Optimalizace spotřeby systému – tuned

29. 3. 2011 | Vratislav Podzimek | Hardware | 7867×

Uživatelé GNU/Linuxu si často stěžují, jak špatně je na tom jejich systém se spotřebou elektrické energie a když nabootují Windows, vydrží jejich notebook v provozu na baterii déle. Víme však vůbec, jaké jsou v současných distribucích GNU/Linuxu možnosti v oblasti Power Managementu?

Podívejme se na jeden z optimalizačních nástrojů, který umožní vyladit systém k nižší spotřebě energie - tuned. Tento nástroj vznikl v rámci projektu Fedora, ale je použitelný v libovolné distribuci GNU/Linuxu.

Architektura tuned je založena na pluginech, jež se dělí do dvou skupin - monitorovací a nastavovací. Monitorovací pluginy slouží ke sledování aktuálních provozních parametrů systému. Nastavovací pluginy tyto informace dále využívají a dle definovaných pravidel dynamicky upravují nastavení systému tak, aby byla spotřeba el. energie snížena na minimum při zachování přibližně stejné odezvy pro uživatele. V současné době existují tři páry pluginů - pro CPU, síťové karty a pevné disky. Dále tuned pracuje s ktune jehož prostřednictvím upravuje dle zvoleného profilu statické nastavení systému, především parametrů jádra.

Profily

Z uživatelského pohledu pracuje tuned s tzv. profily. Profil je sada souborů obsahujících nastavení pro ktune a tuned. V současné době existuje 9 profilů odpovídajících různým nárokům na systém jakožto i různým hardwarovým sestavám:

• default: Jedná se profil aktivovaný implicitně, není-li zadán žádný jiný. Obsahuje obecná základní nastavení. Má nejmenší dopad na množství odebírané energie a pracuje pouze se dvěma páry pluginů - pro CPU a disk.
• desktop-powersave: Nastavení pro desktopovou sestavu. Aktivuje ALPM ^{Aggresive Link Power Management}http://www.lesswatts.org/tips/disks.php a všechny tři pluginy tuned.
• server-powersave: Stejně jako desktop-powersave aktivuje ALPM, vypíná CD-ROM polling HALu a pracuje s pluginy tuned CPU a disk.
• laptop-ac-powersave: Plugin zaměřený na notebook připojený k síťovému zdroji. Aktivuje ALPM, pracuje s pluginy tuned pro CPU, disky i ethernet a zároveň nastavuje režim úspory wifi.
• laptop-battery-powersave: „Nejagresivnější“ profil použitelný nejen na noteboocích, ale jeho aktivace se negativně projevuje na výkonu systému, a to především na latenci diskových operací a síťových přenosů. Obsahuje stejná nastavení jako předchozí profil, ale přidává k nim ještě plánování „ligthmulticore“ zátěže s ohledem na nízký příkon a úsporný režim audia AC97. Kontroluje nastavení CPU governoru (politiku dynamických změn taktovací frekvence CPU) a případně nastavuje na hodnotu ondemand.
• throughput-performance: Profil určený pro maximální výkonnost serveru. Deaktivuje tuned i ktune. Pomocí nastavení sysctl dosahuje vyšší propustnosti diskových operací a síťových přenosů. Zároveň aktivuje tzv. deadline scheduler.
• latency-performance: Podobný předchozímu profilu, ale je orientován na minimalizaci latence.
• enterprise-storage: Nastavuje CPU governor do režimu pro výkon, aktivuje transparentní přidělování velkých stránek paměti, vypíná bariéry souborových systémů a zvyšuje readahead hodnotu disků.
• spindown-disk: Tento profil zahrnuje aktivaci ALPM disků a USB autosuspend. Dále deaktivuje HAL CD-ROM polling a nastavuje režimy úspory pro wifi a pevné disky (např. kratší čas pro spindown).

Pokud však někomu tato nabídka nestačí, může si vytvořit profil(y) vlastní. Každý profil má v adresáři /etc/tune-profiles svůj vlastní podadresář obsahující soubory:

• tuned.conf - konfigurační soubor pro tuned
• sysctl.ktune - nastavení sysctl aplikovaná ktune (stejný formát jako /etc/sysconfig/sysctl)
• ktune.sysconfig - konfigurační soubor ktune
• ktune.sh - shell skript podobný init skriptům spuštěný při startu služby ktune během startu systému

Samozřejmě není nutné začínat „od podlahy“. Jednodušší variantou je zkopírování souborů některého z existujících profilů a ty následně upravit dle vlastních představ.

