PowerTOP - Analysieren und Verwalten des Stromverbrauchs unter Linux

Eine der wichtigsten Eigenschaften eines guten Linux-Rechners, insbesondere bei Laptops, ist das Energiemanagement in Bezug auf die Verlängerung der Akkulaufzeit.

Linux verfügt über Dienstprogramme, mit denen Sie Ihre Akkuleistung überwachen und verfolgen können, obwohl viele von uns immer noch Probleme haben, die richtigen Energieeinstellungen zu finden, um den Stromverbrauch zu kontrollieren und die Akkulaufzeit zu verbessern.

In diesem Artikel werden wir uns ein Linux-Dienstprogramm namens PowerTOP ansehen, das Ihnen hilft, die entsprechenden Systemeinstellungen zu erhalten, um die Akkuleistung auf Ihrem Linux-Computer zu verwalten.

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 es nicht an eine Stromquelle angeschlossen ist.

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

Anforderungen

PowerTOP benötigt die folgenden Komponenten:

Entwicklungstools wie C++, g++, libstdc++, autoconf, automake und libtool.
Zusätzlich zu den oben genannten Komponenten sind auch die Komponenten pciutils-devel, ncurses-devel und libnl-devel erforderlich
Kernel-Version=> 2.6.38

So installieren Sie Powertop unter Linux

PowerTOP kann einfach aus den Standard-System-Repositories installiert werden, indem Sie den entsprechenden Paketmanager für Ihre spezifische Linux-Distribution verwenden.

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 bei der Installation von Powertop aus den Standard-System-Repositories eine ältere Version erhalten.

Wenn Sie die neueste Version (d. h. v2.15, die am 29. September 2022 veröffentlicht wurde) von Powertop installieren möchten, müssen Sie sie erstellen und von der Quelle 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 jetzt 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 verwenden zu können, benötigt man Root-Rechte, da alle Informationen, die Powertop zur Messung des Stromverbrauchs von Anwendungen benötigt, direkt von der Systemhardware gesammelt werden.

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

Grundlegendes zu PowerTop-Optionen und -Verwendung

Um alle optimierbaren 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 --calibrate. Wenn Sie Powertop mit einem Laptop-Akku ausführen, werden sowohl der Stromverbrauch als auch die auf dem System ausgeführten Prozesse aufgezeichnet und nach ausreichenden Leistungsmessungen Leistungsschätzungen gemeldet.

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

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

Sie können auch einen Bericht für die Datenanalyse generieren, indem Sie den Dateinamen --csv=filename verwenden. Der generierte Bericht wird als CSV-Bericht bezeichnet, und wenn Sie einen Dateinamen nicht buchstabieren, wird ein Standardname powertop.csv verwendet.

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

Sie können eine Arbeitsauslastungsdatei angeben, die als Teil der Kalibrierung ausgeführt werden soll, bevor Sie einen Bericht generieren, 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, wird es in einem interaktiven Modus gestartet, wie in der folgenden Ausgabe gezeigt.

powertop

Das Übersichtsbild

Auf diesem Bildschirm können Sie eine Liste der Systemkomponenten anzeigen, die entweder am häufigsten Reaktivierungen an die CPU senden oder den meisten Strom auf dem System verbrauchen.

Der Bildschirm mit den Leerlaufstatistiken

Es zeigt verschiedene Informationen über Prozessor-C-Zustände an.

Der Bildschirm "Häufigkeitsstatistiken"

Auf diesem Bildschirm wird die Häufigkeit des Aufweckens der CPU angezeigt.

Der Bildschirm mit den Gerätestatistiken

Er bietet ähnliche Informationen wie der Bildschirm "Übersicht", jedoch nur für Geräte.

Der Tunables-Bildschirm

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

Wie Sie der obigen Ausgabe entnehmen können, stehen verschiedene Bildschirme zur Verfügung, und um zwischen ihnen zu wechseln, können Sie die Tasten Tab und Shift+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 anzeigen, zeigt es Statistiken über den Stromverbrauch verschiedener Hardwarekomponenten und Treiber an.

Um die Akkuleistung zu maximieren, müssen Sie das Aufwachen des Systems minimieren. Zu diesem Zweck können Sie den Tunables-Bildschirm verwenden.

"Schlecht" kennzeichnet eine Einstellung, die zwar keinen Strom spart, aber gut für die Leistung Ihres Systems sein kann.

Dann kennzeichnet "Gut" eine Einstellung, die Strom spart. Drücken Sie die [Enter]-Taste auf einem beliebigen Gerät, um es auf die andere Einstellung umzuschalten.

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

# powertop --calibrate

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

Generieren eines PowerTop CSV-Berichts

Das nächste Beispiel zeigt das Generieren 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 eines PowerTop-HTML-Berichts

Sie können einen HTML-Bericht wie folgt generieren: Die HTML-Dateierweiterung wird automatisch an den Dateinamen angehängt.

powertop --html=powertop

Die HTML-Beispielberichtsdatei wird in einem Browser angezeigt.

Dieses Tool verfügt auch über einen Daemon-Dienst, der dabei hilft, alle Tunables automatisch auf "Gut" zu setzen, um optimalen Strom zu sparen, und Sie können ihn wie folgt verwenden:

systmctl start powertop.service

Um den Daemon-Dienst beim Booten starten zu lassen, führen Sie den folgenden Befehl aus:

# systemctl enable powertop.service

Zusammenfassung

Bei der Verwendung des Daemon-Dienstes müssen Sie vorsichtig sein, da bestimmte Tunables ein Risiko für Datenverluste oder seltsames Verhalten der Systemhardware darstellen. Dies wird bei den Einstellungen für das "VM-Writeback-Timeout" deutlich, die sich auf die Zeit auswirken, die Ihr System wartet, bevor Änderungen an Daten auf den tatsächlichen Datenträger geschrieben werden.

Wenn das System seine gesamte Stromversorgung verliert, besteht die Gefahr, dass alle Änderungen, die in den letzten Sekunden an den Daten vorgenommen wurden, verloren gehen. Daher müssen Sie sich zwischen der Einsparung von Strom und der Sicherung Ihrer Daten entscheiden.

Versuchen Sie, dieses Werkzeug für einige Zeit zu verwenden und beobachten Sie die Leistung Ihres Akkus. Sie können einen Kommentar posten, um uns über viele andere ähnliche Tools zu informieren, oder Informationen über die Verwendung von Powertop und über aufgetretene Fehler hinzufügen.

Denken Sie daran, immer mit Tecmint in Verbindung zu bleiben, um mehr solcher Guides zu erhalten.