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Dipl.-Kfm. Jörg Petermann Unternehmensberatung
Vergleichende Untersuchung zur Leistungsaufnahme
desselben Personal Computers mit der gleichen
Leistungsanforderung
unter Microsoft Windows XP
und
unter OpenSuSE Linux 11.0
Trier, 25. Mai 2009
Dipl.-Kfm Jörg Petermann Unternehmensberatung
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Inhaltsverzeichnis
1 Anforderung........................................................................................................................2
2 Parameter..........................................................................................................................3
2.1 Der Rechner................................................................................................................3
2.2 Die Betriebssysteme...................................................................................................3
2.3 Die Anwendungen.......................................................................................................3
2.4 Das Messgerät............................................................................................................4
2.5 Der Spannungsverlauf................................................................................................4
3 Messprozedur....................................................................................................................5
4 Ergebnis.............................................................................................................................6
4.1 Lokal...........................................................................................................................6
4.2 Global..........................................................................................................................7
4.3 Weitere Fragen...........................................................................................................7
5 Anhang: Urliste.................................................................................................................10
1 Anforderung
Immer wieder stellt sich für große Rechenanlagen die Frage nach dem zu verwendenden
Betriebssystem. Hinlänglich bekannt ist, daß diese Entscheidung Auswirkungen auf den
Energiebedarf des Rechners hat1, in Zeiten, da über Energiepreise und CO2-Emissionen
argumentiert wird, ein wichtiger Faktor.
So stellte sich uns die Frage, in wieweit die Wahl des Betriebssystems die
Leistungsaufnahme eines gewöhnlichen Bürocomputers beeinflusst.
Soviel darf vorweggenommen werden: Mehr als man denkt!
Die Untersuchung wurde weder in Auftrag gegeben, noch extern finanziert. Sie entstand
als Nebenprodukt mehrerer Langzeitmessungen und aus blanker Neugierde.
Wir wünschen gute Lektüre.
1 Siehe dazu: http://www.zeit.de/2007/33/T-Green-Computing
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2 Parameter
Um eine faire Versuchsanordnung zu verwenden, wurde das Testprogramm nicht nur auf
baugleichen Rechnern gefahren, sondern auf demselben physischen Rechner.
Damit scheiden alle Argumente, es handele sich um einen produktspezifischen Ausreißer
aufgrund des verwendeten Computers a priori aus.
2.1
Der Rechner
Rechnertyp:
CPU:
Speicher:
Graphikchipsatz:
Festplatten:
Betriebssysteme:
2.2
Die Betriebssysteme
Kandidat 1:
Kandidat 2:
2.3
Medion Titanium 8800
Intel Pentium D830 (Smithfield),
i386, 64-Bit
2 x 3000 MHz (Dual Core)
130 Watt Thermal Design Power (TDP)
2 GB Ram
nVidia GeForce 6700XL
Seagate ST3500320A S (500 GB)
Samsung HD401LJ (400 GB)
Dual Boot-System
Microsoft Windows XP Home
32-Bit
SP2 mit aktuellen Patches
Original nVidia Graphiktreiber mit voller 3D-Unterstützung
OpenSuSE 11.0 Linux
32-Bit
Kernel 2.6.25.20-0.1 default
Alle aktuellen Patches
Original nVidia Graphiktreiber mit voller 3D-Unterstützung
Die Anwendungen
Officepaket:
Browser:
3D-Anwendung:
Medienabspieler:
OpenOffice 3.0.1 Calc und Writer
Mozilla Firefox 3.0.10
Google Earth 4.3
Video LAN Client, VLC 0.9.8x
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2.4
•
•
•
2.5
Das Messgerät
Voltcraft Plus Energy Logger 3500
Das Messgerät ist NICHT geeicht, zeigt sich aber im Vergleich auch bei induktiven
Lasten zuverlässig2. (Genauigkeit +/- 1% + 1 Digit)
Gemessen wurde lediglich der Rechner, ohne Monitor, Drucker etc.
