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PowerTOP – Analysieren und verwalten Sie den Stromverbrauch unter Linux


Eine der wichtigsten Eigenschaften einer guten Linux-Maschine, insbesondere bei Laptops, ist die Energieverwaltung im Hinblick auf eine Verlängerung der Akkulaufzeit.

Linux verfügt über Dienstprogramme, die Ihnen dabei helfen können, die Leistung Ihres Akkus zu überwachen und im Auge zu behalten. Allerdings haben viele von uns immer noch Probleme damit, die richtigen Energieeinstellungen zu finden, um den Stromverbrauch zu verwalten und die Akkulaufzeit zu verbessern.

In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf ein Linux-Dienstprogramm namens PowerTOP, das Ihnen dabei hilft, die entsprechenden Systemeinstellungen zur Verwaltung der Batterieleistung auf Ihrem Linux-Rechner festzulegen.

Was ist PowerTOP?

PowerTOP ist ein von Intel entwickeltes terminalbasiertes Diagnosetool, mit dem Sie den Stromverbrauch von Programmen überwachen können, die auf einem Linux-System ausgeführt werden, wenn dieses nicht an eine Stromquelle angeschlossen ist.

Ein wichtiges Merkmal von PowerTOP ist, dass es einen interaktiven Modus bietet, der es einem Benutzer ermöglicht, mit verschiedenen Energieverwaltungseinstellungen zu experimentieren.

Anforderungen

PowerTOP benötigt folgende Komponenten:

  • Entwicklungstools wie C++, g++, libstdc++, autoconf, automake und libtool.
  • Darüber hinaus sind auch die Komponenten pciutils-devel, ncurses-devel und libnl-devel erforderlich
  • Kernelversion => 2.6.38

So installieren Sie Powertop unter Linux

PowerTOP kann einfach aus den Standard-System-Repositorys mit Ihrem jeweiligen Paketmanager für Ihre spezifische Linux-Distribution installiert werden.

sudo apt install powertop         [On Debian, Ubuntu and Mint]
sudo yum install powertop         [On RHEL/CentOS/Fedora and Rocky/AlmaLinux]
sudo emerge -a sys-apps/powertop  [On Gentoo Linux]
sudo apk add powertop             [On Alpine Linux]
sudo pacman -S powertop           [On Arch Linux]
sudo zypper install powertop      [On OpenSUSE]    
sudo pkg install powertop         [On FreeBSD]

Wichtig: Bitte beachten Sie, dass Sie durch die Installation von Powertop aus den Standard-System-Repositorys eine ältere Version erhalten.

Wenn Sie die neueste Version (d. h. v2.15, veröffentlicht am 29. September 2022) von Powertop installieren möchten, müssen Sie sie erstellen und von der Quelle aus installieren Dazu müssen Sie die folgenden Abhängigkeiten auf dem System installiert haben.

------------------- On Debian based Systems -------------------
sudo apt install build-essential ncurses-dev libnl-dev pciutils-dev libpci-dev libtool
------------------- On RedHat based Systems -------------------
sudo dnf install gcc-c++ ncurses-devel libnl-devel pciutils-devel libtool

Nachdem Sie alle oben genannten erforderlichen Pakete installiert haben, ist es nun an der Zeit, die neueste Version von PowerTop herunterzuladen und wie vorgeschlagen zu installieren:

wget https://github.com/fenrus75/powertop/releases/download/v2.15/powertop.tar.gz
tar -xvf powertop.tar.gz
cd powertop/
./configure
sudo make && make install

Wie verwende ich PowerTop unter Linux?

Um dieses Tool nutzen zu können, sind Root-Rechte erforderlich, da alle Informationen, die Powertop zur Messung des Stromverbrauchs von Anwendungen benötigt, direkt von der Systemhardware erfasst werden.

Versuchen Sie, es mit Laptop-Akkustrom zu verwenden, um die Auswirkungen auf das System zu sehen. Es zeigt den Gesamtstromverbrauch des Systems und der einzelnen Komponenten des Systems an, aufgelistet in verschiedenen Kategorien: Geräte, Prozesse, System-Timer, Kernel funktioniert und unterbricht.

Grundlegendes zu PowerTop-Optionen und -Nutzung

Um alle einstellbaren Optionen ohne den interaktiven Modus auf die besten Einstellungen einzustellen, verwenden Sie die Option --auto-tune.

Um es im Kalibrierungsmodus auszuführen, verwenden Sie die Option --kalibrieren. Wenn Sie Powertop mit einem Laptop-Akku betreiben, verfolgt es den Stromverbrauch sowie die auf dem System ausgeführten Prozesse und meldet nach ausreichenden Leistungsmessungen Leistungsschätzungen.

Anschließend können Sie diese Option verwenden, um bei Verwendung dieser Option geeignetere Schätzungen zu erhalten und einen Kalibrierungszyklus über verschiedene Anzeigeebenen und Arbeitslasten zu implementieren.

Um es im Debug-Modus auszuführen, verwenden Sie die Option --debug.

Sie können auch einen Bericht zur Datenanalyse erstellen, indem Sie --csv=filename verwenden. Der generierte Bericht wird als CSV-Bericht bezeichnet. Wenn Sie keinen Dateinamen angeben, wird der Standardname powertop.csv verwendet.

