Як змусити батарею ноутбука працювати довше

Корінь проблеми - процесор? Відеоадаптери - «між радістю і болем»

На вирішення проблеми енергоспоживання ноутбуків сьогодні кинуто все: нові технології та спеціальні компоненти, дорогі апаратні рішення і програмні утиліти. Розробники намагаються заощадити дорогоцінні мілівати всюди, будь то процесор або чіпсет, дисплей або відеокарта. ... Однак отримані результати, думаємо, багатьох не задовольняють. Три, чотири, ну нехай п'ять годин і все, пора думати про зарядку батареї. Якщо вірити прогнозам фахівців компанії Intel, то магічний рівень - вісім годин (в більшості країн стільки триває робочий день) підкориться де-тов 2008 році. Але ж жити і працювати потрібно сьогоднішнім днем. Отже, користуватися наявними ноутбуком і знати про те, на що він здатний в плані енергозбереження.

Корінь проблеми - процесор?

Всезнаюча статистика стверджує, що при роботі з типовими офісними додатками процесор сучасного ноутбука використовує близько 5-10% своєї потужності (що залишилася міць потрібна тільки важким завданням, як-то пакети тривимірного моделювання і рендеринга, кодування відео, насичені графікою гри). І, якщо процесор більшу частину часу працює в такому режимі, то це просто нерозумно, адже він активно споживає енергію акумулятора, просто переводячи її ... в тепло. Зауважимо, що питання тепловиділення також безпосередньо пов'язані з енергоспоживанням (сюди ж можна віднести і рівень шуму системи охолодження).

Часткове вирішення такої несправедливості лежить на поверхні. Відомо, що споживання енергії процесором залежить від двох чинників: тактової частоти і робочої напруги (для повноти викладу варто згадати і про третій чинник - так званої константі сімейства процесорів, але змінити її користувач не в силах). Відповідно, що робити, зрозуміло всім: потрібна серйозна обчислювальна потужність - все по максимуму, не потрібна - зменшувати як частоту, так і напругу. Це і є основний принцип роботи більшості сучасних технологій енергозбереження. Але все ж давайте подивимося, що нам пропонують самі виробники «заліза».

Першим реальним кроком на шляху збереження дорогоцінної енергії стала технологія Intel SpeedStep, в завдання якої входило примусове зниження тактової частоти процесора при переході з мережевого на автономне живлення. Однак це був лише пробна куля, і в повній мірі ця ідея запрацювала тільки з виходом другої версії Centrino (Enhanced SpeedStep). На цей раз вона знайшла здатність динамічно перемикатися між максимальною і мінімальною тактовою частотою і різною напругою ядра процесора в залежності від його завантаження. Аналогічна технологія Power Now! існує і для конкуруючої платформи AMD. І користувач, який володіє ноутбуком з встановленою на ньому операційною системою Windows XP (для Windows 2000 необхідні драйвера), може самостійно вибрати одну з шести стандартних схем живлення ноутбука. Для зручності використання ми звели їх в таблицю.

Стандартні схеми живлення ноутбука

Home / Office Desk Max Auto Portable / Laptop Auto Auto Presentation Auto Min Always On Max Max Minimal Power Management Auto Auto Max Battery Auto Min

Самі схеми живлення вибираються в Control Panel - Power Options - Power Scheme, що ж стосується значень Min, Max і Auto (Мінімальна, Максимальна, Автоматичне управління), то вони якраз і показують, з якою тактовою частотою процесор працює у відповідному режимі. Вибір Auto означає, що частота і напруга процесора регулюється безпосередньо ОС (вона, до речі, безперервно вимірює процессорную навантаження). На наш погляд використання цієї багатоступеневої системи цілком доступно пересічному користувачеві, і дозволяє гнучко варіювати між продуктивністю і енергоспоживанням ноутбука.

Практика показує, що найбільш часто респонденти користуються послугами схемою є Portable / Laptop, і вона, на наш погляд, цілком підходить для повсякденного застосування. Але якщо ж ви точно знаєте, чим будете займатися в найближчі годину-дві, то краще відразу переключитися на відповідну схему. Так, наприклад, для набору тексту в Word або нескладних Excel-розрахунків цілком достатньо Max Battery, сіли ж ви хочете на ходу перекодувати пару дисків в MP3, то краще відразу переключитися в Always On.

