[Guide] Hardwareluxx Goes Green - Stromsparen Revisited (Update 06/2010)

[emissary42]

(Revision 0.8c)​

Einleitung

Einiger konkreter Fragen zum Thema Strom sparen im Mainboard Bereich und dem allgemeinen Trend zum Green Computing folgend, möchte ich den Anlass nutzen, um das Thema noch einmal relativ umfassend aufzuarbeiten. Gleichzeitig möchte ich für alle Stromspar-Interessierten einen virtuellen Wegweiser quer durch das gesamte Hardwareluxx bieten. Denn auf Grund der Komplexität einiger der angesprochenen Themen, sollen diese bevorzugt in den existierenden Sammelthreads besprochen werden.

Stromsparende Systeme?

Ein sparsames System ist die Summe seiner Komponenten, aber dies ist nur ein kleines Stück des Weges. Natürlich sind sparsame Komponenten eine gute Grundlage, doch eigentlich beginnt das Thema an einer ganz anderen Stelle. Am Anfang sollte die Erstellung eines Profils für den Nutzungsbereich des Computers stehen. Denn nur wer genau weiß, wie viel Leistung er benötigt, kann sich für eine passende Plattform und entsprechenden Komponenten entscheiden. Die Plattformen reichen von Desktop-Sockeln über Notebook-Technik im Desktop-Bereich bis hin zu Note- und Netbooks. Hier an dieser Stelle werden wir uns hauptsächlich mit Desktop-Komponenten beschäftigen. Die Frage ist also: Brauche ich überhaupt einen (weiteren) Desktop-Rechner?

Ihr habt bereits einen Gaming-Rechner und wollt einen sparsamen Zweitrechner? Oder ihr habt ein System und wollt dieses durch einen sparsameren Rechner ersetzen? Wer nur etwas surft, chattet und Officanwendungen nutzen möchte, könnte ernsthaft darüber nachdenken, ob ein kleines Note-, Subnote- oder Netbook nicht eine Alternative für ihn ist. Die Verbrauchswerte sind unschlagbar niedrig und das bei integriertem Display (Bildschirm). Gleichzeitig gewinnt man, quasi als Nebeneffekt, gegenüber einem Desktop-System an Mobilität. Deshalb sollte sich nur der mit Desktop Hardware beschäftigen, wer diese mobilen Geräte durch seine persönlichen Anforderungen ausschließen kann.

Bevor es nun mit den Hardwarethemen los geht, noch ein Hinweis: Gänzlich frei von Kosten und Bastelei, ist ein Teil dieses Threads, den man im Hardwareluxx vielleicht nicht unbedingt erwartet hätte. Dieser soll sich mit den Möglichkeiten beschäftigen, durch euer Denken und Verhalten nicht nur Strom zu sparen, sondern auch die Umwelt zu schonen. Aber dazu später mehr.

1) Hardwareluxx: Findet ihr euer PC zieht zu viel Strom? FAQ & Lösungen (LINK)
2) Hardwareluxx: Stromspar-Quatschthread (LINK)
3) Hardwareluxx: Was verbraucht dein HTPC? (LINK)
4) Hardwareluxx: Beispielkonfigurationen für aktuelle 40w Systeme (LINK) (Teil 2)
5) Dein LINK hier --> PM me!

Die Übeltäter, auch bekannt als Verbraucher

1) Prozessor
2) Mainboard
3) Grafikkarte
4) Storage
5) Monitor(e) / Bildschirme
6) Netzteil
7) Peripherie & Sonstiges

1Optimierung - Prozessor

Bereits vor dem Kauf kann man die Modelle durch die TDP-Angabe des Herstellers untereinander vergleichen. Dies ist jedoch nur ein sehr grober Anhaltspunkt, denn bestimmte Modelle verbrauchen selbst unter Last nicht annähernd so viel, wie die TDP einen glauben lassen möchte. Zudem kann man durch manuelles undervolten den Verbrauch gerade unter Last deutlich reduzieren, sofern man willens ist dies zu tun und das Mainboard-BIOS entsprechende Einstellungen mitbringt. Generell sind die aktuellsten Steppings gegenüber älteren Steppings eines Modells zu bevorzugen, weil ein reiferer Fertigungsprozess in der Regel eine bessere Leistung bei kleinerer Verlustleistung bietet.. Während die ersten Steppings in einem neuen Strukturgröße nur etwas weniger verbrauchen, als die letzten Steppings der vorherigen Strukturgröße, wird dieser Abstand meist schon mit dem zweiten deutlich größer.

Grundsätzlich verfügen (fast) alle Prozessoren der beiden großen Hersteller über Stromsparmodi, jedoch gibt es leider unrühmliche Ausnahmen, die im Budget-Segment zu Stolpersteinen werden können: Zum Beispiel fehlte dem AMD Sempron Manila 2800+ die Cool'n'Quiet Unterstützung und Intel rationalisierte beim Celeron 430 oder E1400 einfach das C1E weg. Sich also einfach das kleinste verfügbare Modell zu kaufen, ist nicht immer ratsam, auch wenn die Leistung der CPU keine Rolle spielt. Denn ein größeres Modell mit funktionierendem CnQ oder C1E kann dadurch im Leerlauf weniger verbrauchen.

