Linux PHC - za notebook tišší

27.8.2009 23:04 | Přečteno: 2407× | Linux | | poslední úprava: 28.8.2009 09:35

Jaký je váš názor na šumění větráčku na CPU? Pokud vám stejně jako mně vadí a máte některou z podporovaných architektur (Intel Core, Atom, Pentium M; AMD: Turion64, Turion X2, X2), můžete ho zkusit trochu ztišit pomocí následujícího návodu.

Ještě upozornění - vzhledem k tomu, že se jedná o nízkoúrovňový přístup k hardware, neručím za případné škody na majetku a zdraví (když vám vyprskne do obličeje rozpálený procesor a způsobí vám vážné popáleniny, za mnou nechoďte).
(I když to nejhorší, co by se vám teoreticky mohlo stát je nestabilita systému)

Linux PHC

Linux PHC je projekt, který umožňuje uživatelům snížit elektrické napětí na jádře procesoru. Pro hladkou funkčnost procesoru je potřeba určité minimální napětí na jádře, které roste spolu s pracovní frekvencí procesoru. A díky tomu, že každý procesor (i stejného typu) je v malé míře odlišný od ostatních - a tedy i minimální napětí pro hladký chod se kus od kusu liší, řeší to výrobce tím, že nastaví nějakou bezpečnou hranici, při které velká většina běží stabilně. A tady nám vzniká prostor, který se snaží využít právě PHC.

Takže, co nás čeká?

• Kompilace jaderného modulu (v horším případě celého jádra)
• Dlouhé testování

Není to moc, že? A co za to dostaneme?

• Tišší chod
• Nižší spotřebu

(viz test na konci zápisku)

Instalace PHC

Budeme potřebovat: zdrojové kódy aktuálního jádra, nástroje pro kompilaci, PHC patch pro náš procesor. Potřebné balíčky nainstalujeme v Debianu pomocí: aptitude install build-essential linux-source-2.6.30. PHC patch není v repozitáři - musíme ho stáhnout z fóra.

Pokud máme štěstí a acpi_cpufreq (pro procesory AMD powernow-k8)je zkompilován jako modul (zjistíte pomocí příkazu: zcat /proc/config.gz |grep ACPI_CPUFREQ) (pro procesory AMD nahraďte ACPI_CPUFREQ POWERNOW_K8, můžeme pokračovat - v opačném případě bude nutné znovu přeložit jádro.

cd /usr/src
tar xf linux-[verze].tar.bz2
cd linux-[verze]
zcat /proc/config.gz > .config #pokud nefunguje, vezmeme config z /boot
make oldconfig
# Pokud je acpi-cpufreq modul, stačí nám spustit
make prepare
make scripts
# Pokud ne, spustíme make menuconfig, nastavíme konfigurační volbu
# Power Management Options->CPU Frequency Scaling->ACPI Processor P-States na "M",
# spustíme make, make install, make modules_install, upravíme zavaděč a restartujeme do nového jádra.

Nyní nám už zbývá jen rozbalit PHC, přeložit a nahrát upravený acpi-cpufreq modul:

tar xf phc-[verze].tar.gz
cd phc-[verze]
make prepare
make
make install
rmmod acpi-cpufreq # resp. powernow-k8 pro procesory AMD
modprobe phc-intel # resp. phc-k8

Tím je PHC nainstalován a o jeho přítomnosti by měly svědčit nově vytvořené soubory: /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_*

Konfigurace PHC

V adresáři /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/ se nám (pokud vše proběhlo hladce) vytvořily nové soubory s prefixem phc_. Nejdůležitějším je phc_controls, který, pokud si vypíšeme jeho obsah ukáže něco takového: 11:15 8:15 6:15 - je zde vždy identifikátor frekvence procesoru (FID) a identifikátor napětí (VID), oddělený dvojtečkou pro každou frekvenci, na které může procesor běžet. Výchozí nastavení ve stejném formátu je pak v souboru phc_default_controls. Nevýhodou tohoto formátu je, že skutečná hodnota napětí a frekvence je pro každý typ procesoru jiná a není možné ji bez datasheetu k procesoru spočítat.