Ціна красивої картинки

Однак було б наївно вважати, що процесор є найголовнішим «пожирачів» енергії. Викладки тієї ж Intel (за основу, зрозуміло, взята платформа Centrino) переконують в тому, що на частку процесора доводиться 10% споживаної енергії. Від себе додамо, що методика вимірювання енергоспоживання різними компонентами від Intel заснована на одному-єдиному режимі роботи ноутбука, і в реальності це число може бути збільшено рази в два-три. Добре, але куди ж тоді діваються решта 70% енергії? Звернемося знову до розрахунків дослідників Intel. На їхню думку, третя частина всієї споживаної енергії припадає на частку рідкокристалічної матриці, і більше 20% «з'їдає» чіпсет. Далі йдуть вбудовані відеорішень і накопичувачі (приблизно по 10%).

Скріншоти: від батарей (Enhanced SpeedStep - вкл.) - зліва,
при харчуванні від мережі (Enhanced SpeedStep - викл.) - справа

Так що процесор - не єдиний корінь проблеми, і економія на його частоті і напрузі живлення не дозволить перетворити хвилини в години. Давайте ж подивимося, як можна зменшити енергоспоживання дисплея. В першу чергу, відзначимо вбудовані можливості платформи Intel - технологію Display Power Saving Technology (в Sonoma використовується її вдосконалена версія з індексом 2). За твердженням розробників, при її використанні забезпечується зниження енергоспоживання підсвічування дисплея до 25%, причому втрати якості зображення для користувача мінімальні. Це досягається за рахунок ряду вбудованих в відеокарту функцій, наприклад, знижується частота графічного ядра при роботі від батарей, а яскравість і контрастність зображення регулюються в залежності від адаптивного зміни сили підсвічування.

Нам більше сподобалася саме Intel DPST 2, яка, крім перерахованих вище можливостей, передбачає аналіз виведеного зображення і його співвідношення з рівнем освітленості. За результатами проведеного аналізу автоматично змінюється рівень підсвічування. Дуже приваблива функція, але, на жаль, вона передбачена далеко не у всіх ноутбуках (повинні бути встановлені датчик освітлення і відповідний чіп на материнській платі).

Так, до речі, все міркування Intel будуються за умови, що використовується інтегрована графічна підсистема, і тут компанія пропонує ще один спосіб зниження енергоспоживання - технологію Dual-Frequency Graphics. Її суть полягає в тому, що в режимі роботи від батареї можна використовувати друга, більш економічне графічне ядро ​​всередині чіпсета, частота якого може варіюватися в залежності від виконуваного завдання. Конфігурація цієї можливості цілком у владі користувача і дозволяє заощадити ще трохи (правда, на шкоду продуктивності).

Управління енергозбереженням в залежності від обраних налаштувань

Втім, на наш погляд, заявлені Intel цифри трохи завищені, «погравши» з підсвічуванням дисплея, ми переконалися, що, навіть змінюючи рівень підсвічування в примусовому порядку (відповідно, максимум і мінімум), більше 10-12% заощадити, не вдається. Хоча з іншого боку, і це непогано. Але давайте не будемо забувати про відеоадаптер, який теж допоможе нам «вирвати» ще кілька зайвих хвилин.

Відеоадаптери - «між радістю і болем»

Напевно, немає такого користувача, який би не мріяв про ноутбук з дискретною графікою. З цієї причини ми трохи затримаємося на проблемі зниження енергоспоживання цих елементів ноутбука, «їдять», на наш погляд, дуже і дуже багато.

Найпоширеніші рішення сьогодні для ноутбуків пропонуються компаніями ATI і nVidia, відповідно, і них і мова. А оскільки все вищесказане стосується в основному інтегрованої графічної підсистеми, цим компаніям довелося розробити свої власні утиліти, відповідно, ATI PowerPlay і nVidia PowerMizer. Управління цими енергозберігаючими технологіями реалізовано через інтерфейс графічного драйвера, і відрізняється інтуїтивністю. Фактично всі регулювання зводяться до зміни частоти ядра і пам'яті, але за рахунок комбінації цих параметрів можна отримати значний виграш у часі автономної роботи при малопомітній зниженні продуктивності.