Verbrauch im Vergleich

Spoiler

Quelle: HT4U Review, siehe Link 2

1) Au-Ja! Review (09/2009): Leerlauf / Last
2) HT4U Review (09/2009): Gesamtsystem / Nur CPU+Wandler
3) Anandtech Review (09/2009): Last + Leerlauf (Gesamtsystem)

Undervolting & Underclocking
Wem die Standard-Einstellungen der Performance-States seiner CPU für VID und FID noch nicht sparsam genug sind, der kann an dieser Stelle auch manuell nachhelfen. Die traditionelle aber auch eher grobschlächtige Methode dafür ist es direkt im Bios Einfluss auf Spannung und Multiplikator zu nehmen, wodurch jedoch fast immer die existierenden Stromsparmodi ausgehebelt werden*. Etwas filigraner ist der Weg per Software die VID und FID jedes einzelnen P-States anzupassen und so den Verbrauch für jeden Lastzustand zu optimieren.

*abhängig davon wie die Funktionen implementiert sind, von Hersteller zu Hersteller verschieden

Ergänzende Links
1) Hardwareluxx: PhenomMsrTweaker - Cool and Quiet customized (LINK)
2) Hardwareluxx: CPU-FAQ & Sammelthread-Übersicht (LINK)
3) Hardwareluxx: Übersicht & Informationen AMD AM3 Prozessoren (LINK)
4) Hardwareluxx: AMD & Intel Undervolting Sammelthread (LINK)
5) Dein LINK hier --> PM me!

2Optimierung - Mainboard & RAM

Budget vs High End
Auch wenn man es eigentlich ableiten kann, leistungsfähigere Chipsätze verbrauchen in der Regel tatsächlich etwas mehr als weniger leistungsfähige. Anhaltspunkte sind hier zum Beispiel die Anzahl der PCIe-Lanes, welche im Desktop-Bereich vor allem für Multi-GPU Setups in großer Zahl gebraucht werden. Ebenfalls einen direkten Einfluss auf den Verbrauch hat der Fertigungsprozess. Da High-End Chipsätze oft in den moderneren Verfahren hergestellt werden, relativiert sich der Mehrbrauch im Vergleich zu den Budget-Chipsätzen wieder. Diese werden mitunter sogar für die Resteverwertung benutzt, so wie beim G41/ICH7 Bundle. Der Chipsatz allein sagt also noch nichts über die Effizienz eines Mainboards aus.

Wer hat nicht schon mal gestaunt, welche Unmengen von Phasen manch ein Hersteller auf seinen Mainboards unterbringt. Für den unbedarften Käufer hört sich mehr nach besser an. Für extremes OC mag dies auch manchmal der Fall sein, zumindest wenn Phasen gleicher Qualität und Implementierung verglichen werden. Große Mengen konventioneller Phasen haben jedoch auch einen Nachteil: Sie verbrauchen jeweils zusätzlichen Strom. Um dies zu kaschieren werden inzwischen Steuerungen zur Phasenabschaltung implementiert. Ein anderer Ansatz ist es, weniger aber dafür hocheffiziente (integrierte) Phasen zu verbauen. Dies ein Weg den zum Beispiel MSI mit DrMos gegangen ist. Leider dürfen viele Low-End und Budget-Mainboards, mit eigentlich guten Voraussetzungen für einen sparsamen Rechner, von einer solchen Luxus-Behandlung mit einer Kombination von DrMos und APS nur träumen.

Aber nicht nur die Qualität der Komponenten auf dem Mainboard, auch deren schiere Anzahl kann von Bedeutung sein. So verfügt ein High-End-Mainboard mitunter über etliche Zusatzcontroller wie ein weiteres Gigabit-LAN, Firewire, einen SATA-Controller für eSATA oder gar WLAN. Zwar lassen sich diese Komponenten im Bios fast immer auch deaktivieren, die Auswirkungen dieser Handlung sind jedoch nicht automatisch auch messbar. So gehören zu diesen Chips oft ganze Bauteilgruppen auf dem Mainboard. Weniger ist in mancher Hinsicht also mal wieder mehr.

Für ein sparsames Mainboard ist also ein Zusammenspiel von Faktoren ausschlaggebend:

• effizienter Chipsatz
• effiziente Spannungswandler
• wenige Onboard-Komponenten
• Undervolting & Stromspar Optionen im Bios (darauf werde ich in einem eigenen Abschnitt eingehen)
• proprietäre Stromspar-Techniken

IGP-Mainboards (Integrated Graphics Processor)
Nun, wer bereits einen Grafikprozessor im Chipsatz integriert hat, kann auf eine Grafikkarte unter Umständen verzichten. Das hängt vor allem von den eigenen Ansprüchen an die grafische Leistungsfähigkeit des Rechners ab, doch solche integrierten Lösungen sind auch noch einigen anderen Einschränkungen unterworfen. Eine der bekanntesten betrifft den Betrieb mit mehreren Bildschirmen, jahrelang wurde nur der Parallelbetrieb von jeweils einem analogen und einem digitalen Display unterstützt. Die Ausnahme bildet die aktuelle Generation der IGP-Chipsätze für den Sockel 775, welche Dual Independent Digital Displays in Theorie und (eingeschränkt*) auch der Praxis bietet. Damit ist nun nicht länger nur eine Kombination von VGA+DVI oder VGA+HDMI, sondern auch zum Beispiel auch HDMI+DVI** möglich.

