PC-Leistungsaufnahme & dc-Projekte - Messergebnisse

Grid-Computing, technische Entwicklung von Distributed Computing...
Nachricht
Autor
Benutzeravatar
Michael H.W. Weber
Vereinsvorstand
Vereinsvorstand
Beiträge: 22920
Registriert: 07.01.2002 01:00
Wohnort: Marpurk

PC-Leistungsaufnahme & dc-Projekte - Messergebnisse

#1 Ungelesener Beitrag von Michael H.W. Weber » 13.07.2002 15:23

Ich hatte es vor einiger Zeit schon angekündigt. Hier kommen nun die Ergebnisse meiner vergleichenden Messungen zur Leistungsaufnahme (Stromverbrauch) von drei verschiedenen PCs unter CPU-"idle"- und CPU-Vollastbedingungen.

Ich hatte mir für diese Messungen auf Svens anraten von den (Marburger) Stadtwerken kostenlos ein Meßgerät der Firma WSE Waldsee Electronic ausgeliehen (Typ: LVM 608, Stadtwerke-Typbezeichnung LVM 210 02). Das gute Stück wird zwischen Netz und Verbraucher geschaltet und zeigt nach Aktivierung des Endverbrauchergeräts dessen Leistungsaufnahme in Watt (W) an.

Drei Komplettsysteme sowie verschiedene Einzelkomponenten wurden von mir getestet. Keines der Systeme war übertaktet oder sonstwie von Hand modifiziert. In dieser Post werde ich NUR die genaue Konfiguration meines eigenen Rechners (habe ihn damals "Flaggschiff" getauft) angeben - bei den anderen (Knecht & Meister) muß ich noch recherchieren. Sobald ich deren Komponenten genau identifiziert habe, reiche ich sie in diesem "thread" nach. Ich bitte also um Geduld.

System 1 - Flaggschiff:
ASUS A7V (FSB-100)
Papst-CPU Cooler ("bulkware")
AMD TBird@1100 MHz (FSB-100)
256 MB Infineon SD-RAM (1 Modul, PC-133, CL2, angesprochen mit 133 MHz, 2-2-2 BIOS "timing"-Einstellung)
LeadTek GeForce 3 TDH AGP-Grafikkarte (64 MB DDR-RAM)
Maxi-Tower@300 W
IBM DTLA-307045 (40 GB, UDMA-100)
IBM IC35L060AVER07-0 (60 GB, UDMA-100)
Dawicontrol U-2975 U-SCSI-Controller (PCI)
Creative Soundblaster Live! Platinum 5.1 (Live! Drive IR)
Creative PC DVD Encore CD/DVD-Laufwerk DVD1240E (40-fach/12-fach) mit MPEG-1/MPEG-2 Beschleunigerkarte Dxr3
Creative PlayWorks DTT3500 Digital Sourroundverstärker/Lautsprechersystem
Logitech MouseMan Dual Optical (USB, aber betrieben am PS/2-Port)
Epson Scanner Perfection 1650 Photo
Thrustmaster Force Feedback GT Lenkrad
Saitek Cyborg 3DII USB Joystick
Microsoft Internet Keyboard
Longshine Fast Ethernet PCI-Adapter (10/100 MBit, Realtek RTL8139)
Hitachi CM752ET Monitor (19")

Dieses System hat ein zusätzliches externes 4-fach SCSI-Gehäuse, bestückt mit:

Teac CD-R50S CD-R Brenner (SCSI)
Plextor PX-20TS CD-ROM Laufwerk (12/20Plex, SCSI)
IBM DCAS-34330 (4 GB, SCSI)
Iomega ZIP-100 (SCSI)

Bei den vorliegenden Messungen wurden Scanner, Joystick, Lenkrad und Audioverstärkeranlage komplett abgekoppelt und gingen also in die Messungen nicht mit ein. Die Audioanlage habe ich seprat vermessen, zu den anderen drei Geräten habe ich keine Messungen durchgeführt. Auch der SCSI-Turm wurde abgeschaltet und separat vermessen, da ich ihn normalerweise nur dann in Betrieb nehme, wenn ich mal wieder Daten von den IDE-Platten "wegbrutzeln" muß.
Im Folgenden ergab sich:

Soundsystem "standby": 2-3 W
Soundsystem "ein": 13-14 W

Monitor "black screen, MS DOS gebootet": 73-74 W
Monitor "Standarddesktop, türkis-grüner Hintergrund": 82 W
Monitor "Winword 2000 Pro Vollbild, weiß": 85-86 W
Monitor "standby-Energiesparmodus": 20 W

Die Auflösung/Bildwiederholfrequenzen waren: 1024 x 768 bei 32 Millionen Farben und 72 Hz (unter Windows). Wie man sieht, hat die Farbeinstellung des Hintergrundes einen Einfluß auf den Stromverbrauch: je heller das Hintergrundbild, desto höher die Leistungsaufnahme. Winword 2000 Pro führt als solches zu keiner meßbaren Erhöhung der Leistungsaufnahme (vermessen unter identischer Hintergrundeinstellung). Man beachte auch den hohen Stromverbrauch im "stand-by mode"! Dies scheint für den Hitachi spezifisch zu sein, denn ich habe einen anderen Monitor vermessen und stellte für den Sony Multiscan 15sf (15" Monitor) fest, daß er im "stand-by mode" bloß 3-4 W aufnahm. Weitere Daten: weißer Hintergrund: 71-72 W, W2K Pro Standarddesktop - Einstellungen vgl. oben: 64-65 W. Man verlasse sich also nicht generell auf "stand-by modes". 8)

SCSI-Turm "idle": 22-23 W
SCSI-Turm "CD-brennen, Image auf SCSI-Harddisk": 24-25 W

Zwischen CD lesen (vom Brenner) und schreiben besteht kein meßbarer Leistungsaufnahmeunterschied. Kommen wir nun zu den Meßergebnissen des Kernsystems:

Flaggschiff "ausgeschaltet": 1-2 W
Flaggschiff "DOS-Bootauswahlmenü": 127-128 W
Flaggschiff "W98SE login": 145 W
Flaggschiff "W98SE Standarddesktop, vgl. oben": 125-126 W (Norton Antivirus 2002 lief)
Flaggschiff "unter CPU-Vollast mit FAH 2.19": 139-140 W
Flaggschiff "unter CPU-Vollast mit DF": 137-143 W (nach 15 Min "idle" schaltet sich der Monitor ab: 133-138 W)

Interessant ist, daß unter W98SE die Leistungsaufnahme am größten während der Anzeige des Einlogschirms ist. Der entsprechende Wert ist vergleichbar mit CPU-Vollauslastung. Da scheint das Betriebssystem wohl hochbeschäftigt auf eine Eingabe zu warten - einfach lächerlich. :lol:
Die Schwankungen bei DF begründen sich auf die bekannten Schwankungen der DF-Client-CPU-Auslastung.

Bei allen Messungen wurde das zu testende Gerät über einen längeren Zeitraum (max. jedoch 15 Min.) beobachtet. Energiesparmodi wurden sämmtlichst deaktiviert.

Fazit:
Die Differenz zwischen CPU-Leerlauf und dc-Projekt-Vollast beträgt gerade mal 15 W und ist damit vernachlässigbar gering.

Die beiden anderen Systeme sind:

System 2 - Knecht:
EPoX MoBo mit AMD K6-2@500 MHz

Knecht "DOS-Bootauswahlmenü": 58-59 W
Knecht "W2K Pro login": 41-62 W
Knecht "W2K Standarddesktop, vgl. oben": 42-44 W
Knecht "unter CPU-Vollast mit DF": 60-63 W

Ich habe, wie oben angedeutet, die genaue Systemkomponentenzusamensetzung nicht bei der Hand. Man darf aber davon ausgehen, daß die Komponenten grob vergleichbar sind, auch wenn wohl z.B. die Grafikkarte (Knecht) höchstwahrscheinlich weniger Leistung aufnehmen wird als meine GeForce 3 (Flaggschiff). Schaut man dann die Differenzen der Systeme Knecht und Flaggschiff an, so kann man einschätzen, wie viel mehr Leistung die neuen AMD-Prozesorgenerationen aufnehmen. Dabei scheint die Leistungsaufnahme linear mit der CPU-Taktfrequenz zu korrelieren. Der TBird läuft bei 1100 MHz, der K6-2 lediglich bei 500 MHz. Unter Vollast verbraucht der TBird etwas mehr als doppelt soviel Strom, wie der K6-2.
Man beachte auch, daß unter W2K Pro die CPU im "login-mode" nicht unter Vollast steht, wie das unter W98SE der Fall ist. Hier hat Microsoft tatsächlich mal etwas weiterentwickelt und optimiert. Dasselbe Ergebnis ergibt sich mit dem dritten System:

System 3 - Meister:
EPoX 8K3A mit AMD Athlon XP 1800+ ("palomino core")
256 MB DDR-RAM

Meister "DOS-Bootauswahlmenü": 125-126 W
Meister "W2K Pro login": 118-119 W
Meister "W2K Standarddesktop, vgl. oben": 111-112 W
Meister "unter CPU-Vollast mit DF": 128-132 W

Interessanterweise verbraucht dieses System trotz einer 1,39 fachen Erhöhung der CPU-Taktfrequenz (1533 MHz) weniger Strom. Man beachte, daß die Flaggschiff-Restkomponenten mit größter Wahrscheinlichkeit mehr Strom aufnehmen, als die Komponenten von Meister - es stecken nämlich mehr und bessere Karten drin. :D Der c't war bei Einführung der AMD XP Prozessoren zu entnehmen, daß der "palomino core" im Vergleich zum "thunderbird core" ca. 20% weniger Wärmeverlust verursachen würde. Nur gemessen an der Taktfrequenzerhöhung müßte der XP1800+ bei gleicher Architektur unter Vollast gut 38% mehr Strom verbrauchen als mein TBird1100. Das ist aber nicht der Fall und die Angaben der c't stimmen recht gut mit den hier vorgestellten Meßergebnissen überein.

Fazit:
Sicherlich muß die GENAUE Systemzusammensetzung von Meister noch berücksichtigt werden. Aber es scheint sich der Trend abzuzeichnen, daß - wie erwartet - ein Athlon XP System höherer Taktfrequenz nicht mehr Strom verbraucht als ein niedriger getakteter TBird. Es würde sich also aus wirtschaftlichen Erwägungen lohnen, auf einen XP umzusteigen.
Der Leistungsaufnahmeunterschied zwischen "idle mode" und CPU-Vollast ist beim XP1800+/W2K Pro vergleichbar mit dem TBird1100/W98SE-System: etwa 15 W Differenz.
Ich war auch überrascht, daß ein dc-PC unter Vollast bloß knapp 150 W schluckt. Ich hatte ehrlich gesagt mit mindestens dem Doppelten gerechnet.

Damit kann ich allgemein den Betrieb von dc-Projekten nur wärmstens empfehlen! :D

Gruß, :wave:
Michael.

[edit] Kleiner Nachtrag - mein fli4l-Diskettenrooter (ein Compaq Deskpro XL560 mit Intel P60 und abgeschalteter Harddisk) verbraucht konstant 48-49 W. Vergleicht man das mal mit dem AMD K6-2@500 MHz, so kann ich den gerne verallgemeinerten Spruch "AMD verbrät ungleich mehr Energie als Intel" kaum bestätigen! :evil2: Der K6-2 fährt die 8.3-fache Taktfrequenz wie diese Intel P60-Möhre und verbraucht mit voller interner Hardwarebestückung unter Vollast in etwa dasselbe wie diese abgespeckte Rooter-Schnecke. :attention: :smoking:
Ich würde zu gerne mal P4-Systeme vermessen, um der Sache mal auf den Grund z gehen - leider habe ich vorerst alle Intel-beschrifteten Geräte aus meinem Haushalt verbannt (der Rooter ist also sozusagen der letzte Mohikaner). :lol:
Fördern, kooperieren und konstruieren statt fordern, konkurrieren und konsumieren.

Bild Bild

Benutzeravatar
Wurmi
Rechenkraft.net-Sponsor
Rechenkraft.net-Sponsor
Beiträge: 314
Registriert: 09.07.2002 22:44
Wohnort: Stuttgart

#2 Ungelesener Beitrag von Wurmi » 13.07.2002 22:24

Sind ja mal wirklich nette Zahlen *schulterklopf* (In Ermangelung eines passenden Smilies). Mich hat erstaunt, daß der Unterschied zwischen Last und Idle so gering ist. Immerhin liegt die TDP (Thermal Design Power) weit jenseits der 50W.

