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Fedora Schnelleinstieg

2012-07-15T21:26:08Z

Dasvieh: /* Fedora-Versionen */

== Einleitung ==
Diese Anleitung soll als Schnelleinstieg zur Installation von Fedora auf ThinkPads dienen. Sie ist daher bewußt sehr knapp gehalten und verweist an zahlreichen Stellen zur Vertiefung auf das englische [http://www.thinkwiki.org/wiki/ThinkWiki ThinkWiki] und andere externe Quellen.

== Installation ==

=== Fedora-Versionen ===
Fedora bildet die Basis für Red Hat Enterprise Linux (RHEL).

Immer im Mai und November eines Jahres erscheint die jeweils neueste Fedora-Version (Release). Die Releases werden fortlaufend nummeriert, im Mai 2011 erschien Version 14, im November 2011 Version 15 und so weiter. Eine Fedora-Version wird von den Entwicklern immer nur bis ein Jahr nach dem Erscheinungsdatum mit Sicherheitsupdates unterstützt. Danach sollte man auf die neueste Version von Fedora Upgraden. Letzteres ist zwar auch ohne Neuinstallation möglich, eine Neuinstallation erspart einem aber manchmal unvermeidliche Kompatibilitätsprobleme beim Umstieg. Wer sich auf die ständigen Updates nicht einlassen will, sollte zu einem anderen Betriebssystem mit längeren Support-Zyklen greifen: etwa RHEL Derivate wie CentOS und Scientific Linux oder z.b. Debian und Ubuntu LTS-Versionen.

Bei der Erstinstallation von Fedora ist es manchmal klug, nicht die neueste erhältliche Version zu wählen, wenn diese erst vor weniger als einem Monat erschienen ist. Denn im ersten Monat nach dem Release weisen neue Fedora-Versionen manchmal den ein oder anderen ärgerlichen Bug auf. Wer im Gegenteil etwas experimentierfreudiger ist, kann natürlich sogar umgekehrt auch die neueste Beta- oder gar Alpha-Version installieren. Diese Versionen sind nicht stabil! Aber sobald die endgültige Release-Version erhältlich ist, verwandeln sich diese Vorabversionen automatisch und ohne Neuinstallation in Releases.

==== Desktops und Spins ====
Normalerweise wird Fedora mit dem Desktopmanager Gnome ausgeliefert. Andere Desktopmanager können beispielsweise über die Wahl eines anderen "Spins" von Fedora ausgewählt werden: http://spins.fedoraproject.org/de/, neben Gnome sind erhältlich: KDE, XFCE und LXDE. Die anderen Spins sind für spezielle Anwendungsumgebungen interessant.

Der Unterbau - d.h. Kernel, Treiber und Dienste - ist bei allen Spins völlig identisch. Die Spins mit XFCE und LXDE sind besonders geeignet für leistungsschwache, ältere ThinkPad-Hardware mit weniger als 512 MB RAM.

Hinweis: aufgrund des identischen Unterbaus ist für den Wechsel des Desktops keine Neuinstallation erforderlich. Man kann jederzeit weitere Umgebungen nachinstallieren bzw. wieder entfernen.

==== Architektur ====
Fedora ist in einer 32-Bit- ("i686") und einer 64-bit-Variante ("x86_64") erhältlich. Ohne Bedenken kann die 64-Bit-Variante gewählt werden, wenn man weiß, dass der eigene Prozessor damit kompatibel ist (alle neueren ThinkPads, z.B. i3, i5, i7 oder Core 2 Duo). Im Zweifel funktioniert immer die 32-Bit-Version.

=== Installationsmedien ===
Für die Installation lädt man sich die Live-CD (ca. 650 MB) oder Install-DVD (ca. 3,5 GB) des gewünschten Spins herunter (z.B. http://fedoraproject.org/de_CH/get-fedora-options#formats). Manchmal berichten User von kleineren Problemen bei der Installation von Live-CD. Man geht also auf Nummer sicher, wenn man die deutlich größere Install-DVD wählt.