*beachtet den Hinweis in den Handbüchern der Hersteller
**Ausnahme im AMD-Bereich: das ECS A890GXM-A(U), mit DisplayPort zu DVI/HDMI Adapter

Was also kann man von der Performance erwarten? In etwa die Leistung der Einstiegsklasse in der jeweiligen Chip-Generation:

Quelle: Anandtech, IGP Chronicles III

Etwas das die Hersteller inzwischen ganz gut im Griff haben ist die Videobeschleunigung. Selbst HD-Auflösungen wie 720p oder 1080p werden fast ganz ohne Prozessorlast bewältigt. Problematisch war einige Zeit die 1080i Wiedergabe für den 780G, welcher für die besseren Interlacer auf HT3 angewiesen war. Bestehende Einschränkungen: Die Intel-Chipsätze beherrschen hingegen keine Wiedergabe in 24 Herz. AMD Chipsätze können per HDMI nur ein Stereo-Tonsignal ausgeben.

Welcher der existierenden Chipsätze ist nun aber der Effizienteste? Eine eindeutige Antwort dafür gibt es wie so oft nicht. Die Vergleichbarkeit der Chipsätze wird durch die Mainboards mit beeinflusst. Das eine Exemplar hat vielleicht bessere Spannungswandler, das andere bietet umfangreichere Stromspar- oder Undervolting-Optionen im Bios. Unter Last spielt zudem die Leistungsfähigkeit der Grafik eine Rolle, welche die CPU mal mehr und mal weniger stark entlastet (der Prozessor ist in der Regel ein größerer Verbraucher als der Chipsatz). Die folgenden Werte sind also nur ein ungefährer Anhaltspunkt, ohne Optimierungen.

Verbrauchskennzahlen der Chipsätze (Updated)

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Offizielle Angaben von Intel (durch den integrierten Speicherkontroller nicht mit AMD vergleichbar!)

Q35 - 15w TDP (+4.3w ICH9/ICH9R/ICH9DO)
G31 - 17w TDP (+3.3w ICH7/ICH7R)
Q43 - 17w TDP (+4.5w ICH10D)
Q45 - 17w TDP (+4.5w ICH10DO)
G33 - 19w TDP (+4.3w ICH9/ICH9R)
G41 - 25w TDP (+3.3w ICH7/ICH7R)
G43 - 24w TDP (+4.5w ICH10/ICH10R)
G45 - 24w TDP (+4.5w ICH10/ICH10R)
G35 - 28w TDP (+3.7w ICH8 / +4.3w ICH9/ICH9R)

zum Vergleich

P35 - 18w TDP (+4.3w ICH9/ICH9R)
P45 - 22w TDP (+4.5w ICH10/ICH10R)
X58 - 24.1w TDP (8.5w @ Leerlauf)

Offizielle Angaben von AMD:

770 - 13w TDP (+4.5w SB700/SB710)
780G - 15w TDP (+4.5w SB700/SB710)
785G - 11.4w (-5.0w*) TDP (+4.5w SB710)
790GX - 22w TDP (+4.5w SB750)
790X - 13w TDP (+4.5w SB700/SB710/SB750)
790FX - 13w TDP (+4.5w SB700/SB750)
890GX - 22w TDP (+6.0w SB810/SB850)
890FX - 18w TDP (+6.0w SB810/SB850)

*Powerplay reduziert den Verbrauch im Leerlauf

Wer es etwas genauer wissen will, schaut in den verlinkten Threads zum Thema vorbei.

Ergänzende Links
1) Hardwareluxx: Quad-Core System unter 25w Idle? Das Mainboard ist entscheidend! (LINK) (20w Idle! - Teil 2)
2) Hardwareluxx: AM2/AM3 IGP Chipsätze & Mainboards (LINK)
3) Hardwareluxx: s775 DX10 IGP Chipsätze & Mainboards (LINK)
4) Dein LINK hier --> PM me!

Die proprietären Stromspar-Features der Mainboard-Hersteller (APS, EPU, DES & Co)
Zusätzlich zu den entsprechenden Funktionen von Prozessor- und Chipsatz, bieten nun auch die Mainboard-Hersteller ganz eigene Kreationen. Diese beschäftigen sich hauptsächlich mit der Abschaltung von im Betrieb nicht benötigten Bauteilen und Spannungswandlern (Phasen). Einige dieser Technologien benötigen dazu eine Software, andere sind komplett in der Hardware realisiert. Letzteres hat den Vorteil, dass die Funktion unabhängig vom Betriebssystem zur Verfügung steht. Die Aussagen der Hersteller zur Effektivität ihrer Technologien ließen auf eine Revolution im Verbrauch hoffen, eingehalten werden konnten diese Versprechen jedoch nicht (oder nur bedingt). Ja, eine messbare Ersparnis ist nachweisbar, jedoch sind Rechnungen mit bis zu 50% Ersparnis allgemein zu hoch gegriffen. Nachdem mit solchen Funktionen ausgestattete Mainboards kaum bis keinen Aufpreis gegenüber anderen Modellen kosten, ist eine Empfehlung obligatorisch.