Jakoukoliv změnu provádíme zápisem ve stejném formátu do souboru /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/phc_control (samozrejmě musíme pod rootem).

Takže jak nastavovat? Pokud máme spuštěný nějaký userspace program na škálování frekvence procesoru, vypneme ho. Nastavíme userspace governor (pokud není k dispozici, pro nejvyšší frekvenci poslouží dobře i performance):

root@Odyssey:/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq# echo userspace > scaling_governor

Dále nastavíme nejvyšší frekvenci procesoru (u mě je to cca 1.46GHz):

root@Odyssey:/sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq# echo 1467000> scaling_setspeed 

Zatížíme procesor - osvědčilo se mi použití mprime (32bit a 64bit verze) a začneme snižovat napětí po malých krůčkách. Tedy pokud v phc_controls máte např. 11:43 8:27 6:15, můžeme začít s nastavením 11:40 8:27 6:15. Pokud máte vícejádrový procesor, nezapomeňte toto změnit pro všechna jádra

Po každé změně nechte počítač chvíli zatížený a při jakýchkoliv projevech nestability vraťte zpět poslední funkční hodnotu. Tento postup opakujte pro všechny další frekvence. Nicméně, u procesorů Intel Core(2) není možné snižovat napětí pod výchozí hodnotu nejnižší frekvence..

Pokud už jste se dostali na hranici, kdy už dále nechcete/nemůžete snižovat napětí, doporučuji nechat počítač běžet zatížený několik hodin (k tomuto opět poslouží např. mprime) a pokud se objeví jakékoliv známky nestability, napětí o trošku zvýšit). Výsledné hodnoty pak můžete přidat do startovacího skriptu

Výsledky

Pokud vás zajímají nějaké výsledky, provedl jsem mini test. Testoval jsem na notebooku Lenovo N200 (procesor Intel DualCore T2310 (1.4GHz), s výchozími a s nejnižšími dosaženými hodnotami (systém běží stabilně i na nejnižsí možné napětí). Testoval jsem vždy idle (několik málo spuštěných aplikací a daemonů, na počítači jsem v tu dobu nepracoval) a plnou zátěž CPU programem mprime. Na počítači běželo jádro 2.6.31-rc6 (x86_64) a nebylo nijak řešeno šetření energií (plný jas displeje, ondemand governor, běžící wifi a bluetooth, aktivní USB, firewire...). Výsledky pak shrnuje následující tabulka.

	Jádro bez PHC		Jádro s PHC
	Teplota	Spotřeba	Teplota	Spotřeba
V klidu	45°C	40W	45°	40W
Zatížený	76°C	103W	59°	65W

Spotřebu jsem získal z programu Powertop, nicméně ta je "trošku" mimo. ACPI totiž hlásí stále plnou kapacitu baterie, která ale bude po dvou letech provozu už opotřebovaná.

V klidu byla teplota obou jader i spotřeba přibližně stejná díky tomu, že pro nějnižší frekvenci nemůžu snižovat napětí, při plné zátěži se ale objevily velké rozdíly jak v teplotě (přes 20°C) a spotřebě (téměř 40W).

       

Komentáře

[kralyk z abclinuxu]

Ta teplota na CPU je brutální, to nemůže být v pořádku.

Jinak díky za článek, možná se na notebooku inspiruju...

[Mrkva]

Bohužel je. A to byl počítač po celou dobu na stole a před testováním jsem čistil chlazení.

[Fluttershy, yay!]

Hlavně ta spotřeba je divná... fakt je to laptop?

Mně největší kravál dělá disk, když tam cosi rezonuje v případě blbého povrchu. Jinak větrák u stolu na vzdálenost neslyším. Horší je to, když to mám na klíně, hlavně kvůli teplu, ale to už to takhle zase tak moc nepoužívám.

Jinak na to ale možná mrknu.