Auf ThinkPads ohne optisches Laufwerk installiert man am einfachsten per USB-Stick. Dessen Erstellung aus einem heruntergeladenen ISO-Image wird speziell für Fedora [http://fedoraproject.org/wiki/How_to_create_and_use_Live_USB hier auf Englisch] beschrieben. Da diese Vorgehensweise für die meisten Linux-Distributionen gleich ist, funktioniert auch jede andere Anleitung, die man dazu über Google findet.

=== Basisinstallation ===
Seit Fedora 16 wird bei der Installation auf eine jungfräuliche Festplatte standardmäßig eine so genannte GUID Partition Table (GPT) angelegt. Manche Systeme kommen mit diesem ungewöhnlichen (da ziemlich fortschrittlichen) Format nicht zurecht. Bei der Installation parallel zu existierenden Betriebssystemen sollte es dagegen keine Probleme geben.

Sollte Fedora also nach der Installation nicht starten, weil das System angibt, es finde kein gültiges Betriebssystem auf der Festplatte, so muss man die Installation leider nochmal starten und dabei folgendes beachten: Im Bootmenü des Installationsmediums sollte dann der erste Eintrag bearbeitet werden (Taste "e"), indem man an die Zeile, die mit "Linux" beginnt, das Wort "nogpt" (mit einem einfachen Leerzeichen vom Rest getrennt) anhängt.

==== Gemeinsamer Datenzugriff Fedora - Windows ====
Die hier besprochenen Fedora-Versionen können von Haus aus problemlos lesend und schreibend auf NTFS-Partitionen zugreifen. Das Anlegen einer separaten Partition (FAT) für den Datenaustausch ist daher nicht unbedingt nötig.

Wichtig: es ist nicht möglich, die Benutzerdaten (/home) auf einer NTFS-Partition zu halten.

==== Administrators Group ====
Nach Abschluss des eigentlichen Installationsprozess startet das System neu. Nach diesem "Firstboot" öffnet sich zunächst erneut das Installationstool und bietet die Möglichkeit, einen oder mehrere Benutzer anzulegen. Falls es sich um einen Einzelplatzrechner handelt (ein System, dass nur von einer Person benutzt wird), ist es sehr nützlich, den eigenen Benutzer in die "Administratorgruppe" aufzunehmen. Nur dann funktioniert auch der Befehl "sudo", der in diesem wie in vielen anderen Linux-Tutorials benutzt wird. Ein Benutzer, der nicht zu dieser Gruppe (intern "wheel" genannt) gehört, kann trotzdem Befehle mit root-Rechten ausführen, indem er statt '''sudo BEFEHL''' den Befehl '''su -c 'BEFEHL'''' verwendet und anschließend das root-Passwort eingibt.

== Nach der Installation ==

=== Update des Systems ===
Vor allen weiteren Konfigurationsschritten sollte man entweder per ''"Aktivitäten → Anwendungen → Systemwerkzeuge → Software-Aktualisierungen"'' oder im Terminal mit
sudo yum -y update
alle verfügbaren Updates installieren und das System neu starten.

=== Flash-Plugin ===
Das Flash-Plugin kann man über das Repository von Adobe installieren. Dafür surft man auf die [http://get.adobe.com/de/flashplayer/ Adobe Flashplayer Webseite] und wählt "YUM für Linux (YUM)". Wenn man dann auf "Jetzt herunterladen" klickt, erhält man ein RPM-Paket, dass man auf dem Computer speichert und mit einem Doppelklick installiert. Die eigentliche Installation des Flash-Plugins geht dann über die Software-Verwaltung oder mit dem Befehl '''sudo yum -y install flash-plugin'''.