Hersteller-Übersicht & Links

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Übersicht: Hersteller - Funktion

• ASRock - IES, Intelligent Energy Safer (LINK)
• ASUS - EPU, Energy Processing Unit (LINK)
• Biostar - GPU, Green Power Utility (LINK)
• ECS - IPS, Intelligent Power Safer (Hardwareluxx - Hardwareluxx)
• Gigabyte - DES, Dynamic Energy Safer / DES Advanced (LINK)
• Jetway - GPI, Green Power Indicator (LINK)
• MSI - APS, Active Phase Switching (LINK)

Ergänzende Links
1) Toms Hardware: Vergleichstest P45 APS vs DES vs EPU (LINK)
2) Legit-Reviews (2008): Which motherboard company is more efficient, ASUS or Gigabyte? (LINK)
3) Tweaktown: ASUS EPU 6 vs. MSI DrMOS vs. GIGABYTE DES Advanced (LINK)
4) Dein LINK hier --> PM me!

Low Voltage Memory, Strom sparen mit RAM?
Das man Speichermodule auch tatsächlich mit den Spannungen der JEDEC-Normen betreiben kann hat sich vermutlich schon rumgesprochen. Nun gibt es aber auch noch relativ junge Low Voltage Standards für DDR2 und DDR3. Entsprechende Module werden von den "Herstellern" auch schon angeboten. Das Problem ist jedoch: nur sehr wenige Mainboards unterstützen bisher so niedrige Spannungen für den Speicher. Wer sich also bereits für solche Module entschieden hat, sollte bei der Wahl des Mainboards gut aufpassen. Wie groß jedoch ist tatsächliche Ersparnis pro Modul, durch den Einsatz solcher Low Voltage Produkte? Wer ohnehin schon JEDEC-conforme Module im Einsatz hat, der spart pro Modul zwischen 0.5 und 1.5w im Leerlauf, je nach Speicherdichte. Enttäuscht?

Die Alternative zum Einsatz von relativ teuren Low Voltage Arbeitsspeichern, könnte für einige Nutzer auch eine Reduktion der Modulanzahl darstellen. So verbrauchen zwei 2GB Module verbrauchen in der Regel deutlich weniger, als vier 1GB Module. Auch Speicher kann man sehr oft undervolten, jedoch wird dies nicht bei vielen Mainboard-Modellen unterstützt. Das verringern der Speicherspannung auf Kosten des Speichertaktes spart zwar ein wenig Strom, jedoch auf Kosten der Performance. Dies betrifft auch den freiwilligen Verzicht auf eine Dual- oder Triple-Channel Konfiguration (ein einzelnes Speichermodul). In einigen Anwendungsgebieten spielen Speicherdurchsatz oder die Zugriffszeit jedoch keine Rolle, hier kann man über solche Schritte nachdenken.

Übersicht der Standards & Links (Updated)

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Die Standards (leider sind die Datenblätter der JEDEC-Standards nicht frei verfügbar):

• LPDDR1 - 1.92v
• LPDDR2 - 1.2v
• DDR2L (PC2L) - 1.5v
• DDR3L (PC3L) - 1.35v

Ergänzende Links
1) Chip Estimate: How Much Power Will a Low-Power SDRAM Save You? (LINK)
2) Hardwareluxx News: Optimierter DDR2 Speicher kommt als LPDDR2 (LINK)
3) Hardwareluxx Sammelthread: G.Skill ECO Series (LINK)
4) Hardwareluxx News: DDR3-1600 mit nur 1,25 Volt: Kingston kündigt Ultra-Low Voltage HyperX-Module an (LINK)
5) Dein LINK hier --> PM me!

Wichtige Bios-Settings

Relevant sind hier neben der Unterstützung aller Stromspar-Modi der CPU, des Chipsatzes und des Arbeitsspeichers vor allem die Möglichkeit zu Undervolten (Spannung einzelner Bauteile manuell abzusenken). Diese Optionen sind je nach Hersteller für Prozessoren (vCore) bereits relativ flächendeckend implementiert. Für andere Bauteile wie Northbridge, Southbridge, MCH, RAM, IGP und Sideport hingegen, noch eher die Ausnahme - vor allem im Budget Segment. Hier haben also mitunter Enthusiast- oder High-End Mainboards mit ihrem viel umfangreicheren Bios wieder einen Vorteil.

Die Möglichkeit Bauteile zu deaktivieren ist fast immer gegeben, aber ob damit jedoch eine Ersparnis erreicht wird, probiert man am besten selbst aus. Neben der Reduktion des Funktionsumfangs, gibt es jedoch auch Maßnahmen mit Einfluss auf die Performance. Das Untertakten von Bauteilen (CPU, RAM, Grafikprozessor, Sideport Speicher, Northbridge, Chip zu Chip Kommunikation wie HT/QPI/DMI) oder entschärfen von Timings kann sich auf den Verbrauch auswirken, ist es aber wohl nicht immer wert.

Bios Settings mit Stromspar-Potenzial

• grundsätzlich jede Einstellung zum Verringern von Spannungen (kein Performanceverlust)
• grundsätzlich jede Einstellung zum Verringern eines Taktes (bei theoretischem/praktischem Performanceverlust)
• EIST - Intel spezifische Stromsparfunktion, verringert Lastabhängig die FID & VID der CPU (eine/mehrere Stufen)
• C1E - Bekommt die CPU vom OS das Halt-Signal, so versetzt C1E diese in einen Zustand mit niedrigster FID & VID
• Cool & Quiet - AMD Spezifische Stromsparfunktion, verringert die FID & VID der CPU im Leerlauf (mehrere Stufen)
• (DRAM) Power Down Mode ... dieser Abschnitt ist noch in Arbeit
• (DRAM) Power Down Tristate ... dieser Abschnitt ist noch in Arbeit
• AltVID C3 Memory Clock Tristate ... dieser Abschnitt ist noch in Arbeit
• ...