Der Spannungsverlauf
Spannungsv erlauf
250
200
U in Volt
150
100
50
0
22.05.09 12:28
22.05.09 12:43
22.05.09 12:57
22.05.09 13:12
22.05.09 13:26
22.05.09 13:40
22.05.09 13:55
Zeit
Spannungsv erlauf
230
228,8
228,7
228
228
227,6
227,1
226,6
226,4
226,2
226
225,2
U in Volt
224
227,8
227,3
226,7
226,6 226,5
226,5
226,4
226,4
226,1
226226,2
225,9
225,8
225,7225,9
225,7
225,6
225,2
224,9
223,5
223,3
223,3
Windows
222
228,4
228,3
228
227,8
227
226,9
226,9
226,8
226,7
226,3226,1 226,4
226
226
225,9 225,7
225,8
225,4
225,4
225 224,9
224,7
224,5
224
223,8
223,5 223,5
223,4
223,2
223,1
222,9 222,9
222,5
226,2
Linux
220,7
220
218
216
22.05.09 12:28
22.05.09 12:43
22.05.09 12:57
22.05.09 13:12
22.05.09 13:26
22.05.09 13:40
22.05.09 13:55
Zeit
2 Vgl. Elektor 01/2008. Test des kleineren Geräts Energy Monitor 3000
Siehe dagegen auch http://www.computerbild.de/produkte/Voltcraft-Energy-Logger-3500-EnergieMessgeraete-Haushaltszubehoer-Haushaltsgeraete-Haushalt-3972314.html
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3 Messprozedur
Die Messprozedur wurde unter beiden Systemen identisch durchgeführt. Um eine
Vergleichbarkeit zu ermöglichen, wurden nur Programme verwendet, die in beiden
Umgebungen laufen.
Getriggert wurde nach der vom Messgerät angezeigten Zeit.
Min:Sec Vorgang
Messbeginn
00:00
Start der Systeme. 5 Minuten Zeit, bis die Systeme stabil laufen
05:00
Öffnen Dateiexplorer und Import einer großen XLS-Datei in OpenOffice Calc
3.0.1
07:00
Calc schließen. Öffnen einer großen ODS-Datei in OpenOffice Calc 3.0.1
10:00
Calc schließen. Öffnen einer weiteren großen ODS-Datei in OpenOffice Calc
3.0.1
12:00
Calc schließen. Explorer schließen. Firefox starten. Öffnen von Spiegel
Online.de. Einmal runter scrollen, den letzten Artikel öffnen. Zurück auf
Hauptseite. Hochscrollen und den ersten Artikel öffnen. Artikel einmal runter
und einmal hoch scrollen. Warten.
14:00
Zurück auf Startseite. Öffnen von n-tv.de. Nach unten scrollen. Einen unteren
Artikel in neuem Tab öffnen. Hochscrollen. Ersten Artikel öffnen. Aktuelles Tab
schließen. Zweites Tab schließen. Warten.
16:00
Zurück auf Startseite. Öffnen von www.volkswagen.de, Rubrik Polo. Flashfilm
„Polo“ laufenlassen.
17:00
Firefox schließen. Google Earth starten und warten, bis sich nichts mehr
ändert. Nacheinander Ney York City, Peking, Sydney und Hamburg anfliegen
und jeweils warten, bis sich nichts mehr ändert.
20:00
Google Earth schließen. OpenOffice Writer 3.0.1 öffnen und drei Zeilen
schreiben.
21:00
Öffnen Dateiexplorer und Öffnen des Films „Du bist Terrorist.mov“ (1:59, 60
MB) mit dem VLC-Player. (http://dubistterrorist.de/)
24:00
VLC-Player schließen. Dateiexplorer schließen.
25:00
System herunterfahren. Messende.
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4 Ergebnis
4.1
Lokal
•
Wie in Zeichnung 1 zu sehen, liegen die Systeme kurz nach dem Start noch
gleichauf.
