Oszczędzanie energii? Nie zawsze się opłaca!

Ceny komputerów przenośnych są na tyle niskie, że coraz więcej użytkowników wybiera laptopy zamiast maszyn stacjonarnych. Telefon komórkowy ma prawie każdy... Co sprawia, że tak bardzo lubimy urządzenia przenośne? Z pewnością jest to możliwość pracy na zasilaniu bateryjnym, dzięki któremu komputer możemy zabrać prawie wszędzie. Czego najbardziej nie lubi właściciel urządzenia przenośnego? Baterii. Zawsze się kończy, gdy jest potrzebna. Czy można wydłużyć czas pomiędzy ładowaniami?

Potrzeba oszczędzania energii została dostrzeżona przez producentów oprogramowania i sprzętu. Wszyscy przejawiamy troskę o baterię. Tryb czuwania, słabsze podświetlenie wyświetlacza, wyłączanie bezczynnych urządzeń peryferyjnych, hibernacja i inne zabiegi mają za zadanie maksymalnie wydłużyć czas, na jaki możemy oddalić się od sieci energetycznej. Bezprzewodowe karty sieciowe także posiadają opcje związane z oszczędzaniem energii. Firma doradcza Farpoint group przeprowadziła serię testów związanych właśnie z tymi ustawieniami. Wyniki badań są interesujące. Nie zawsze opłaca się oszczędzać!

W przypadku karty sieciowej oszczędzanie energii oznacza zazwyczaj wyłączanie układów nadawczo-odbiorczych na pewien okres czasu. Rodzi się, zatem pytanie: Czy taka technika jest skuteczna? Czy nie ma negatywnego wpływu na przepływność? Test przeprowadzony przez Farpoint Group miał za zadanie odpowiedzieć te dwa pytania. Skoncentrowano się na technice PSM (Power Save Mode), która polega jak wspominano na czasowym wyłączeniu karty. Nie testowano nowych mechanizmów, które zostały ustalone dla 802.11n, ponieważ nie są one powszechnie stosowane w przeciwieństwie do PSM.

Implementacja trybu oszczędzania energii bazująca na PSM zależy od producenta i urządzenia. Podstawowa różnicą jest to, jak często i szybko karta wychodzi z uśpienia. Jeśli robi to za często, to skonsumuje więcej energii niż powinna, lecz teoretycznie może to poprawić uzyskiwaną przepływność. Przeciwieństwem trybu PSM jest CAM (Constantly Awake Mode) tj. karta stale działająca. Test przeprowadzony przez Farpoint Group porównał CAM i kilka implementacji PSM.

Jak testowano?

Test składał się z kopiowania pliku o objętości 1MB z komputera źródłowego do docelowego. Operację tę powtarzano wielokrotnie. Badanie zaczynano w momencie, gdy bateria byłą w pełni naładowana a kończono, gdy komputer przechodził w stan hibernacji w skutek wyczerpania baterii (przejście w stan hibernacji przy baterii naładowanej w 5%).

Test wykonano korzystając z prostego pliku wsadowego (.bat). Skrypt wyświetlał godzinę, kopiował zbiór z komputera A do B, odczekiwał 3 sekundy, zwiększał licznik pętli i powtarzał te operacje, aż do wyczerpania baterii. Celowo wprowadzono przerwę, taka by karta laptopa miała czas na wejście w uśpienie przy włączonym trybie PSM. Zdaniem autorów badania, taka przerwa przybliża test do warunków rzeczywistej sieci Wi-Fi.

Skrypt został uruchomiony po stronie komputera B, którym był stacjonarny Dell 4500. W ten sposób starano się wyeliminować wpływ skryptu na badany obiekt.

Wspominany komputer docelowy - Dell 4500 został użyty we wszystkich testach. Pracował pod kontrolą Windows XP Pro ze wszystkimi dostępnymi aktualizacjami. Wszystkie mechanizmy oszczędzania energii na tym komputerze były wyłączone przez cały czas trwania testów.

Laptopy użyte w teście to Acer Aspire 5920 (Vista Ultimate bez SP1, wewnętrzna karta WLAN Intel 4965 a/g/n), HP Compaq nx6125 (karta wewnętrzna Broadcom 802.11 b/g).