Ergänzende Links
1) Hardware Secrets: Umfangreiche Erklärung der Performance States (LINK)
2) Dein LINK hier --> PM me!

3Optimierung - Grafikkarte

Die erste Frage sollte sein: Brauche ich eine dedizierte Grafikkarte? Für viele Anwendungsbereiche kommt man heutzutage mit den integrierten Grafiklösungen in Chipsätzen und bald vielleicht auch in Prozessoren aus. Der Vorteil dieser integrierten Lösungen ist ihr geringer Verbrauch, der kaum über dem eines Chipsatzes ohne integrierten Grafikprozessor liegt. Wer sich nicht sicher ist, ob er wirklich eine dedizierte Grafikkarte braucht, sollte im Mainboard-IGP Bereich weiterlesen.

Multiple Card Setups
Haben in einem sparsamen System eigentlich nichts zu suchen. Jedes Gespann aus mehreren Karten lässt sich durch eine einzelne Karte ersetzen. Nicht immer jedoch mit gleicher Performance. Eine der wenigen Ausnahmen: Wenn mehr Ausgänge benötigt werden, als eine einzelne Karte bereitstellen kann. Für diese Ausnahmen gelten alle Hinweise zu einzelnen Karten, jedoch in einem größerem Umfang (Ersparnis pro Karte multipliziert mit der Anzahl der Karten).

Sparsame Grafikkarten
Bei vielen Anwendern befinden sich die Grafikkarten nur selten unter echter Last, daher ist für sie der Verbrauch in diesem Zustand wichtiger als der unter voller Last. Wer hingegen auf seiner Grafikkarte permanent oder zumindest über längere Zeiträume hinweg belastet, für den sollte der maximale Verbrauch ausschlaggebend sein. Oft ist dies nicht zuletzt auch eine Gratwanderung zwischen Verbrauch und Leistung. Moderne Generationen verbessern dieses Verhältnis aber oft deutlich gegenüber ihren Vorgängern, wodurch es wiederum eine finanzielle Frage werden kann.

Den Verbrauch der Grafikkarte reduzieren
Wie übliche gibt es mehrere Wege dies zu erreichen, der unkomplizierte und gefahrlose ist der über entsprechende Software. Hierbei werden beim Systemstart Spannungen und Takt eigenen Profilen entsprechend angepasst. Der andere Weg führt über ein angepasstes Bios, welches auf die Karte geflashed wird. Bevor man jedoch solche Schritte unternimmt, sollte getestet werden wie weit man problemlos gehen kann, denn Takt und Spannungen lassen sich nicht beliebig reduzieren (unterhalb der Grenze drohen Bildfehler oder im schlimmsten Fall eine instabile Karte). Wie viel Sparpotenzial in einer Grafikkarte steckt ist von Modell zu Modell und Chip zu Chip verschieden.

Übersicht Idle- & Lastverbrauch & Links

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Quelle: TechPowerUp, recompiled by emissary42

Ergänzende Links
1) Hardwareluxx: Guide zum Stromsparen mit RivaTuner & ATI/Nvidia (LINK)
2) Hardwareluxx: Nvidia GPU NiBiTor & NVFlash Bios Guide (LINK)
3) TechPowerUp: Power Consumption Idle / Last / Peak Low to High-End incl. HD5870 & HD5850 (LINK)
4) Anandtech: Power Consumption of current High-End Cards incl. HD5870 & HD5850 (LINK)
5) Bit-Tech (10/2009): Autumn 2009 Graphics Card Upgrade Guide (Vergleichswerte High-End bis Q-SLI, LINK)
6) Dein LINK hier --> PM me!

4Optimierung - Storage

Die Anzahl der Datenträger (Festplatten/SSD) ist einer der Hauptansatzpunkte zum Stromsparen. Mehrere kleine Datenträger lassen sich oft durch einen einzelnen größeren ersetzen. Unter Umständen ist dies für die Performance in manchen Anwendungsbereichen hinderlich, so wollen Grafik- oder Videoprogramme oft eine eigene Scratchdisk. Ein anderer Aspekt ist die Sicherheit der Daten, die dann alle auf einem einzelnen Datenträger liegen. Wer also bisher Verzeichnisse über mehrere Datenträger hinweg synchronisiert, der wird nach wie vor mindestens einen zweiten Datenträger brauchen. Vielleicht könnte man diesen jedoch extern in einem eigenen Gehäuse unterbringen, so dass dieser nur bei Bedarf zugeschaltet wird.

Bei den Festplatten selbst gibt es inzwischen verschiedene Varianten abseits der 08/15 Desktop Laufwerke. Zum einen bieten fast alle Hersteller wieder Laufwerke mit reduzierter Drehzahl und entsprechender Optimierung auf geringen Verbrauch an. Diese eignen sich auf Grund ihrer Kapazität hervorragend als Datengrab. Wer mit weniger Kapazität auskommt, hat in der Vergangenheit fast immer zu Notebook-Festplatten gegriffen, inzwischen werden diese jedoch mehr und mehr von den Solid State Disks (SSD) verdrängt. Diese haben gleich mehrere Vorteile: zum einen entfallen Zugriffs- und Laufgeräusche, die Abwärme ist noch mal geringer und der Verbrauch sehr gering. Das alles bei sehr überzeugenden Performance-Werten, mit nur einem gravierendem Nachteil: Das Verhältnis von Gigabyte/Euro ist im Vergleich zu Festplatten noch relativ schlecht, verbessert sich aber beständig / dramatisch.