•
Während Linux die Leistungsaufnahme verringert, steigt sie bei MS Windows noch,
was vermutlich auf den Start (mehr oder weniger sinnvoller) Hintergrunddienste und
Prüfroutinen zurückzuführen ist.
•
Nach 5 Minuten haben sich die Systeme stabil „eingependelt“, unter Linux finden
keine hörbaren Plattenzugriffe mehr statt, unter Windows haben diese das als
„normal“ empfundene Maß erreicht.
•
Nun wird eine 14,5 MB große XLS-Datei in OpenOffice 3.0.1 importiert. Nachdem
die Tabelle sich fertig geöffnet hat, wird Calc wieder geschlossen.
•
Als nächstes wird eine 4 MB große ODS-Datei geöffnet. Dabei sei angemerkt, daß
ODS-Dateien komprimiert sind. Die Originaldatei fasst 72 (!) MB. Hier kommt Linux
die Speicherpolitik zugute: Während Windows Calc wieder komplett neu laden
muss, holt Linux das noch im Speicher befindliche Programm wieder aus
demselben.
•
Wiederum wird eine andere ODS-Datei (5 MB komprimiert, 74 MB entpackt)
geöffnet und geschlossen. Spätestens jetzt ist in Zeichnung 1 erkennbar, daß
Windows eine höhere Grundleistungsaufnahme als Linux hat.
•
Jetzt wird der Mozilla Firefox geöffnet. Als dieser stabil läuft, wird Spiegel Online
aufgerufen und nach identischem Muster auf der Seite herunter- und
heraufgescrollt. Rückkehr auf die Startseite.
•
Dieselbe Prozedur mit n-tv.de. Hier erhöhen einfache Flash-Animationen die
Leistungsaufnahme. Rückkehr auf die Startseite.
•
Anschließend wird www.volkswagen.de, und dort die Rubrik „Polo“ geöffnet, da hier
ein Flashfilm startet. Dieser wird eine Minute laufengelassen. Firefox wird
geschlossen.
•
Um die 3D-Fähigkeiten der Graphikkarte zu fordern, wird Google Earth 4.3 gestartet
und abgewartet, bis sich am Bild nichts mehr ändert. Nacheinander werden über
die Suche New York City, Peking, Sydney und Hamburg angeflogen. So ergibt sich
kein Einfluss über das Navigationsverhalten.
•
Als vorletztes wird in OpenOffice Writer ein kurzer Text getippt, die
Leistungsanforderung dafür ist sehr gering.
•
Zuletzt wird über den jeweiligen Dateiexplorer der Film „Du bist Terrorist“ (1:59 Min,
60 MB) mit dem VLC-Player abgespielt. Nachdem dieser geendet hat, wird der
VLC-Player und der Dateiexplorer (Windows Explorer bzw. Konqueror)
geschlossen.
•
Mit der nächsten vollen Minute wird der Rechner ordnungsgemäß
heruntergefahren.
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4.2
Global
•
Entlang des 25minütigen Messpfades hat der Rechner unter Windows XP 81,8
Wattstunden (0,0818 kWh) aufgenommen, unter Linux 63,3 Wattstunden (0,0633
kWh).
•
Setzt man den Verbrauch von Linux =100%, liegt der Verbrauch unter Windows
29,18% höher.
•
Setzt man den Verbrauch unter Windows =100%, liegt der von Linux 22,59%
darunter.
•
Die Durchschnittsleistung entspräche unter Windows 196,32 Watt, unter Linux
151,92 Watt.
•
Auf einen Bürorechner, der an 250 Tagen jährlich 10 Stunden täglich läuft
hochgerechnet3 ergibt sich eine Arbeitsdifferenz von 490,8 kWh (Windows) zu
379,8 kWh (Linux) gleich 111 kWh.
Bei einem Strompreis von 21 Cent/kWh also 23,31 €.
•
4.3
Für einen Server, der 8760 Stunden jährlich läuft, ergibt sich nach derselben
Rechnung ein Mehrverbrauch von 1.720 kWh – 1.331 kWh = 389 kWh oder bei
obiger Annahme 81,73 € jährlich.