Так, в ATI PowerPlay можна вибрати один з трьох попередньо встановлених режимів: Optimal Battery Life, Balanced і Optimal Performance, або самостійно «пограти» регуляторами. Схожа ідея використовується і в nVidia PowerMizer, тільки там два роздільних регулятора (відповідно, робота від мережі і автономна робота), які можуть приймати безліч проміжних значень від «максимальної економії енергоспоживання» до «максимальної продуктивності графічної підсистеми». Зауважимо, що ми взагалі не бачимо необхідності виставляти графічну продуктивність на максимум. По-перше, можливості збільшуються не так сильно, як хотілося б (експоненціальна залежність), але зате збільшують споживання електроенергії тане практично на очах. А мінімальної продуктивності цілком достатньо для роботи в тому ж Word'е або перегляду DVD фільму.

За допомогою утиліти ATI PowerPlay можна управляти
енергоспоживанням і продуктивністю

І ще один момент, про який обов'язково слід пам'ятати - графічний інтерфейс PCI Express споживає на 5-7% (за деякими оцінками навіть на 10%) більше, ніж AGP. Хороший привід задуматися, а чи так вам він потрібен. Теоретично паритет можна відновити, відключивши 1-2 лінії інтерфейсу PCI Express, але ця можливість відсутня у переважної більшості ноутбуків.

І ще, ще ...

Зрозуміло, це не всі можливості зниження енергоспоживання. Як ми вже згадували, сучасне проектування мікроелектронних пристроїв, і ноутбуків зокрема, має на увазі економію всюди, де це тільки можливо. Для тієї ж Centrino ми розповіли тільки про ключові технології енергозбереження, але в реальності енергію економлять практично всі вузли: кеш-пам'ять другого рівня, системна шина (відключення підсилювачів зчитування при відсутності транзакцій), підсистема оперативної пам'яті (технології С3 Memoryself-refresh і DDR Read Throttling), блок введення-виведення (неповний запуск, скорочення числа перемикань ліній управління). Система прагне перевести в режим сну або відключити всі не беруть участі в роботі вузли і модулі до тих пір, поки не з'явиться необхідність в їх використанні.

Але не варто забувати, що свою лепту в зменшення часу автономної роботи вносять і різноманітні накопичувачі. Що можна зробити тут? В даний час найбільшою популярністю користується двошпиндельні схема ноутбука, що включає в себе наявність двох вбудованих накопичувачів: жорсткого диска і оптичного приводу. Звичайно, тут найпростіша порада - це не використовувати оптичний привід, але, погодьтеся, це виглядає трохи дивно. Якщо в ньому дійсно немає потреби, то простіше відразу вибрати ноутбук без вбудованої оптики, або зняти його з ноутбука, замінивши «заглушкою» (доступно не у всіх ноутбуках). Останнє дозволяє одним махом убити двох зайців: зменшити масу ноутбука і одночасно його енергоспоживання.

Однак без вінчестера нікуди не дітися, і при його використанні слід мати на увазі, що активні дискові операції має велике значення позначаються на загальній автономності пристрою. Так, енергоспоживання жорсткого диска в режимі запису / читання перевищує аналогічний показник для режиму бездіяльності в 3-4 рази. Але знову ж таки, відмовитися від використання вінчестера неможливо, тому, на наш погляд, бажано, уважніше вивчити характеристики жорсткого диска ще на етапі вибору ноутбука. В першу чергу, це форм-фактор, загальновідомо, що 1,8-дюймові вінчестери майже в 2 рази економічніше своїх 2,5-дюймових побратимів. Другий момент, це наявність вбудованих технологій енергозбереження (наприклад, Hitachi Enhanced ABLE), які дозволяють вінчестера самостійно підбирати продуктивність в конкретних умовах роботи. Ну, і звичайно, не забувайте про перехід вінчестера в режим засипання (Turn off hard disks), установка малого часу для переходу в цей режим не зашкодить йому і дозволить трохи заощадити енергію акумулятора.

Фірмова утиліта управлінням енергозбереження
на ноутбуках Acer

Що стосується оптичних приводів, то, на нашу думку, власне накопичувач несуттєво зменшує час автономної роботи. Однак при відтворенні аудіо або відеодисків також задіюються інші компоненти, як-то пам'ять, процесор, що в підсумку і призводить до додаткової витрати енергії акумулятора. До речі, нагадаємо стару істину: активність накопичувачів істотно залежить від обсягу оперативної пам'яті, так що, чим її більше (в розумних межах, звичайно), тим краще.