Ergänzende Links
1) Hardwareluxx: Festplatten Kaufberatung & Diskussion (LINK)
2) Hardwareluxx: Die SSD - Vorteile & Nachteile (LINK)
3) StorageReview: Datenbank mit Verbrauchswerten diverser Modelle (LINK)
4) Dein LINK hier --> PM me!

5Optimierung - Bildschirme (Monitore & TV)

Der Verbrauch eines Bildschirms ist nicht ausschließlich von der Funktionsweise abhängig. Wer nun also einen ganz klaren Tip zu der oder der Technologie erwartet, den muss ich enttäuschen. Zwar sind OLED sparsamer als LCD, welcher wiederum sparsamer als Plasma- oder Röhrenbildschirme sind, jedoch gilt dies nur unter gleichen Merkmalen wie Größe und Helligkeit. Nun sind allerdings Fernseher und auch Computermonitore in den letzten Jahren im Durchschnitt immer größer geworden, so dass der Vorteil effizienterer Technologien durch die größere Diagonale teilweise wieder zunichte gemacht wird.

Quelle: Natural Resources Defense Council (überarbeitete Fassung, by emissary42)

Worauf solltet ihr also beim Kauf achten? Wichtige Details:

1. Wie groß muss der Bildschirm sein? Je nach Betrachtungsabstand, ist weniger manchmal nicht nur beim Verbrauch mehr.
2. Welche Paneltechnologie wird verwendet? PVA/IPS/TN
3. Welcher Art ist die Hintergrundbeleuchtung? LED ist in jedem Fall zu bevorzugen.
4. Wie hoch sind die Verbrauchsangaben des Herstellers? Die Angaben verschiedener Hersteller sind zwar nicht vergleichbar, bieten aber einen ersten Anhaltspunkt. Nicht unterschätzt werden sollte neben der Angabe für den typischen Verbrauch auch der Wert für den Standby (sofern der Bildschirm nicht per Steckerleiste vom Netz getrennt werden soll).
5. Besitzt der Bildschirm einen echten Ausschalter?
6. Besitzt der Bildschirm Stromspar-Modi oder Funktionen? Zu nennen wären hier neben den bekannten Sleep-Modes auch die automatische Helligkeitsregelung, welche auch ergonomisch interessant sein könnte.

Ergänzende Links
1) CNET: Verbrauchstest von 150 verschiedenen HDTV Fernsehgeräten & Tips (LINK)
2) [Rehost] Umweltbundesamt: Stromverbrauchsvergleich 150 HDTV-Geräte 2007 (LINK-PDF)
3) Dein LINK hier --> PM me!

6Optimierung - Netzteil

Das Stichwort heißt hier Effizienz. Durch den Trend der Green-IT hat sich hier in den letzten Jahren viel getan. Neue Gütesiegel wie Energy Star 5.0 und die 80plus Zertifikate helfen dem Käufer bei der Auswahl des Netzteils. Jedoch ist eine möglichst passende Dimensionierung dafür unerlässlich, da die Effizienz eines Netzteils abhängig von der Auslastung ist. So toll ein 80plus Gold zertifiziertes Netzteil mit 1000w auf den ersten Blick auch aussehen mag, der hohe Preis und die bei geringem Verbrauch von unter 20% Last geringe Effizienz, machen den Kauf in vielen Fällen doppelt unwirtschaftlich. Hier eine typische Effizienzkurve eines modernen Netzteils:

Quelle: basierend auf einem Anandtech Diagramm

Die drei Graphen stellen die Effizienz des Netzteils in Verbindung mit den auf der Welt gebräuchlichen Eingangspannungen dar (für Deutschland ist der 230VAC Graph relevant). Wie man sieht, bricht das 80plus konforme Netzteil unter 100w sehr deutlich ein und die Effizienz im Bereich unter 50w dürfte selbst die 50% Marke zügig erreichen, wenn es bei so geringer Last überhaupt noch funktioniert (siehe Mindestlast in den Spezifikationen). Weiterhin fällt die Effizienz bei sehr hoher Last und Überlast wieder deutlich ab. Der Idealbereich liegt irgendwo innerhalb dieser Extrembereiche, oft zwischen 20 und 80% Auslastung.

Ergänzende Links
1) Hardwareluxx: Kleine aber feine 80plus Netzteile & PicoPSU (LINK)
2) Hardwareluxx: Netzteile Sticky & Grundlagen (LINK)
3) Hardwareluxx: PicoPSU Vergleich, che new (LINK)
4) Dein LINK hier --> PM me!

7Optmierungen Peripherie & Sonstiges

Peripherie
Eine Mouse und eine Tastatur werden wohl die meisten besitzen/verwenden. Sie zählen zu den kleinsten Verbrauchern am PC, jedoch gibt es auch hier ein paar Tricks: die Beleuchtung kann man bei einigen Modellen abschalten und die Geräte selbst werden von manchen Mainboards auch im ausgeschalteten Zustand des Rechners noch mit Strom versorgt - Abhilfe schafft das Umsetzen der USB-Power Jumper, sofern das Mainboard über welche verfügt. Sollte das nicht der Fall sein, kann ein vollständiges Trennen des Systems von der Stromversorgung (wie mit einer Steckerleiste) zu Problemen bei der Erkennung beim Nachfolgendem Start oder sogar zur Entladung der Batterie führen*. Andere Geräte, die durch den PC gespeist werden können zum Beispiel externe Kartenleser oder Web-Kameras sein. Ob man diese nach jeder Benutzung vom PC abziehen will, kann jeder für sich entscheiden.