Weitere Fragen
Interessant wäre die Klärung folgender Fragen:
•
Wie sähe eine möglichst realitätsnahe Messprozedur aus?
•
Woraus resultiert der Energiehunger von Windows XP?
•
Könnte man ihn reduzieren?
•
Wie würde sich Windows Vista unter denselben Bedingungen verhalten?
•
Hätte der Nutzer eine Möglichkeit, den Leistungshunger der Systeme aktiv zu
beeinflussen?
Es sei abschließend nochmals darauf verwiesen, daß es sich bei dem verwendeten
Messgerät nicht um ein geeichtes Präzisionsmessgerät handelt. Da aber beide
Messungen mit demselben Gerät gemessen wurden, hätte sich eine insgesamt zu
hohe oder zu niedrige Messung auf die Ergebnisse beider Systeme ausgewirkt.
Dennoch ist das Ergebnis nur ein Anhaltspunkt, der weitere Nachforschungen
rechtfertigt, kein juristisch belastbarer Beweis!
3 0,0818 [kWh] / 25 [min] * 60 [Min/Std] * 10 [Std/Tag] * 250 [Tage/Jahr] = 490,8 kWh
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Vergleich Wirkleistung
Windows XP vs. OpenSuSE 11.0
250
Start
Abschalten
200
Watt
150
Öffnen ODSDatei in
OpenOffice
Calc 3.0.1
100
Öffnen ODSDatei in
OpenOffice
Calc 3.0.1
50
Window s
Linux
Firefox 3.0.10
Spiegel Online
00:11:31
00:14:24
Zeit
Zeichnung 1: Direkter Vergleich
VLC-Player
„Du bist
Terrorist.mov“
OpenOffice
Writer 3.0.1
Kurzer Text
Firefox 3.0.10
n-tv.de
Import XLSDatei in
OpenOffice
Calc 3.0.1
0
00:00:00
00:02:53
00:05:46
00:08:38
Dipl.-Kfm Jörg Petermann Unternehmensberatung
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Firefox 3.0.10
volkswagen.de
Flashfilm
Neuer Polo
Google Earth
NYC, Peking,
Sidney,
Hamburg
00:17:17
54296 Trier
00:20:10
00:23:02
00:25:55
Seite 800:28:48
von 10
5 Anhang: Urliste
DateTim e
Voltage/V
Current/A
Pow er Factor
Actual Consum ption/W
Apparent Consum ption/W
Vorgang
22.05.09 12:42
225,2
0,19
0,2
8,33
41,66
22.05.09 12:43
223,5
0,06
0,22
2,75
12,52
22.05.09 12:44
223,3
0,06
0,22
2,75
12,5
22.05.09 12:45
223,3
0,06
0,22
2,75
22.05.09 12:46
227,1
0,95
0,8
173,32
216,65 Start Window s XP
22.05.09 12:47
226,2
1
0,81
183,04
225,97
22.05.09 12:48
226,6
1,07
0,81
195,66
241,56
22.05.09 12:49
226,4
0,91
0,8
163,91
204,89
22.05.09 12:50
228
0,81
0,8
147,38
184,22
22.05.09 12:51
228,8
0,8
0,79
145,32
183,96 Import XLS in OpenOffice
22.05.09 12:52
228,7
0,96
0,81
178,02
219,78
22.05.09 12:53
227,6
1,06
0,81
194,86
240,57 Öffnen ODS 1
22.05.09 12:54
226,4
1,16
0,81
211,99
261,72
22.05.09 12:55
226,5
1,07
0,82
199,1
242,81
22.05.09 12:56
226,6
1,24
0,82
230,59
281,21 Öffnen ODS 2
22.05.09 12:57
225,9