[Tomáš Heger (geckon)]

Já problém s větrákem ani diskem nemám. Co dělá opravdu kravál je DVD mechanika - ještěže ji skoro nepoužívám

[kralyk z abclinuxu]

Jo ta spotřeba je taky dost divná, já mám na svém notebooku v klidu okolo 11W. (v zátěži nevim ale nad 40W to asi nepůjde)
Vinil bych špatné (nebo žádné ) použití teplovodivé pasty, viz můj komentář níže.

[Mrkva]

No na tu teplovodivou pastu kouknu. Nicmene s procesorem/chlazenim jsem krom obcasneho cisteni nic nedelal. To by musel nekdo zapomenout uz pri vyrobe :)

Mimochodem, muzu poprosit o hardwarovou konfiguraci/znacku pocitace? Diky :)

[kralyk z abclinuxu]

Je to Dell Inspiron 15 (Intel Pentium Dual-Core T4200, grafika Intel GMA X4500MHD v linuxu bezproblémová narozdíl od ATI, 2GB RAM, 15.6" LCD).
Ale i notebooky jiných značek maj podobně nízkou spotřebu, podle toho co říkali lidi tady na ábíčku.
Docela mě potěšilo, že zapnutý compoziting spotřebu v podstatě nezvýší, což jsem tak úplně nečekal. No ona ta karta je asi dost slabá co se grafickýho výkonu týče, ale je asi i úsporná.

[Mrkva]

No, v skoro idle (prohlížení webu a přehrávání MP3), s většinou vypnutého HW (bluetooth, wifi, USB1.1) mám skoro přesně 30W. Mimochodem, DualCore T2310, GMA x3100, 1.5GB RAM, 15,6" LCD). Takže buď mizerný hardware (což je pravděpodobnějši), nebo dělám něco špatně.

[Käyttäjä 11133]

Spíš je otázka jak a čím to měříš :)

[poky74]

Hmm, má tu mám core2duo 2.16ghz, 2 gb ram a 250gb disk, grafika intel gma 4500 zdroj 65W, odběr v klidu 16W, při práci 30W teploty se pohybují v klidu okolo 35 celsia a při práci okolo 50 celsia

[Jméno vaše zadejte]

Nože prezraď, aký máš k tomu notebooku zdroj (koľko Wattový)? 

[Grunt]

Můj případ 2Ghz a když do toho pustím nějaké instrukce tak 80°C je tam hned. V případě, že zapojím obě jádra a ještě grafiku(OpenArena) tak 90°C bez problému.(Většinou to ale začne prokládat NOPama a parkrát už se mi podařilo i dostat do bodu kdy se počítač radši sám vypne) A kamarád se běžně při hraní dostával přes 100°C(mám pocit snad i kolem 110°C). Toť AMD.

[kralyk z abclinuxu]

Jestli to je desktop, tak bych silně podezříval mechanismus nasazování chladiče & větráku. Voni někdy vypadaj jakože tam seděj dokonale, a přitom to není pořádně zacvaklý nebo něco. Když jsem stavěl svůj desktop, napoprvé jsem 1 ze 4 nožiček chladiče špatně dotáhl a pak jsem zíral na 75°C v BIOSu. Stačilo ji dotáhnout a hned 40°C a přitom pohledem na chladič "pouhým okem" se nic nezměnilo.

Také se doporučuje aplikovat pastu - například Arctic Cooling MX-2, stojí jen ~150Kč a přitom je dle testů kvalitnější než mnohé za ~500Kč.

[tired joe]

Moc pekná pätička :)

[kralyk z abclinuxu]

[Kvakor]

80 až 90°C? To je opravdu hodně, u AMD jde už od novějších revizí Skt754/939 přečíst maximální povolenou teplotu (headspreaderu, ne jádra) a maximum tam je, pokud si pamatuju, právě těch 90°C (většinou ale o dost méně). Mít na procesoru takovou teplotu, hned upgraduju chladič a dám tam tu největší potvoru, co se do case ještě vejde a nebude moc předražená ...

[Grunt]

Jde o notebook.