Eine andere Baustelle ist die Peripherie, welche eigentlich durch ein eigenes Netzteil versorgt wird. Dazu zählen unter anderem Scanner, Drucker und Netzwerkfestplatten. Oft haben diese einen eingebauten Standby-Timer, manchmal auch einen Timer und einen An-/Ausschalter. Wie viel diese Geräte im Standby verbrauchen schwankt stark von Modell zu Modell, wer den Ausschalter konsequent nutzt sollte auf der sicheren Seite sein. Geräte ohne diesen könnte man immer noch (gesammelt) mit einer Steckerleiste vom Netz trennen. Leider ist ein Ausschalter nicht immer auch wirklich ein Ausschalter, dies lässt sich ohne Messgerät jedoch nicht ohne weiteres herausfinden.

*einige Besitzer von Systemen mit zum Beispiel Gigabyte Mainboards werden das vielleicht kennen

Sonstiges
Auch Kaltlichtkathoden, LED-Beleuchtung und ähnliche Gimmicks, die meist nur der Optik dienen, sind Verbraucher in einem Computer. Wer sich diese extra angeschafft hat, wird auf den Effekt vermutlich nicht verzichten wollen, etwas anderes ist es jedoch, wenn zum Beispiel das Gehäuse bereits eine vorinstallierte Beleuchtung bietet. Der Verbrauch von LED-Leisten hält sich zwar in Grenzen, bei einer Kathode sieht es aber nicht mehr ganz so harmlos aus. Zudem gibt es ja auch noch beleuchtete Lüfter und Gehäuse die einfach an jeder nur erdenklichen Stelle einen Lüfter beherbergen können. Statt auf die Beleuchtung des sichtbaren Lüfters verzichten zu müssen, könnte man auch die Anzahl der Lüfter im Gehäuse selbst überdenken und auf diese Weise vielleicht nicht nur etwas Strom sparen, sondern auch seine Ohren schonen.

Optimierung - eigenes Verhalten (denn Umweltbewusstsein != Umweltverhalten)

Last but not least oder auch der wichtigste Teil zum Schluss: Vollkommen kostenlos ist diese Form der Optimierung, kann aber deutlich wirksamer als alle anderen Maßnahmen zusammen sein. Dies hängt davon ab, wie energiebewusst ihr bisher mit eurer Hardware und auch anderen Verbrauchern umgeht. Zwar gehört der PC in den allermeisten Fällen nicht zu den größten Verbrauchern im Haushalt, jedoch ist das Hardwareluxx natürlich hauptsächlich ein Computerforum. Einige der Tips zum richtigen Verhalten, lassen sich jedoch genauso auf andere Verbraucher, wie zum Beispiel TV-Geräte, HiFi-Anlagen, Deckenfluter oder Küchen-Elektronik um münzen. Ein paar Anhaltspunkte:

• Schaltet Geräte bei Nichtbenutzung konsequent ab (auch in den kürzesten Pausen/Zeiträumen).
• Geräte ohne Ausschalter per Steckerleiste vom Strom trennen.
• Informiert euch vor dem Kauf über den Verbrauch, Gütesiegel und integrierte Stromspar-Mechanismen.
• Nutzt vorhandene Stromsparmechanismen (gilt auch für Wasserspar-).
• Manche Aufgaben eines Gerätes kann man auch manuell erledigen (Wäschetrockner-Symptom).

Verwandte Themen sind unter anderem die richtige Entsorgung von Altgeräten oder auch umweltfreundliche Verpackungen. Die Entscheidung schließlich, wie konsequent man den Umweltgedanken selbst verfolgen möchte, liegt bei jedem selbst.

Ergänzende Links
1) Umweltbundesamt: Empfehlungen für die umweltfreundliche Beschaffung eines Desktop PC (LINK-PDF)
2) Umweltbundesamt: Umweltbewusstsein Deutschland 2008, eine Umfrage (LINK-PDF)
3) DENA: Energiespartips & Strom sparen (LINK)
4) Umweltbundesamt: Energiesparen im Haushalt NEUAUFLAGE (LINK)
5) Dein LINK hier --> PM me!

Anhang A: Verbrauch messen

Eines vorweg: Das Messen von Netzteilen ohne oder mit passiver PFC, kann man sich praktisch sparen. Ein anderes Problem ist, dass im Standby-Betrieb unter umständen die PFC nicht aktiv ist, was zu sehr ungenauer Messwerten durch die Blindleistung führt. Dies lässt sich nur mit True-RMS Messgeräten umgehen, welche leider für eine schnelle Messung zu Haus wohl doch etwas zu teuer sind (vor allem kalibriert). Handelsübliche Geräte aus dem Discounter sind für Messungen von Schaltnetzteilen nicht geeignet. Es gibt jedoch ein paar empfehlenswerte Schnäppchen, die in gewissen Grenzen auch mit Blindleistungen umgehen können, dazu gehören unter anderem:

• Profitec KD302 (Preisvergleich)
• Voltcraft Energy Check 3000 (Conrad)
• Voltcraft Energy Monitor 3000 (Conrad)
• deine Ergänzung hier!