=== RPM-Fusion ===
Aus ideologischen und lizenzrechtlichen Gründen bietet Fedora offiziell keine Unterstützung für eine Reihe von Paketen, die unter anderen Betriebssystem ohne weiteres mitgeliefert werden. Dazu gehört Unterstützung für MP3s und die Wiedergabe kopiergeschützter DVDs. Die für MP3-Unterstützung nötigen Pakete können aus dem Repository [http://rpmfusion.org/ RPM Fusion] installiert werden. Um das Repository zum eigenen System hinzuzufügen, folgt man am besten der [http://rpmfusion.org/Configuration Beschreibung auf der offiziellen Webseite].

=== Media-Codecs (MP3 etc.) ===
Die wichtigsten Media-Codecs befinden sich in den Paketen
gstreamer-plugins-bad
gstreamer-plugins-bad-free
gstreamer-plugins-bad-nonfree
gstreamer-plugins-base
gstreamer-plugins-good
gstreamer-plugins-ugly
Damit das beliebte Audio-Bearbeitungstool '''Audacity''' mit MP3s umgehen kann, benötigt man das Paket "audacity-freeworld". Es sollte nicht (!) gleichzeitig das Paket "audacity" installiert sein.
Unterstützung für kopiergeschützte DVDs gibt es nur, wenn man das Paket "libdvdcss" aus dem Repository [http://rpm.livna.org/ livna] installiert.

=== Windows-Schriftarten ===
Auf Arial, Times New Roman usw. muss man natürlich auch unter Fedora nicht verzichten. Allerdings muss man die zugehörigen Schriftartendateien (z.B. Arial.ttf) aus einer existierenden Windows-Installation oder von einer Windows-Installations-CD beziehen, da sie kommerziellen Lizenzen unterliegen.

Man kopiert diese .ttf-Dateien in ein Verzeichnis in /usr/share/fonts, etwa so:
# in einer Root-Shell
mkdir /usr/share/fonts/mstruetype
cp *.ttf /usr/share/fonts/mstruetype
cd /usr/share/fonts/mstruetype
mkfontdir
mkfontscale
fc-cache -f

===DPI===
====System DPI====
Ob der X-Server die richtige DPI für das Display erkannt hat, läßt sich mit folgendem Befehl prüfen:
xdpyinfo | grep -B2 resolution
Bei einem T60 mit UXGA IPS-Panel sieht es so aus:
[test@localhost ~]$ xdpyinfo | grep -B2 resolution
screen #0:
dimensions: 1600x1200 pixels (305x229 millimeters)
resolution: 133x133 dots per inch
[test@localhost ~]$
Wenn die DPI oder die Panel-Ausmaße nicht richtig erkannt worden sind, muss folgende Datei mit diesem Inhalt erstellt werden(root erforderlich): '''/etc/X11/xorg.conf.d/90-monitor.conf'''
''(DisplaySize oder DPI muss entsprechend dem jeweiligen Gerät angepasst werden)''
Section "Device"
Identifier "foobar"
# Using the name of the output defined by the video driver plus the identifier of a
# monitor section, one associates a monitor section with an output by adding an
# option to the Device section in the following format:
# Option "Monitor-outputname" "monitor ID"
Option "monitor-VGA-0" "vga"
Option "monitor-LVDS" "panel"
Option "monitor-DVI-0" "dvi"
EndSection
Section "Monitor"
Identifier "panel"
DisplaySize 305 229 # In millimeters, specs for HV150UX1-101 304.8(H) x 228.6(V)
EndSection
Section "Monitor"
Identifier "vga"
DPI 96x96
EndSection
Section "Screen"
Identifier "Default Screen"
Monitor "panel"
EndSection

====Font DPI====
=====Firefox=====
Firefox weigert sich beharrlich eine andere DPI zu benutzen als 96. Abhilfe schaft es in about:config den Parameter '''layout.css.devPixelsPerPx''' neu zu setzen.
Das Schema ist: system's DPI/96. Beispiel: 133dpi / 96dpi = 1.385416667 ('''Wichtig:''' Bei deutscher locale wird aus dem "." im Beispiel ein "," z.B. 1,385416667)

=====LibreOffice=====
LibreOffice kann die DPI nicht richtig erkennen. Als Test einfach Writer öffnen und als Format A4 auswählen. Anschließend die Anzeige/Zoom auf 100% stellen und mit einem A4-Blatt überprüfen.