Použití

Základním krokem práce s libovolným nástrojem je instalace. Pokud používáte distribuci Fedora, v rámci níž projekt tuned vznikl, stačí Vám prosté

yum install tuned

V jiných distribucích si pravděpodobně budete muset poradit s trochu náročnějším postupem - stažením zdrojového kódu ze stránek projektu a instalací pomocí

make install

Ke spuštění poslouží příkaz

service tuned start

případně, chceme-li, aby byl tuned spouštěn při každém startu počítače

chkconfig tuned on

Při startu si tuned načítá soubor s nastavením, implicitně /etc/tuned.conf (lze změnit pomocí přepínače -c na libovolnou jinou cestu). Tento soubor ve formátu ini obsahuje sekce pro jednotlivé pluginy a hlavní sekci s obecnými nastaveními. Podrobněji vizte /etc/tuned.conf.

Dostupné profily lze vypsat příkazem

tuned-adm list

a následně aktivaci vybraného profilu

tuned-adm profile 'vybrany_profil'

Deaktivaci tuned provedeme pomocí

tuned-adm off

Pro další informace vizte man tuned a man tuned-adm.

Shrnutí

Pomocí tuned lze dosáhnout úspory el. energie a na noteboocích tak delší výdrže při provozu na baterii. Velikost těchto úspor je však závislá na užívaném hardware i na vhodné volbě profilu. Celý projekt je stále ve vývoji a jistě se v budoucnosti dočkáme ještě větších úspor. Pro více informací vizte http://fedorahosted.org/tuned/.

---

Tento článek vznikl v rámci bakalářské práce Vratislava Podzimka.

       

Komentáře

[R]

Uvod tu vidim, ale kde je samotny clanok?

[dnes]

Opravdu je to trochu kratší.

[Luboš Doležel (Doli)]

Jsou to dva díly, ten první je kratší, druhý už je obsáhlejší.

[Gilhad]

Je možné, že když nabootuju Windows, tak vydrží baterie déle nabitá. Když NB vůbec nezapnu tak vydrží nabitá ještě déle. Ale oba zmíněné případy mi jsou platné jak mrtvýmu zimník, když potřebuju na NB pracovat :)

[Franta Gajdůšek]

+1

[Bubak]

Zato bez baterky se ti musi pracovat skvele

[vychodek]

Jaky profil byste doporucili pro HTPC media centrum? kdyz to nic nedela a je to jenom zapnute (napr pro stahovani torrentu), tak to zere zbytecne moc. Na druhou stranu pri prehravani HD videa je potrebny vykon...

[mikirc]

Jednoducha odpoved je? ARM ;)

[petr]

Arm bych bral, ale nějak se mi nepovedlo najít kloudnou desku se sata portíkem - pokud se nepletu ani beagleboard ani pandaboard namá, hawkboard snad má, ale zas nemá hdmi, a pokud se nepletu čet jsem, že má určité problémy ... ale těším se až budou nějaké pěkné arm boardy, třeba s tegrou za 150 dolků, to si ho hnedle objednám a prodám současného IONa (330ka cca 18 wattů s diskem). Tuned na Ionu hned co dorazím vyzkouším

[Vladimír Čunát]

Zajímavé jsou taky desky s AMD Zacate, ale ARM by na to byl lepší (třeba Tegra 2)

[stativ]

Jaký je rozdíl třeba proti pm-utils vyjma toho, že tuned evidentně umožňuje více profilů?

[stativ]

Ehm, myslel jsem laptop mode tools jako Nicky726.

[v.podzimek]

AFAIK, laptop mode pracuje jen s nastavením I/O operací, aby umožnil více spin-down disků. Tuned pracuje i s dalšími zařízeními a jejich nastavením. (viz. různé profily)

[stativ]

Laptop mode toho umí mnohem víc, než nastavení disků. Zvládá nastavovat úsporné režimy zvukovky, bluetooth, USB, sítě (ethernet i wifi), jsou tam i nějaká nastavení časovače.

[v.podzimek]

To jsem netušil. Je to někde zdokumentováno? Nedaří se mi to najít. :(
A jen bych ještě dodal, že Tuned se snaží pracovat co nejvíc dynamicky a upravovat nastavení v závislosti na vytížení systému. I každý plugin má monitorovací a "nastavovací" část. Nevím, jak je to u laptop-mode.

