Risparmio energetico

Come risparmiare qualche Watt con il PC

Ultimo aggiornamento: 27/05/2009
Per discutere di risparmio energetico, riporto nuovamente la configurazione del mio PC attuale.

PHENOM2X4-940BE


CPU: AMD Phenom II X4 940 (AM2+) Black Edition (3000MHz)
RAM: 8192MB DDR2 PC8500 Corsair Dominator (4x CM2X2048-8500C5D 5-5-5-15-2T)
M/B: ASUS M4N82 Deluxe (nVidia Nforce 980a SLI MCP)
HDD1: Western Digital Caviar GP - 1TB/32MB SATA-II RAID
HDD2: Western Digital Caviar GP - 1TB/32MB SATA-II RAID
HDD3: Western Digital Caviar GP - 1TB/32MB SATA-II RAID
  • swap: 2048MB RAID0
  • /boot: 500MB RAID1
  • /: 2TB RAID5
    • Ottiche: 2x Samsung SH-S202J 20x48x IDE
    Audio: Realtek ALC1200 on-board (7.1CH)
    Video: XFX GeForce GTX 260-216 Black Edition 896MB PCI-X
    Network: 1000MBPS Ethernet (nVidia nForce built-in) on-board
    OS: Mandriva Linux Powerpack 2009.1 x86_64 (versione commerciale DVD)

    Innanzi tutto, si puo' certamente constatare che questo non e' proprio un PC economico dal punto di vista dei consumi. Si tratta in effetti di una macchina di fascia alta di ultima generazione.
    Ho comunque cercato dei componenti che permettessero una buona gestione dell'energia, quali la CPU AMD Phenom II, la scheda madre M4N82 (che dispone di un sistema di alimentazione ad 8+1 fasi) e i dischi WD Caviar Green Power.
    La scheda grafica GTX 260 non e' certamente un componente economico, ma la gestione energetica dei driver nVidia e' buona, e gestisce da sola lo switch tra varie frequenze di lavoro a seconda del carico.

    Una enorme nota negativa nei confronti di Micro$oft e' relativa al processore Phenom II. AMD, nella serie Phenom, aveva introdotto una granularita' elevata nella gestione del risparmio energetico, per cui era possibile variare frequenza e alimentazione - o addirittura spegnere - ogni core indipendentemente dagli altri. Windows ovviamente si incartava non essendo in grado di gestire una situazione cosi' complessa (serve a qualcosa dire che GNU/Linux invece la gestiva perfettamente?). Di conseguenza, nella seria Phenom II AMD ha bloccato tra loro i vari core, togliendo la possibilita' di disattivarli singolarmente e obbligando a cambiare tensione e frequenza contemporaneamente a tutti i core. Non vorrei sembrare di parte come al solito, ma ritengo che questa sia l'ennesima dimostrazione di come il monopolio dei sistemi operativi da parte di M$ sia altamente lesivo per lo sviluppo tecnologico.

    Il sistema, cosi' configurato, consuma circa 290W a riposo (comprensivi di switch, router, UPS, casse audio e monitor LCD). Tutto sommato non sarebbe neanche troppo, vista la potenza di calcolo disponibile. Peccato che, caricando 2 soli core, la potenza salga a 335W.
    In questo caso, pero', avere acquistato la CPU in versione Black Edition (per Overclock) mi ha permesso di giocare un po' con le tensioni di alimentazione dei core. La scheda madre Asus, inoltre, e' provvista delle funzionalita' "AI Tweaker", che permettono una gestione molto fine dei parametri (ad esempio la tensione della CPU e' impostabile a passi di 0.0125V).
    Dopo una serie di prove di stabilita', mi sono fermato a 1.25V (contro 1.45V standard), pur mantenendo la stessa frequenza massima (3000MHz).
    Nelle condizioni finali, il consumo di tutto il sistema a riposo si aggira sui 255W, e a carico (2 core) raggiunge i 285W. Il calo di 0.2V ha comportato un riduzione dei consumi di circa 50W!!!
    Volendo andare oltre, occorre iniziare a ridurre la frequenza dei core (ad esempio, con 1.1V e 2700MHz il sistema e' ancora stabile), ma il calo dei consumi non e' altrettanto evidente (circa 5-6W), quindi non ne vale la pena piu' di tanto.
    Comunque, questo consumo equivale - con uno scarto entro i 5W - a quello che avevo con il precedente PC, cioe' un Athlon 64 X2 5200+, 4GB DDR2 PC6400, scheda madre Asus M2N-SLI Deluxe e GeForce 7600GT. La potenza di calcolo del nuovo PC e' pero' nettamente superiore.