Ändern läßt sich dies durch das Erstellen der Datei '''~/.Xresources''' mit dem Inhalt: (''DPI muss an das Gerät angepasst werden.'' '''WARNUNG: Das UserInterface sieht dann reichlich komisch aus!''')
! Xft settings ---------------------------------------------------------------
Xft.dpi: 133
Xft.antialias: true
Xft.rgba: rgb
Xft.hinting: true
Xft.hintstyle: hintsmedium

===Tipps und Tricks===
====Alte Kernel entfernen (Anzahl=x):====
package-cleanup --oldkernels --count=x

====Alte Pakete im Cache behalten:====
sed -i s/keepcache=0/keepcache=1/g /etc/yum.conf

====Trim Support für SSD Laufwerke und LUKS Verschlüsselung (ab Fedora 17):====
Achtung, bitte vor Aktivierung weitere Details und Sicherheitsbedenken lesen:
http://asalor.blogspot.com/2011/08/trim-dm-crypt-problems.html

Man fügt in die Datei /etc/crypttab am Ende jeder Zeile ein allow-discards hinzu. Beispiel:
nano /etc/crypttab
luks-12345678-1234-1234-1234-12345678 UUID=12345678-1234-1234-1234-12345678 none allow-discards

anschliessend initramfs neu bauen mit:
dracut -f -v

====Screencast Recording start/stop unter Gnome 3:====
[STRG]+[Alt]+[Shift]+[R]

== SELinux ==

Im Vergleich zu Ubuntu oder Suse Linux die Apparmor verwenden um das Linux Security Module Framework zu nutzen, verwendet Red Hat/Fedora wie auch z.B. Debian SELinux. Red Hat ist maßgeblich an der Entwicklung von SELinux beteiligt und stellt dafür auch zwei Entwickler bereit. Der Großteil der Entwicklung findet im Kernel statt. SELinux ist im Vergleich zu Apparmor wesentlich komplexer aber dafür flexibler und mächtiger. In der Standardinstallation von Fedora ist SELinux schon per default aktiv. Dadurch bekommen die Entwickler wesentlich mehr Feedback und in neueren Fedora Releases bekommt der Benutzer mittlerweile selten mit, dass SELinux überhaupt läuft.

Es stehen in SELinux insgesamt 3 Modes zur Verfügung die über die Datei '''/etc/selinux/config''' konfiguriert werden können:
* enforcing - SELinux ist aktiv, der Zugriff wird über die Policies gesteuert
* disabled - SELinux ist deaktiviert, nicht empfohlen da damit auch das Relabeling abgeschalten wird
* permissive - SElinux ist aktiv aber unerlaubter Zugriff wird nur geloggt und nicht blockiert

Mittels '''setenforce Permissive''' bzw. '''setenforce Enforcing''' kann man auch temporär zwischen den Modes hin- und herschalten.
Die Zugriffskontrolle durch SELinux greift erst nach den herkömmlichen Linux/Unix-Kontrollen. Wird dort ein Vorgang auf Grund von fehlenden Berechtigungen nicht gestattet, wird SELinux erst gar nicht konsultiert. Fedora verwendet per default eine Target Policy, dass heisst es wird nur das eingeschränkt, wo auch ein Policy-Modul definiert wurde. Die Policy beschreibt, welche Prozesse/Programme worauf zugreifen dürfen.

Die einzelnen Policy-Module kann man sich über '''semodule --list''' anzeigen lassen. Um Selinux benutzerfreundlicher zu gestalten, wurden Booleans "einfache Schalter" eingeführt um verschiedene Features an bzw. abzuschalten. '''getsebool -a''' zeigt eine Übersicht an.