Vielleicht könnte man die Leistungsaufnahme noch optimieren, um ggf. die enger packen zu können. Meiner Meinung nach sollten folgende Maßnahmen noch ein paar Watt bringen:

* Abschalten der Festplatten (sollte für IDE kein Problem sein, bei SCSI gibts Tools dafür)
* Umschalten in Textmodus (möglicherweise ist aber das normale Abschalten im Sparmodus besser)
* Reduktion der Board-Frequenz (sollte bei Cache-gängigen Programmen kein Problem sein)
* Abschalten diverser HW-"Features", wie Onboard-Sound etc. (BIOS, Treiber - je nachdem)

nur so meine Ideen ... :wink:

Grüßle,
Wurmi :Fade-color:
Recently, I tweaked the universe to appear even weirder. Now, e^(i*pi) equals -1. Ain't that cool?

Benutzeravatar
Michael H.W. Weber
Vereinsvorstand
Vereinsvorstand
Beiträge: 22920
Registriert: 07.01.2002 01:00
Wohnort: Marpurk

#3 Ungelesener Beitrag von Michael H.W. Weber » 14.07.2002 10:15

Wurmi hat geschrieben:Meiner Meinung nach sollten folgende Maßnahmen noch ein paar Watt bringen:

* Abschalten der Festplatten (sollte für IDE kein Problem sein, bei SCSI gibts Tools dafür)
* Umschalten in Textmodus (möglicherweise ist aber das normale Abschalten im Sparmodus besser)
* Reduktion der Board-Frequenz (sollte bei Cache-gängigen Programmen kein Problem sein)
* Abschalten diverser HW-"Features", wie Onboard-Sound etc. (BIOS, Treiber - je nachdem)
Oh, da gibt es viele Möglichkeiten. Die optische Maus z.B. saugt auf einer hellen Unterlage weniger Strom als auf einer dunklen, da aufgrund der besseren Lichtreflektion der Unterlage weniger Licht abgestrahlt werden muß (ob es für die Stromrechnung signifikant ist kann ich allerdings nicht sagen). :lol:
Mit den Festplatten werde ich irgendwann in ferner Zukunft nochmal 'ne Messung starten. Ich habe nämlich noch ein paar andere Platten in dem Rechner eingebaut, aber augenblicklich nicht in Betrieb. Die kann man mal sukzessive zuschalten - da wird man dann sehen, wie groß deren Einfluß in der Praxis ist.

Michael.
Fördern, kooperieren und konstruieren statt fordern, konkurrieren und konsumieren.

Bild Bild

Benutzeravatar
M. Franckenstein
Vereinsmitglied
Vereinsmitglied
Beiträge: 5929
Registriert: 23.07.2001 01:00
Wohnort: Oldenburg

#4 Ungelesener Beitrag von M. Franckenstein » 14.07.2002 11:28

echt starkt was man da noch für Möglichkeiten gibt. Das mit der Maus wuste ich nicht... (habe aber auch keine O-Maus)...

Pascal

#5 Ungelesener Beitrag von Pascal » 14.07.2002 12:16

Also das mit der optischen Maus kann ich fast net glauben.
Mit dem Abschalten von Festplatten wäre ich vorsichtig. Denn das laufende Hoch- und Runterfahren der Platten verursacht nebst den thermischen Schwankungen Belastungen in den Lagern. Gerade eben im Forum von MSI (meinem Board-Hersteller) nachgelesen.
Festplatten sind einfach für den Dauerbetrieb ausgelegt. Eine Ausnahme wären ein paar neue IBM-Platten wo - glaube ich - maximal 14 Stunden tägliche Betriebszeit empfohlen werden.

Leider habe ich kein Energiemessgerät hier, sonst würde ich auch mal ne Stromerfassung starten :wink:

Benutzeravatar
Michael H.W. Weber
Vereinsvorstand
Vereinsvorstand
Beiträge: 22920
Registriert: 07.01.2002 01:00
Wohnort: Marpurk