Wer sich kein solches Gerät kaufen möchte, kann auch bei seinem Energieversorger anfragen. Diese verleihen solche Geräte in der Regel gebührenfrei. Gebt aber unbedingt an, was ihr damit messen wollt, damit ihr nicht doch noch den Schrott aus dem Discounter in die Hand gedrückt bekommt. In diesem Fall gilt: Fragen kostet tatsächlich nichts & ausleihen meist auch nicht.

Ergänzende Links
1) Hardwareluxx: Vergleichstest einiger Energiemessgeräte von Che New (LINK)
2) Hardwareluxx: Sammelthread Stromverbrauch meines Rechners (LINK)
3) No-E.de: Datenbank über Verleihstellen von Messgeräten (LINK)
4) Dein LINK hier --> PM me!

Anhang B: Standards & Normen

80plus (Homepage)
Inzwischen sollte der Name fast jedem energiebewusst denkenden Luxxer ein Begriff sein. Obwohl es noch ein relativ junger internationaler Standard für die Bewertung der Effizienz von Netzteilen ist, erfreut sich dieser einer wachsenden Bedeutung. Wurde es vor einigen Jahren von manchen Firmen noch als optional betrachtet, die eigenen Netzteile prüfen und mit einem entsprechendem Siegel versehen zu lassen, so ist dies aktuell schon beinahe zur Pflicht geworden. Die Kategorisierung in die ursprüngliche 80plus und die drei neuen Bronze, Silber und Gold Klassen ist für den Hersteller und Käufer vollkommen transparent, da sogar die Testprotokolle veröffentlicht werden. Die Anforderungen sind auf der Homepage einsehbar.

Der ATX-Standard (Homepage)
Es ist nicht allgemein bekannt, das Intel bei einer Überarbeitung des Standards auch empfohlene und Mindestanforderungen für Netzteile festgelegt hat. Dazu zählen neben einer Energy Star konformität auch Effizienzwerte, welche sich in den Developer Specifications 3.5.8 nachlesen lassen (PDF-Download). Nach heutigen Maßstäben sind diese Anforderungen vielleicht veraltet, sie können jedoch ein Anhaltspunkt für Netzteile ohne 80plus Rating sein, sofern sie einem aktuellen ATX-Standard entsprechen.

Blauer Engel (Homepage)
Das bekannte Logo ist tatsächlich das älteste Umweltzeichen der Welt. Es ist gleichzeitig auch das verbreitetste mit über 10.000 Produkten aus 80 Kategorien, darunter auch einige auf Computer und deren Peripherie bezogene. Dabei gibt es inzwischen mehrere Schutzziele die im unteren Bereich des Logos angeführt werden (schützt): die Gesundheit, das Klima, die Ressourcen, das Wasser. Dabei kann sich ein Produkt durchaus Abzeichen mehrerer Schutzziele verdienen. Die Vergabegrundlagen sind öffentlich verfügbar (PDF oder Zip-Download), sofern sie nicht aktuell überarbeitet werden.

Energy Star 5.0 (Homepage)
Ein Programm der US-Amerikanischen E.P.A. welches mit seinen Richtlinien vor allem die Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit der Produkte bewertet. Die Spezifikationen sind auf der Homepage frei verfügbar (im Moment v5.0 Draft 2). Bewertet werden neben dem regulärem Verbrauch auch Stromsparmodi und der Standbybetrieb. Dabei existieren sehr viele Produktkategorien, es können sich neben PCs und Bildschirmen, auch Spielekonsolen, Haushaltsgeräte und sogar Gebäude für das Gütesiegel qualifizieren.

EPEAT (Homepage)
Ein internationales System/Standard der Herstellern und Kunden eine Kategorisierung von Produkten nach umweltspezifischen Kriterien bietet. Die Anforderungen der drei Kategorien (bronze, silber, gold) sind auf der Webseite für jeden einsehbar und behandeln neben einer Bewertung der Verpackung, der Lebensdauer des Produktes, den Gehalt von umweltschädigenden Stoffen auch den Energieverbrauch. In der Online Datenbank befinden sich neben Komplettrechnern, Thin Clients und Notebooks diverser Hersteller auch Bildschirme (von zB Dell, Eizo, HP, NEC).

EuP Richtlinie 2009 (PDF-Download) (Updated)
Herausgeber ist das Europäische Parlament und der Rat der Union. Sie ersetzt die ursprüngliche Richtlinie von 2005. Inhaltlich beschäftigt sie sich mit der Schaffung eines Rahmens für die Festlegung von Anforderungen an die umweltgerechte Gestaltung energieverbrauchsrelevanter Produkte. In ihr wurden neue Mindestanforderungen für bestimmte energieverbauchende Produkte / Produktgruppen festgelegt. Im Computerbereich betrifft dies verschiedenste Hardwarebereiche vom Mainboard, über Peripherie bis zum Monitor.

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[04.11.09] Der gesamte Text dieses Beitrages ist urheberrechtlich geschützt (Copyright). Das Urheberrecht liegt, soweit nicht ausdrücklich anders gekennzeichnet, bei emissary42. Das Urheberrecht der Bildern liegt bei den jeweiligen Erzeugern.​