Möchte man zum Beispiel verhindern, dass Prozesse auf den Speicherbereich anderer Prozesses zugreifen dürfen, kann man dies mit deny_ptrace wie folgt ändern:

Temporär:
getsebool -a | grep ptrace
deny_ptrace --> off
togglesebool deny_ptrace
deny_ptrace: active
Dauerhaft:
setsebool -P deny_ptrace 1

SELinux bietet auch eine Sandbox Funktion. Damit kann man verschiedene Anwendungen in einer gesichteren Umgebung öffnen.
Beispiel für Firefox mit Webzugriff, aktuellem Profil und einer Auflösung von 1024x800:
sandbox -X -t sandbox_web_t -W metacity -i /home/$USER/.mozilla -w 1024x800 firefox
Beispiel für Evince:
sandbox -X evince ~/Dokument.pdf

== ThinkPad ==

=== Trackpoint ===
Scrollen mit der mittleren Taste des Trackpoints erreicht man durch anlegen der Datei /etc/X11/xorg.conf.d/20-trackpoint.conf mit dem Inhalt
Section "InputClass"
Identifier "Trackpoint"
MatchProduct "TrackPoint|DualPoint Stick"
MatchDevicePath "/dev/input/event*"
Option "EmulateWheel" "true"
Option "EmulateWheelButton" "2"
Option "EmulateWheelTimeout" "200"
Option "YAxisMapping" "4 5" # vertikales Scrollen
Option "XAxisMapping" "6 7" # horizontales Scrollen
EndSection
gefolgt von einer erneuten Benutzeranmeldung. Hierfür sind root-Rechte erforderlich.

=== Touchpad deaktivieren ===
Man nimmt unter ''"gnome-session-properties"'' (im Terminal oder Alt+F2) einen neuen Eintrag mit dem Kommando
gsettings set org.gnome.settings-daemon.peripherals.touchpad touchpad-enabled false
auf. Künftig wird bei der Benutzeranmeldung das Touchpad ausgeschaltet.

=== Sondertasten ===
==== Fn-Tastenkombinationen ====
Die Fn-Tastenkombinationen sollten im Wesentlichen direkt nach der Installation funktionieren. Manche Fn-Tastenkombis haben Windows-spezifische Funktionen. Um diesen eine Funktion zuzuweisen, öffnet man am einfachsten die "Systemeinstellungen" (in der Gnome Shell im Benutzermenü oben rechts) und bearbeitet die Einstellungen unter Tastatur → Tastaturkürzel.

Sollten die FN-Tasten nicht richtig arbeiten, kann dies an einem fiesen Bug in Fedora 16 liegen. Lösung(root erforderlich):
yum reinstall bash

==== Mikrofon-Stumm-Taste ohne Funktion ====
Seit Fedora 16, also seit Linux Kernel 3.0, funktioniert die Sondertaste, mit der man das interne Mikrofon auf stumm stellt, nicht mehr. Das heißt, es gibt keine einfache Möglichkeit, eine Funktion auf der grafischen Oberfläche zuzuweisen. Es gibt allerdings ein Workaround für dieses Problem: http://www.fedoraforum.de/viewtopic.php?p=123046&sid=e20bf29430a31df2bc2a304c3c1bf3d3#p123046

=== Webcam ===
Eine Übersicht der verschiedenen Thinkpad Modelle und der verbauten Webcam findet man hier: [http://www.thinkwiki.org/wiki/Integrated_camera Thinkwiki Webcam] 
Bei Thinkpads mit UVC camera kann einfach das Modul "uvcvideo" geladen werden:
modprobe -v uvcvideo
dauerhaft mit:
touch /etc/modules-load.d/uvcvideo.conf
echo uvcvideo > /etc/modules-load.d/uvcvideo.conf

