen ist. Das Einsparpotential dadurch ist vor allem unter Last sehr groß. Dies macht sich dadurch insbesondere bei rechenintensiven Prozessen (kompilieren, spielen, ...) durch weniger Lüftergeräusche und eine niedrigere Temperatur positiv bemerkbar.

Grafikkarte

Hinweis:

Dieser Abschnitt gilt nur für AMD-Grafikkarten, die Powerplay unterstützen (z.B. Radeon 9600/9700 sowie die neuere X-Serie). Eine weitere Ausnahme sind Rechner mit Hybrid-Grafikkarten. Für Notebooks mit einer Intel- oder Nvidia-Grafikkarte müssen in der Regel keine speziellen Stromsparmaßnahmen unternommen werden.

./amd_radeon.png

Freier Treiber (radeon)

Der freie radeon-Treiber, welcher eine Vielzahl von AMD-Grafikkarten und Chipsätzen unterstützt, besitzt (je nach Version) eigene Energiesparoptionen:

  • ClockGating

  • ForceLowPowerMode

  • DynamicPM

Die Funktionsweise der einzelnen Optionen sowie deren Aktivierung sind im Artikel zum radeon-Treiber genau beschrieben.

Probembehebung

Ich habe alle Hinweise befolgt, meine Akkulaufzeit ist aber trotzdem zu niedrig

Vermutlich funktioniert einer der Stromsparmechanismen nicht. Es sollte deshalb bei jedem Schritt genau überprüft werden, ob die erwarteten Verbrauchs-Einsparungen (laut Wiki-Richtwerten) erzielt wurden. So kann der "Übeltäter" leichter gefunden werden.

Ich kann zwar den ATI-Powerstate ändern, aber der Stromverbrauch sinkt trotzdem nur minimal

Dieses Problem wurde leider schon recht häufig berichtet. Aktuellere AMD-Treiber nach der alternativen Treiber-Installation haben da nur selten Abhilfe geschafft.

Funktioniert mit dem AMD-Treiber der Standbymodus?

Ja, der mitgelieferte Treiber funktioniert problemlos.

Mit welcher Hardware funktioniert diese Anleitung?

Diese Liste ggf. ergänzen (bitte in alphabetischer Reihenfolge).

  • Acer Aspire 1691(WLMi) / 5652(WLMi)

  • Acer Travelmate 4002 LMI / 2451 WLMi

  • Asus A7vc (allerdings: BAT0 anstatt BAT1 verwenden)

  • Dell Inspiron 6400 / XPS-M1530

  • Fujitsu Siemens Amilo Pa 2510 / Esprimo Mobile v5505

  • HP Compaq nx6325 / nx8220 / nx9420

  • HP G62 b55SG

  • HP Pavilion 8318ea / ze2366EA (ze2000-Serie)

  • IBM ThinkPad T40 / T41 / T42 / T43 / X41 / X61

  • Samsung X20 1600 II/III

  • Samsung X20 1730 II

  • Samsung X20 1860 Student-Book Edition

  • Toshiba Satellite A100 - 773

  • Clevo W230SS (besonders gut mit PowerTOP)

Diese Revision wurde am 2. Mai 2021 20:09 von noisefloor erstellt.
Die folgenden Schlagworte wurden dem Artikel zugewiesen: Energieverwaltung, System, Hardware