[stativ]

To jsem netušil. Je to někde zdokumentováno? Nedaří se mi to najít. :(

Pokud je mi známo, tak jediná dokumentace je přímo v konfigurácích laptop mode. Naštěstí je každá volba velmi dobře okomentovaná.

A jen bych ještě dodal, že Tuned se snaží pracovat co nejvíc dynamicky a upravovat nastavení v závislosti na vytížení systému. I každý plugin má monitorovací a "nastavovací" část. Nevím, jak je to u laptop-mode.

Tak v tom se AFAIK laptop mode liší. Má jen dva stavy – v síti a běžící na baterii, a mezi těmi se přepíná.

[Ash]

Imho není laptop_mode jako laptop mode tools, to první dělá to co jste říkal vy, to druhé to co říká on.

[Nicky726]

Bude nějaké srovnání s laptop-mode? A nějaké měření?

[v.podzimek]

Nějaká měření jsou na stránkách PowerManagement SIG

[volani.webnode.cz]

existujě nějáky DEB balík pro deian s grafickým klikátkem? (a teď me linux guru budou chtít ukamenovat :D)

[Bedňa]

Klikátko na tých pár príkazov nieje problém spraviť.

[Vrangel]

No nevim jak vy, ale mne standartní instalace ubuntu vydrží o tři hodiny déle běžet než win7.Mám 9-ti článkovou baterii s win na ni jedu tak čtyři hodiny.

[Krakonoš]

Teda já vám nevím, ale claim, že to lze použít v jakékoliv distribuci není zrovna šťastný. Právě jsem si stáhnul tuned na své gentoo, abych to mohl vůbec zkusit, tak jsem si musel napsat ebuild (protože Makefile nemá target uninstall, takže co mi někam do systému nainstaluje... papa, navíc se zdá, že tam jsou cesty hardcoded, takže to nemůžu nainstalovat nikam jinam), potom mi tuned-adm samozřejmě failoval, protože nemůže najít ``service'' a ``chkconfig'' (nojo, to se asi dá odpustit, nicméně jsem čekal že to bude dělat jinak než restartem služby) a nakonec to nemá ani žádný manuál, který pokrývá něco jiného, než redhat. To ale neznamená, že mě to nemile překvapilo, když jsem to četl ve článku..

Když jsem to spustil, tak jsem navíc nezaznamenal zlepšení, tak si s tím ještě pohraju a uvidím (třeba už mám všechno vytuněné ručně co nejvíc to jde )

[v.podzimek]

1) Doporučil bych na to založil bugy. Neměl by být problém scripty upravit tak, aby byly více univerzálně.
2) Co znamená "manuál, který pokrývá něco jiného než redhat"?

[v.podzimek]

achjo, ty překlepy... Už jsem asi moc unavený.
*založit *univerzální

[XjCook]

Všetky tieto nástroje sú určite užitočné ale pokiaľ je najväčší žrút energie v notebooku grafická karta tak sú neúčinné. Chápem, že v tejto oblasti je to ešte komplikovanejšie kvôli binárnym blobom ale existuje nejaký postup pre kartu od nVidie aby som jej vnútil najnižší level? Kedysi to bolo možné, ale od 260.xx všetky postupy cez RegistryDwords prestali fungovať

[Michal]

Stará diskuse, ale snad to někdo přečte. Používám Debian, takže chci stáhnout zdroj. kód z fedorahosted.org/tuned, ale je tam jen krátký návod, kratší než v tomto článku. Odkaz na stažení s příkazem git mi nefunguje a na stránkách je spousta info snad o jejich wiki a nic víc o tuned. Kdo poradí? Díky

[v.podzimek]

Příkaz git clone git://git.fedorahosted.org/git/tuned, uvedený na fedorahosted, normálně funguje. Pokud ne, bude problém někde na straně klienta, ale bez dalších informací nedokážu říct v čem. Každopádně tohle je problém č. 1, po jeho vyřešení se stačí podívat do souboru tuned.spec, kde je dobře vidět, jak probíhá instalace. Rád pomůžu, stačí dát vědět (třeba sem). Můžu i poslat tarball se zdrojáky, ale doporučil bych zprovoznit git. ;)