1,13
0,82
208,76
254,59
22.05.09 12:58
225,7
1,13
0,82
208,39
254,14 Firefox Spiegel Online
22.05.09 12:59
227,3
1,09
0,82
203,72
248,44
22.05.09 13:00
226,5
1,08
0,82
200,96
245,07 Firefox n-tv
22.05.09 13:01
225,9
1,12
0,82
207,84
253,46
22.05.09 13:02
225,6
1,2
0,82
222,18
270,95 Firefox Volksw agen.de / Polo (Flash)
22.05.09 13:03
225,8
1,28
0,82
237,37
289,48 Google Earth: New York, Peking, Sydney, Hamburg (3D)
22.05.09 13:04
226,1
1,22
0,82
226,01
275,62
22.05.09 13:05
225,7
1,14
0,82
211,72
22.05.09 13:06
226,4
1,12
0,82
207,74
253,34 OpenOffice Writer (Einfacher Text)
22.05.09 13:07
228
1,13
0,82
210,7
256,96 Film: Du bist Terrorist (1:59) mit VLC
22.05.09 13:08
226,7
1,15
0,82
214,52
261,61
22.05.09 13:09
226
1,09
0,82
202,55
247,02
22.05.09 13:10
225,2
0,79
0,65
116,23
178,81 Abschalten
22.05.09 13:11
224,9
0,06
0,25
3,26
22.05.09 13:12
226,2
0,06
0,24
3,2
13,35
22.05.09 13:13
222,5
0,06
0,25
3,23
12,91
22.05.09 13:14
222,9
0,06
0,25
3,23
12,93
22.05.09 13:15
223,1
0,06
0,25
3,23
22.05.09 13:16
220,7
0,95
0,8
167,38
209,22 Start Linux
22.05.09 13:17
223,8
0,82
0,8
146,81
183,52
22.05.09 13:18
223,4
0,76
0,8
136,01
170,01
22.05.09 13:19
222,9
0,75
0,8
132,85
166,06
22.05.09 13:20
223,2
0,75
0,8
133,21
166,51
22.05.09 13:21
223,5
0,92
0,81
165,83
204,73 Import XLS in OpenOffice
22.05.09 13:22
226,2
0,78
0,8
140,97
176,21
22.05.09 13:23
224,7
1,03
0,82
189,41
230,99 Öffnen ODS 1
22.05.09 13:24
225
0,88
0,81
160,74
198,45
22.05.09 13:25
224,5
0,74
0,79
131,07
165,91
22.05.09 13:26
223,5
1,03
0,82
187,85
229,09 Öffnen ODS 2
22.05.09 13:27
224
0,77
0,8
137,63
172,03
22.05.09 13:28
224,9
0,84
0,8
151,49
189,37 Firefox Spiegel Online
22.05.09 13:29
225,9
0,78
0,8
140,96
22.05.09 13:30
227,8
0,83
0,8
151,81
189,76 Firefox n-tv
22.05.09 13:31
226,9
0,77
0,79
137,66
174,26
22.05.09 13:32
226,3
0,94
0,81
172,67
213,17 Firefox Volksw agen.de / Polo (Flash)
22.05.09 13:33
225,7
1,05
0,81
191,04
235,86 Google Earth: New York, Peking, Sydney, Hamburg (3D)
22.05.09 13:34
225,8
1,05
0,81
191,86
236,86
22.05.09 13:35
226,1
1,02
0,81
187,17
231,07
22.05.09 13:36
225,4
0,76
0,8
137,76
172,21 OpenOffice Writer (Einfacher Text)
22.05.09 13:37
226
0,84
0,8
152,6
190,74 Film: Du bist Terrorist (1:59) mit VLC
22.05.09 13:38
225,4
0,9
0,81
163,77
202,18
22.05.09 13:39
226,4
0,78
0,8
140,91
176,14
22.05.09 13:40
226
0,4
0,48
43,61
22.05.09 13:41
226,8
0,06
0,23
3,03
13,15 Aus
22.05.09 13:42
227,8
0,06
0,22
2,91
13,21
12,5 Kalt
258,2
13,04 Aus
12,94 Kalt
176,2
90,85 Abschalten