Karta bezprzewodowa wbudowana w laptop Acera pracowała najpierw w trybie 802.11g w trakcie prób z routerem Netgear WNR854T (w testach pełnił on jedynie funkcję punktu dostępowego) skonfigurowanym odpowiednio do pracy w standardzie 11g. Następnie wykorzystano fakt, że karta obsługuje tryb 11n i użyto go do komunikacji z Linksys WRT350N.

Podobne testy 802.11g przeprowadzono z komputerem przenośnym HP. Tym razem użyto punktu dostępowego Linksys oraz dwóch zewnętrznych kart 802.11n.

Oba komputery uczestniczące w teście połączono najpierw łączem gigabit Ethernet w celu określenia możliwości laptopa nieobciążonego kartą WLAN (pomiary odniesienia). W trakcie testów obydwa laptopy skonfigurowane były tak, aby nie wyłączały dysków twardych. Acer miał ustawioną 50% jasność matrycy, HP pracował z maksymalnie świecącym wyświetlaczem. Dzięki analizatorowi widma nadzorowano obecność zakłóceń w trakcie badań. Nie zaobserwowano żadnych.

Wnioski z testów

Wyniki badań okazały się zaskakujące. Włączenie trybu PSM marginalnie wydłużyło możliwość pracy na baterii, a w jednym przypadku PSM nawet okazał się gorszy od CAM. Wpływ zastosowania obu trybów na przepływność był różny. Odnotowano bardzo niewielki pozytywny wpływ trybu PSM na szybkość transmisji. W dwóch przypadkach przepływność znacząco się pogorszyła.

Wyniki testów

Wyniki testów

Krótkie podsumowanie

1. Tryb PSM (Power Safe Mode) nie poprawia żywotności baterii.

2. Tryb PSM może negatywnie wpłynąć na przepływności sieci.

Farpoint poprosił o komentarz producentów badanych urządzeń. Jedynie Broadcom udzielił odpowiedzi twierdząc, iż jego wewnętrzne testy pokazały, że zysk otrzymany dzięki zastosowaniu PSM zależy od marki komputera przenośnego. W pewnych przypadkach PSM może wydłużyć życie baterii bez wpływu na przepływność.

Najlepszą parą w trakcie testów PSM (zysk około 8%) okazał się punkt dostępowy Linksys i karta tego właśnie producenta podłączona od laptopa HP. Z drugiej jednak strony, to właśnie ta para wykazała się pogorszoną o połowę wydajnością w stosunku do trybu CAM. Co ciekawe "Fast" PSM w przypadku tej pary przyniósł 4% wydłużonej pracy baterii i 0,5% lepszą przepływność.

Ogólny wniosek z testów, jak wspominano już wcześniej, jest taki, że PSM nie poprawił w większości przypadków czasu pracy na baterii. Wpływ tego parametru był praktycznie pomijalny.

Farpoint usprawiedliwia producentów kart Wi-Fi. Znikomy wpływ PSM na czas życia baterii upatruje w tym, że sama karta pobiera niewiele energii, więc oszczędność z definicji jest niewielka.

Standard 802.11 został opracowany w czasach, gdy prędkość procesora była rzędu 100-200 MHz. Pierwsze karty WLAN pobierały znaczącą ilość energii. Dziś, dzięki układom o wysokim stopniu integracji, karty Wi-Fi są dużo bardziej wydajne przy mniejszym poborze prądu. Tymczasem inne podzespoły komputerów przenośnych wymagają więcej energii niż wcześniej. Zwłaszcza procesor i matryce stały się "prądożerne".

Proporcja energii zużywana przez adapter WLAN i komponenty laptopa zmieniała się w ciągu ostatniej dekady.

Zdaniem Farpoint bezcelowe jest zachęcanie użytkowników do włączenia trybu PSM. W większości przypadków jest on nieskuteczny, może negatywnie odbić się na wydajności sieci. Jedyną sprawdzoną metodą na przedłużenie pracy na zasilaniu bateryjnym pozostaje... zapasowa bateria.

Farpoint zaznacza w swym raporcie, że badania skupione były na stronie klienckiej. Nie brano pod uwagę ustawień po stronie infrastruktury. Zdaniem testerów punkty dostępowe powinny znaleźć się pod lupą osób odpowiedzialnych za sieci, gdyż najnowsze AP nie zawsze będą działały z 802.3af (Power over Ethernet).

***

Opracował Marcin Suszkiewicz na podstawie materiałów C.J. Mathiasa (NetworkWorld, USA).


Zobacz również