Um eine HTML-Berichtsdatei zu generieren, verwenden Sie die Option --html=filename. Mit --time=seconds können Sie angeben, wie lange in Sekunden ein Bericht erstellt werden kann.

Sie können eine Workload-Datei angeben, die als Teil der Kalibrierung ausgeführt werden soll, bevor Sie einen Bericht erstellen, indem Sie --workload=workload_filename verwenden.

Um Hilfemeldungen anzuzeigen, verwenden Sie die Option --help oder sehen Sie sich die Manpage an.

Um anzugeben, wie oft ein Test ausgeführt werden soll, verwenden Sie die Option --iteration.

PowerTop-Nutzung mit Beispielen

Wenn Sie Powertop ohne eine der oben genannten Optionen ausführen, startet es in einem interaktiven Modus, wie in der Ausgabe unten gezeigt.

powertop
Der Übersichtsbildschirm

Auf diesem Anzeigebildschirm können Sie eine Liste der Systemkomponenten anzeigen, die entweder am häufigsten Wakeups an die CPU senden oder die meiste Energie im System verbrauchen.

Der Bildschirm mit den Leerlaufstatistiken

Es zeigt verschiedene Informationen über die C-Zustände des Prozessors an.

Der Bildschirm „Frequenzstatistiken“.

Dieser Bildschirm zeigt die Häufigkeit des Aufweckens der CPU an.

Der Bildschirm „Gerätestatistiken“.

Es bietet ähnliche Informationen wie der Übersichtsbildschirm, jedoch nur für Geräte.

Der Tunables-Bildschirm

Es enthält Vorschläge zur Optimierung Ihres Systems für einen guten Stromverbrauch.

Wie Sie der obigen Ausgabe entnehmen können, stehen verschiedene Anzeigebildschirme zur Verfügung. Um zwischen ihnen zu wechseln, können Sie die Tasten Tab und Umschalt+Tab verwenden. Verlassen Sie das Powertop, indem Sie die Esc-Taste drücken, wie unten auf dem Bildschirm aufgeführt.

Es zeigt an, wie oft Ihr System pro Sekunde aufwacht. Wenn Sie den Bildschirm mit den Gerätestatistiken betrachten, werden Statistiken zum Stromverbrauch verschiedener Hardwarekomponenten und Treiber angezeigt.

Um die Batterieleistung zu maximieren, müssen Sie Systemweckvorgänge minimieren. Hierzu können Sie den Anzeigebildschirm Tunables nutzen.

Schlecht“ kennzeichnet eine Einstellung, die keinen Strom spart, sich aber möglicherweise positiv auf die Leistung Ihres Systems auswirkt.

Dann kennzeichnet „Gut“ eine Einstellung, die Strom spart. Drücken Sie die [Enter]-Taste eines beliebigen Tuners, um ihn auf die andere Einstellung umzuschalten.

Das folgende Beispiel zeigt die Ausgabe bei Verwendung der Option --kalibrieren.

powertop --calibrate

Nach den Kalibrierungszyklen zeigt das Powertop den Übersichtsbildschirm mit einer Zusammenfassung der Vorgänge wie unten an.

Generieren eines PowerTop CSV-Berichts

Das nächste Beispiel zeigt die Erstellung eines CSV-Berichts für zwanzig Sekunden.

powertop --csv=powertop_report.txt --time=20s

Sehen wir uns nun den CSV-Bericht mit dem Befehl cat an.

cat powertop_report.csv

Generieren Sie einen PowerTop-HTML-Bericht

Sie können einen HTML-Bericht wie folgt erstellen. Die HTML-Dateierweiterung wird automatisch zum Dateinamen hinzugefügt.

powertop --html=powertop

Die Beispiel-HTML-Berichtsdatei wird in einem Browser angezeigt.

Dieses Tool verfügt außerdem über einen Daemon-Dienst, der dabei hilft, alle Tunables automatisch auf „Gut“ zu setzen, um eine optimale Energieeinsparung zu erzielen, und Sie können ihn wie folgt verwenden:

systmctl start powertop.service

Führen Sie den folgenden Befehl aus, damit der Daemon-Dienst beim Booten startet:

systemctl enable powertop.service
Zusammenfassung

Sie müssen bei der Verwendung des Daemon-Dienstes Vorsicht walten lassen, da bei bestimmten optimierbaren Parametern das Risiko eines Datenverlusts oder eines seltsamen Verhaltens der Systemhardware besteht. Dies wird an den Einstellungen für „VM Writeback Timeout“ deutlich, die sich auf die Zeit auswirken, die Ihr System wartet, bevor Datenänderungen auf die eigentliche Festplatte geschrieben werden.

Wenn das System seine gesamte Leistung verliert, besteht die Gefahr, dass alle in den letzten Sekunden vorgenommenen Datenänderungen verloren gehen. Daher müssen Sie sich zwischen Stromsparen und Sichern Ihrer Daten entscheiden.

Versuchen Sie, dieses Werkzeug über einen längeren Zeitraum zu verwenden und beobachten Sie die Leistung Ihres Akkus. Sie können einen Kommentar hinterlassen, um uns über viele andere ähnliche Tools zu informieren oder Informationen zur Verwendung von Powertop und zu aufgetretenen Fehlern hinzuzufügen.

Denken Sie daran, immer mit Tecmint in Verbindung zu bleiben, um weitere solcher Leitfäden zu erhalten.