=== UMTS / WWAN ===
Fedora unterstützt per [http://wiki.ubuntuusers.de/NetworkManager Network Manager] nahezu alle internen Karten ohne weitere Installation bzw. Konfiguration. Ausnahmen sind derzeit:
* [[Qualcomm_Gobi_2000_unter_Linux_installieren|Qualcomm Gobi 2000]] - verbaut im X201, X100e, T410(s)/510, L412/512
* [http://www.thinkwiki.org/index.php?title=Qualcomm_Gobi_3000 Qualcomm Gobi 3000] - verbaut in den Modellen X220, T420/520, W520: noch keine Anleitung verfügbar

==== Gobi 2000 ====
Zuerst wird das Verzeichnis /lib/firmware/gobi erstellt. Anschliessend muss die richtige Firmware (Dateien: amss.mbn, apps.mbn, UQCN.mbn) in das Verzeichnis kopiert werden, siehe [[Qualcomm_Gobi_2000_unter_Linux_installieren#Firmware_installieren|Qualcomm Gobi 2000 Firmware installieren ]]. Danach ein chmod 755 -R /lib/firmware/gobi.

Jetzt kann der Gobi-Loader installiert werden:
yum install gcc rpmdevtools
wget http://www.codon.org.uk/~mjg59/tmp/gobi/gobi_loader-0.7-1.src.rpm
rpmbuild --rebuild gobi_loader-0.7-1.src.rpm
cd /home/$USER/rpmbuild/RPMS/*/
yum localinstall --nogpgcheck gobi_loader-0.7-1.*.rpm

Nach einem Reboot sollte der Treiber geladen sein
lsusb | grep Qualcomm
Bus 002 Device 003: ID 05c6:9204 Qualcomm, Inc. # Treiber nicht geladen
Bus 002 Device 003: ID 05c6:9205 Qualcomm, Inc. # Treiber geladen

Jetzt kann man die UMTS-Verbindung im Networkmanager einrichten. 
Probleme: einige User berichten von unregelmäßigen Abbrüchen. Es scheint sich hierbei um einen Upstream Bug zu handeln.
dmesg | grep disconnect
[ 2783.137788] usb 2-1.4: USB disconnect, device number 3
[ 2783.138370] qcserial ttyUSB0: Qualcomm USB modem converter now disconnected from ttyUSB0

Lösung: unbekannt

=== Fingerprint ===
Leider ist die Treiberunterstützung unter Linux lückenhaft (alle Einzelheiten im [http://www.thinkwiki.org/wiki/Integrated_Fingerprint_Reader thinkwiki]), daher unterstützen die existierenden Softwareprojekte viele - aber keineswegs alle - verbauten Leser. Zur eindeutigen Identifikation der Leser ist die unten angegebene USB-ID zweckmäßig, die man mit dem Befehl
lsusb
ermitteln kann.

==== Nicht unterstützte Modelle ====
Für den in den ThinkPads R400/500, T400/500, W500/W700(ds), X200(s/t), X301 verbauten Leser gibt es keinen Linux-Treiber:
* 08ff:2810 - Authentec AES2810

=== WLAN LED blinken ändern ===

Die Wlan LED blinkt standardmäßig bei Aktivität. Dies kann man durch erstellen der Datei '''/etc/modprobe.d/iwlegacy.conf''' mit folgendem Inhalt ändern(root erforderlich):
#no blinking LED for wlan
options iwlegacy led_mode=1

== Strom sparen ==
Wie unter allen Linux-Distributionen kann man unter Fedora den Stromverbrauch senken, indem man ein paar Befehle beim Starten des Systems ausführen lässt. Dazu legt man mit root-Rechten die Datei /etc/rc.d/rc.local mit folgendem Inhalt an:
#!/bin/sh

# Enable WLAN power management
if [ "x" != "x$(iwconfig | grep wlan0)" ]
then
iwconfig wlan0 power on
fi

# Soundchip geht 1 Sek. nach Benutzung vom Netz
echo 1 > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save

# CPU im Sparmodus
for pool in mc smp smt; do
sdev="/sys/devices/system/cpu/sched_${pool}_power_savings"
[ -w $sdev ] && echo 1 > $sdev
done