Список вузлів ноутбука, що впливають на його автономність, можна продовжувати нескінченно довго. За ідеєю, будь вбудований пристрій є споживачем енергії, тому краще відразу відмовитися від зайвих. Чи не потрібен Wi-Fi - відключаємо, немає потреби в Bluetooth - те ж саме, в ідеалі краще взагалі постаратися відключити всі компоненти ноутбука, використання яких не передбачається. Якщо ви думаєте, що це дрібниці, то глибоко помиляєтеся, з таких дрібниць і складається загальна економія. Заради інтересу зайдіть в Windows Device Manager, і погляньте на кількість «заліза», встановленого у вашому ноутбуці. Вам все це дійсно потрібно? Претендентами на виключення можуть бути невикористовувані інтерфейси (FireWire, USB, COM і ін.), Мережевий контролер.

Приватний погляд на глобальну проблему

Слід сказати кілька слів і з приводу фірмових утиліт управління енергозбереженням, часто зустрічаючих в ноутбуках від ASUS, Dell, IBM / Lenovo, Toshiba.

Назви фірмових утиліт енергозбереження в ноутбуках

Виробник

найменування утиліт

IBM

IBM Battery MaxiMiser

Sony

Sony Power Panel

Toshiba

Toshiba Power Saver

ASUS

ASUS Power4 Gear

LG

LG BatteryMiser

Acer

Acer ePowerManagement

Чи дозволяють вони ефективно управляти енергопостачанням, питання не зовсім однозначна, але давайте спробуємо розібратися з ним на прикладі утиліти Power4 Gear +, що використовується в ноутбуках від ASUS. Тим більше що виробник заявляє про її ексклюзивності і можливості продовжити час роботи ноутбука на 20%.

В першу чергу програма дозволяє швидко налаштувати параметри системи, трохи більш розширені у порівнянні зі стандартними, що знаходяться в настройках електроживлення Windows. Для цього достатньо кліком правою кнопкою миші по іконці утиліти (в системному треї) викликати контекстне меню. Тут можна встановити час переходу системи в сплячий режим, рівень яскравості матриці, включення / вимикання скрінсейвер, рівень продуктивності процесора.

У ноутбуках ASUS (наприклад, в ASUS M9V ) Використовується утиліта
управління енергозбереженням Power4 Gear +

Другий, найцікавішою особливістю цієї утиліти є можливість швидкого перемикання профілів за допомогою однієї кнопки (що відповідає профілю піктограма спливає в лівому кутку дисплея). Всього надається вісім профілів, при використанні живлення від мережі доступні три режими роботи, а при харчуванні від акумулятора - сім: підвищена продуктивність, сегмент харчування - мережа; висока продуктивність - мережа / акумулятор; режим гри - мережа / акумулятор; режим перегляду фільмів на DVD - акумулятор; робота з електронною поштою / офіс - акумулятор; режим презентацій - акумулятор; прослуховування звукозапису - акумулятор; режим економії акумулятора - акумулятор.

Однак більш пильний аналіз роботи Power4 Gear + показує, що нічого екстраординарного вона не пропонує, так, наприклад, управління продуктивністю процесора здійснюється засобами Windows за допомогою вже описаної нами технології Intel Enhanced SpeedStep. Єдине, в чому виграє ця утиліта, так це в зручності використання і наочності. А в іншому, це використання стандартних технологій енергозбереження, про які ми вже розповіли.

З миру по нитці - голому сорочка

Думаємо, що ми переконали вас в тому, що резерви для підвищення часу автономної роботи ноутбука є, і потрібно тільки грамотно ними скористатися. Звичайно, досягти заповітних восьми годин таким шляхом не вдасться, але прибавка в 20-30% «зайвого» часу, а то і більше, напевно обрадує будь-якого користувача. Однак, говорячи про безліч елементів ноутбука, що впливають на його автономність, ми навмисно опустили один з них - власне батарею. А вона (точніше, її ємність) вирішує дуже багато. Незважаючи на банальність цього твердження, радимо звернути на акумулятор і догляд за ним найпильнішу увагу. А далі пробуйте і удача вам посміхнеться. Ми в цьому не сумніваємося, адже тільки шукає знайде дорогу.

Алекс Ксенін