#6 Ungelesener Beitrag von Michael H.W. Weber » 14.07.2002 12:41

Pascal hat geschrieben:Also das mit der optischen Maus kann ich fast net glauben.
Pack Deine optische Maus mal zum Vergleich auf 'ne helle und dann auf 'ne dunkle Oberfläche. Du wirst merken, daß das Biest auf 'nem hellen Untergrund weniger hell die Lampen aufleuchten läßt. Das bedeutet, es wird weniger Strom verbraucht. Hab's übrigens aus der c't. 8)
Pascal hat geschrieben:Mit dem Abschalten von Festplatten wäre ich vorsichtig. Denn das laufende Hoch- und Runterfahren der Platten verursacht nebst den thermischen Schwankungen Belastungen in den Lagern. Gerade eben im Forum von MSI (meinem Board-Hersteller) nachgelesen.
Festplatten sind einfach für den Dauerbetrieb ausgelegt. Eine Ausnahme wären ein paar neue IBM-Platten wo - glaube ich - maximal 14 Stunden tägliche Betriebszeit empfohlen werden.
Okay, ich hatte nicht vor bei laufendem Betrieb an- und abzuschalten. Ich hätte das System schon neu gebootet und dann verglichen. :wink:
Was die anderen Anmerkungen zum Dauerbetrieb angeht: Es gibt Platten, die sind darauf ausgelegt, häufiger an- und abgeschaltet zu werden. GERADE DIE IDE-HARDDISKs von IBM. Das kann man pauschal NICHT so sagen und muß man im Einzelfall nachlesen.
Pascal hat geschrieben:Leider habe ich kein Energiemessgerät hier, sonst würde ich auch mal ne Stromerfassung starten :wink:
Du kriegst es umsonst bei Deinen Stdatwerken für ein paar Tage. :D

Michael.
Fördern, kooperieren und konstruieren statt fordern, konkurrieren und konsumieren.

Bild Bild

Benutzeravatar
Wurmi
Rechenkraft.net-Sponsor
Rechenkraft.net-Sponsor
Beiträge: 314
Registriert: 09.07.2002 22:44
Wohnort: Stuttgart

#7 Ungelesener Beitrag von Wurmi » 14.07.2002 13:15

Michael H.W. Weber hat geschrieben:Okay, ich hatte nicht vor bei laufendem Betrieb an- und abzuschalten. Ich hätte das System schon neu gebootet und dann verglichen. :wink:
Aber genau darum ging es mir ja: die Platten lassen sich per ATA-Commando im laufenden Betrieb ausschalten (analog bei SCSI). Unter Win95 etc. hat dafür die entsprechende BIOS-Einstellung zum Power-Management gereicht (IDE).
Michael H.W. Weber hat geschrieben:Was die anderen Anmerkungen zum Dauerbetrieb angeht: Es gibt Platten, die sind darauf ausgelegt, häufiger an- und abgeschaltet zu werden. GERADE DIE IDE-HARDDISKs von IBM. Das kann man pauschal NICHT so sagen und muß man im Einzelfall nachlesen.
Korrekt 8). Zumindest bis vor kurzem galt, daß Serverplatten nur einige 100 Startzyklen überleben, Desktop-Platten bis zu 10000 (jeweils IBM SCSI-Platten). Möglicherweise sind flüssigkeitsgelagerte IDE-Platten empfindlicher geworden :(.


Grüßle,
Wurmi :Fade-color

P.S.: Mit Plug&Pray sollte es kein Problem sein, die Maus ganz abzuziehen. Das sollte deren Stromverbrauch ultimativ minimieren :lol:.
Recently, I tweaked the universe to appear even weirder. Now, e^(i*pi) equals -1. Ain't that cool?

Benutzeravatar
BrainMcFly
Partikel-Strecker
Partikel-Strecker
Beiträge: 912
Registriert: 26.11.2001 01:00
Wohnort: Leipzig

#8 Ungelesener Beitrag von BrainMcFly » 14.07.2002 13:51

man sollte bei den festplatten aber bedenken, dass sie am meisten strom ziehen, wenn sie gestartet werden (im anlaufmoment kommen da schon mal 10 A zusammen). Daher gilt ähnlich wie bei Neonlampen oder Energiesparlampen: Es lohnt sich erst abzuschalten, wenn sie auch mindestens solange aus bleiben, dass die ersparnis die Anlaufkosten übersteigt.

Pascal

#9 Ungelesener Beitrag von Pascal » 14.07.2002 14:07

@MHWW: Danke für den Tip, aber ich wollte nur damit sagen, daß ich es am jetzigen Wochenende nicht schaffe, ich kann eins aus der Fa. mitbringen.