[Dr. Eddy]

když jsem instaloval (no, spíš jsem se o to jen pokoušel) tenhle tejden na Gentoo KDE 4.3, tak mi v jednu chvíli dosáhla teplota kritický úrovně, který je nastavená na 100°C a vypnul se. Když jsem notebooka nechal vystydnout a pokračoval jsem v emergi, pustil jsem si watch s příkazem sensors (kontrola teploty) a vypozoroval jsem, že při zátěži se teplota pohybovala mezi 80° a 90°C (jakmile se to dostalo na 90°, tak se větrák roztočil na max a zchladil jádra)...

tohle je starý Core 2 Duo 1,66GHz.

[vlk]

 skoda, ze nepodporuju CORE 2 ULV :(

[Limoto]

Není, to je ještě celkem málo...

[Smajchl]

Já někdy mám i 90 na notebooku, to je normalni.. ted zrovna tam je 68.. v klidu.

[mirec]

Tých 103W sa mi nejako nezdá. Ja mám Lenovo thinkpad a dodávaný zdroj má 60W (takže max. spotreba aj s prípadným dobíjaním batérie by nemala stúpnuť > 60W). Tiež teplota CPU je dosť divná, teraz v lete keď mám zapnutý BOINC teplota nestúpne nad 50°C, v zime nad 45°C.

[e.lisak]

ono asi zálezí na konkrétní řadě a účinnosti chlazení.

U staršího HPčka sem měl teplotu v klidu na 45 a při zátěži bez přídavného chlazení (průvan pod notebookem) lezla přez 80.
Teďka u T60 neklesne pod 40 a nepřeleze 60. A co jsem vypozoroval, tak v linuxu zatím najvíc topí grafika (atina). Jinak pod win ten odběr v klidu klesá pod 15W

[Zdeněk Štěpánek]

Tak on pise o nizkourovnovem pristupu k HW a ani nema v ruce pajku...

Zdenek

[Smajchl]

Jo taky sem se tesil ze bude naky pitvani...

[Jan Drábek]

No, snížit odběr při zatížení ani tak nepotřebuji, spíš ten odběr v klidu, se současnými 13 Watty mi to vydrží jen 3 hodiny pohodlné práce :(

 

[Mrkva]

Díky všem, co mě donutili přemýšlet nad tou spotřebou. Přidal jsem to do zápisku - ACPI stále hlásí, že baterka má plnou kapacitu.

[Kvakor]

Starší baterie hlásí plnou kapacitu tak dlouho, dokud se nerekalibrují - většinou se to dělá v Setupu a funguje to tak, že se baterie prvně nabije na 100%, potom zas vybije do nuly (tj. do minimálního povoleného napětí) a při tom se sleduje, jaký náboj vydala.

Ty novější to dělají za chodu, ale často je třeba baterii vybít do určitého stupně, aby rekalibrace proběhla (tj. pokud je notebook pořád připojený k síti, nic se nezjistí). Není to sice tak přesné jako nabytí/vybití, ale zase se zbytečně nevyplácá nabíjecí cyklus.

[e.lisak]

Jak již bylo uvedeno přede mnou - občas zkalibrovat. U nové baterie stačí 1-2x za rok, pak o něco častěji. A stáří "baterie" se nepočítá od koupě, ale od datumu výroby těch článků.

Taky mi to furt hlásí, že má 95-100%, ale pak jsem zjistil, že 100% ukazatele znamená 65% původní kapacity

[Jan Drábek]

Hmm, moje lenovácká to dělá automaticky. Po 2 letech denního používání 80% reálné kapacity.

[Mrkva]

Nojo, jenze tahle se nezkalibruje - v BIOSu nic, uplne vybiti taky nepomuze.

[genius2000.log]

Nevadí, hučí mě tady CPU, GPU, zdroj asi 2 další větráky, na regulaci kašlu. Pak mám další větrák na 5.1 reprobednách (malinko rozbitý, přehřívá se zesilovač), na zesilovači od dalších beden, pak notebook a nic z toho přes ten kravál co vydávaj bedny neslyším :D

[Vladimír Čunát]

Hmm, snížil jsem teplotu naprázdno z 50 na 45 a v zátěži z 90 na 55 (P-M 740)