    Non ho ancora provato a modificare i parametri della RAM. In questo senso ho solo verificato la possibilita' di utilizzare le DDR2 a 1066MHz (come da loro specifica) invece che a 800MHz, come impostate dal controller della CPU. Questa limitazione e' comunque attiva solo se si utilizzano 4 banchi di memoria in modalita' dual channel. Se si utilizzano 1, 2 o 3 moduli il "problema" non si presenta. Ad ogni modo, forzando il funzionamento a 1066MHz il sistema resta stabile (suppongo quindi che la scelta di AMD di limitare la frequenza sia di tipo conservativo), mentre il consumo aumenta di circa 4-5W. Sarebbe da valutare, quindi, la possibilita' di ridurre la tensione di funzionamento delle memorie, dato che lavorano ad una frequenza inferiore a quella di specifica. Non sono pero' convinto che si possano risparmiare piu' di 2-3W.

    Come ho gia' detto, la scheda grafica gestisce in modo trasparente e indipendente le sue frequenze, quindi al riguardo non c'e' molto da dire. Aggiungero' solo che, utilizzando software che pesa sulla sezione 3D, il consumo totale sale fino a 410W!!!
    Se volete risparmiare ancora energia, quindi, il suggerimento e' quello di NON utilizzare una scheda video di ultima generazione. La mia scheda precedente, una GeForce 7600 GT, consumava 10-15W a riposo e 35W a pieno carico. Per contro, la GTX260-216 consuma circa 30-35W a riposo e 180W a pieno carico.

    Ecco un elenco dei consumi dei vari dispositivi esterni al PC:
  • UPS: 55W
  • Switch: 5W
  • Router: 4W
  • Monitor: 30W
  • Casse audio: 4W
    • Totale: 68W + 30W.

    Si puo' quindi ricavare che il consumo effettivo del PC (dopo le modifiche ai parametri) e' circa 160W a riposo e 185W a carico (2 core), con punte di 315W durante l'utilizzo di applicazioni 3D intensive.

    Da quanto ho detto sopra, dovrebbe essere evidente che la giusta scelta di componenti e potenza di calcolo e' il punto di partenza per risparmiare energia.
    Se utilizzate il PC per tempi ridotti, come la maggior parte della popolazione, consumare qualche watt in piu' non cambia poi molto. Se invece il vostro PC (come il mio) e' acceso 24 ore al giorno, le cose cambiano. Il mio PC, poi, e' sempre sotto carico (2 core) per partecipare al progetto     BOINC. Facendo quindi un calcolo approssimativo, tenendo conto che utilizzo fisicamente il PC per 2-3 ore al giorno (monitor acceso), in 24 ore il consumo e' circa 6.2KWh. Solo ottimizzando la tensione di alimentazione ho quindi risparmiato 1.2KWh. Sembra poco? Calcoliamo in un anno a quanto corrisponde:
    6.2 x 365 = 2263KWh
    7.4 x 365 = 2701KWh
    Sono 438 KWh in meno! Se, come nel mio caso, 1KWh di energia costa - in media - 0.25 euro, ecco che il risparmio si traduce in oltre 100 euro l'anno.

    Diamo ora un'occhiata all'alimentatore del PC.
    Questo componente e' troppo spesso sottovalutato. Tralasciando tutte le considerazioni relative alla stabilita' della tensione e della conseguente stabilita' del sistema, valutiamo solo l'aspetto energetico.
    Da qualche tempo e' attivo il programma 80plus, che si occupa della certificazione di pc e componenti in base a determinati parametri di risparmio energetico. Per quanto riguarda gli alimentatori, il programma prevede una certificazione per rendimenti a partire dall'80%. Questo significa che molti degli alimentatori in commercio (specialmente quelli OEM) hanno un rendimento inferiore. Quindi, dato che il mio PC e' dotato di un alimentatore Thermaltake certificato 80plus, quando consuma 185W in realta' ne sta consumando circa 150, mentre gli altri sono letteralmente "buttati" per scaldare l'alimentatore (che ha poi bisogno di una ventola per espellere questo calore, mica gli serve). Rifacendo il calcolo su base annua, il consumo del solo alimentatore per fornirmi la potenza necessaria e' di circa 306KWh. L'alimentatore, da solo, mi fa quindi spendere ben 77 euro per niente! Ed e' un alimentatore certificato. Se - per esempio - utilizzassi un alimentatore certificato 80plus gold (rendimento minimo 87%), potrei risparmiare circa 28 euro (22Wh invece di 37Wh). Questa difatti sara' la mia prossima mossa, non appena ne trovero' uno in commercio.

    Ultime considerazioni: il raffreddamento. I componenti elettronici funzionano meglio a temperatura ambiente. Con l'aumentare della temperatura tendono non solo ad invecchiare prima, ma anche a consumare di piu', a causa dell'aumento della resistenza interna.
    Prestare attenzione al raffreddamento di tutto il sistema puo' quindi, alla fine, far risparmiare qualche ulteriore watt, oltre a prolungare di molto la durata dei materiali.
    Un esempio su tutti, i condensatori delle schede madri Asus di ultima generazione sono certificati per 105°C. A tale temperatura sono in grado di resistere circa 5000 ore (208 giorni), mentre se sono mantenuti entro i 65°C la durata attesa e' di circa 500000 ore (57 anni)!!!

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