@BrainMcFly: Aber ne Platte ist doch in ein paar Sekunden hochgefahren, oder? Und der Strom fällt dann doch sehr schnell wieder ab (bei 12 V unter 0,5 A meist), oder liege ich da falsch?

Benutzeravatar
Zeuge
Rechenkraft.net-Sponsor
Rechenkraft.net-Sponsor
Beiträge: 433
Registriert: 26.01.2002 16:37
Wohnort: München

#10 Ungelesener Beitrag von Zeuge » 14.07.2002 14:43

Dann will ich auch mal ein paar Daten liefern.
  • PC Netzteil Standby --> 1,6Watt --> 2,28? pro Jahr
    Wasserpumpe Eheim 1260 --> 15Watt --> 21,42? pro Jahr
    DSL Modem Siemens --> 10Watt --> 14,28? pro Jahr
    15,4? TFT helles Bild --> 30Watt --> 42,84? pro Jahr
Nur PC ohne Monitor: 1,4 Ghz@1540 Athlon Thunderbird, 1024 MB PC133, 4xHdd 2xCdrom
  • Dosboot --> 165Watt
    Leerlauf / Idle --> 158Watt --> 225,60? pro Jahr
    Volllast --> 177Watt --> 252,35? pro Jahr
Berechnungsgrundlage für die Kosten: München M-Strom-Basis
Kosten bei 16,3 Cent pro KWh (Mein Tarif ist 16,25Cent pro kwh ohne Grundgebühr)
1 Jahr (24x365) = 8760 Std.
8760x0,163 = 1427,88? pro KWj
Da mein Energiemonitor eine Stelle zu wenig hat habe ich einen Faktor von 16,3Cent eingegeben! Grundgebühr ist ja auch noch fällig.

Edit: Hatte vergessen zu erwähnen, dass die CPU mit 1540 U/min dreht.
Zuletzt geändert von Zeuge am 14.07.2002 15:42, insgesamt 3-mal geändert.
Da bin ich mir 100%ig sicher glaube ich.
Zeuge :)

Benutzeravatar
S_Garbe
Rechenkraft.net-Sponsor
Rechenkraft.net-Sponsor
Beiträge: 1219
Registriert: 09.11.2001 01:00
Wohnort: Kohlstädt

#11 Ungelesener Beitrag von S_Garbe » 14.07.2002 14:49

ich mache um IBM-Festplatten immer einen großen Bogen - die Dinger gehen einfach zu oft den Bach runter, aber nur 14h Betrieb am Tag - das kann man bei eine Notebookplatte vielleicht gerade noch akzeptieren ( dann müßte man das aber auch groß aufs Notebook schreiben - und dann würde keiner die Dinger kaufen), aber bei Desktopplatten ist das ein extremer Designfehler und wenn Serverplatten nur ein paar hundert Einschaltvorgänge überleben, dann sollte man sie nicht für NT-Server einsetzen - dann gibt die Platte ja direkt nach der Installation auf :wink:
aber ich hatte auch schon ein paar Mal das Problem, das Server die mehrere Jahre problemlos durchliefen, nach einem Neustart nichts mehr gesagt haben, weil die Platte nicht mehr starten wollte :worry:

Gruß
Stefan
Bild

Benutzeravatar
Zeuge
Rechenkraft.net-Sponsor
Rechenkraft.net-Sponsor
Beiträge: 433
Registriert: 26.01.2002 16:37
Wohnort: München

#12 Ungelesener Beitrag von Zeuge » 14.07.2002 15:16

Ich habe seit über 2 Jahren mehrere IBM Platten im System:
1xIde 19Gb 7200 U/min
2x SCSI 17GB 7200 U/min
1x SCSI 9GB 7200 U/min

Das System ist immer an (Platten schalten niemals ab) bzw. wird ca. alle 14 Tage neu gebootet.
Bislang hat keine der Platten Probleme gemacht *habshoffentlichnichtzulautgesagt*.

1 SCSI Platte hatte gleich nach wenigen Tagen den Geist aufgegeben.
Aber man sagt ja: Entweder es geht gleich kaputt oder nie.
Da bin ich mir 100%ig sicher glaube ich.
Zeuge :)

Zurück zu „Hintergrundinfos zu Verteiltem Rechnen“