# USB autosuspend
for i in /sys/bus/usb/devices/*/power; do
if [ -f $i/control ]; then
echo "auto" > $i/control
echo "2" > $i/autosuspend
if
done

# Hinweis: für die nachfolgenden Kommandos muss das Paket rfkill installiert sein
# Bluetooth aus
rfkill block bluetooth
# WLAN aus
rfkill block wifi
# WWAN aus
rfkill block wwan

exit 0
Um die Datei anzulegen, kann man beispielsweise folgende Befehle mit root-Rechten ausführen:
# touch /etc/rc.d/rc.local
# chmod a+x /etc/rc.d/rc.local
# gedit /etc/rc.d/rc.local
Dann öffnet sich ein Texteditor, in den man die obigen Inhalte einfügt und abspeichert. Nach einem Neustart treten die neuen Einstellungen in Kraft.

Weitere Parameter, die den Verbrauch senken sollen, lassen sich mit root-Rechten in die Datei /etc/default/grub eintragen. Hier fügt man die Parameter "pcie_aspm=force" und "i915.i915_enable_rc6=1" hinter "GRUB_CMDLINE_LINUX" ein. Damit diese Veränderung in Kraft tritt, muss man den Befehl "grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg" als root ausführen und neu starten.

=== Akku-Ladeschwellen setzen ===
Wie unter anderem im [http://www.thinkwiki.org/wiki/Tp_smapi ThinkWiki] beschrieben, lassen sich auch unter Fedora Akku-Ladeschwellen mit dem Kernel-Modul "tp_smapi" setzen.
Es gibt mehrere Möglickeiten TP Smapi zu installieren.

* Manuell kompilieren + installieren, muss bei jedem Kernelupdate wiederhollt werden, beschrieben im [http://www.thinkwiki.org/wiki/Tp_smapi#Installation_from_source ThinkWiki]
* Installation Kmod (kernel driver module) RPM-Paket, enthält schon ein vorkompiliertes Modul, muss bei jedem Kernelupdate manuell aktualisiert werden Pakete sind hier zu finden: http://endur.fedorapeople.org/downloads/
* Installation Akmod (ähnlich wie dkms) wird bei jedem Kernelupdate automatisch installiert. Um zunächst dieses Modul zu installieren lädt man sich am besten unter http://endur.fedorapeople.org/downloads/ zwei RPM-Pakete herunter: tp_smapi*.i686.rpm und akmod*.noarch.rpm, wobei man am besten eine Version wählen sollte, die die eigene Fedora-Version im Dateinamen trägt, bspw. "fc16" für Fedora 16.
* Installation TP Smapi DKMS RPM-Paket [http://dl.dropbox.com/u/78947835/RPM-GPG-KEY-kalibari RPM-GPG-KEY], enthält die original Sources mit DKMS Erweiterung, sollte bei jedem Kernelupdate automatisch gebaut werden

wget http://dl.dropbox.com/u/78947835/tp_smapi_dkms-0.41-3dkms.noarch.rpm
yum install dkms
chkconfig dkms_autoinstaller on
yum localinstall --nogpgcheck tp_smapi_dkms-0.41-3dkms.noarch.rpm
modprobe -v tp_smapi

=== Lüftersteuerung ===

Mithilfe des Programms ThinkFan kann man auch unter Fedora seinen Lüfter in Abhängigkeit der Temperatur steuern lassen.

* Ladet euch das passende rpm-Paket von dieser Website herunter: http://pkgs.org/download/thinkfan

* Installieren

* Im Terminal ''sudo gedit /etc/thinkfan.conf'' aufrufen

* Den kompletten Inhalt löschen und durch die folgenden ersetzen:

######################################################################
# thinkfan 0.7 example config file
# ================================
#
# ATTENTION: There is only very basic sanity checking on the configuration.
# That means you can set your temperature limits as insane as you like. You
# can do anything stupid, e.g. turn off your fan when your CPU reaches 70°C.
#
# That's why this program is called THINKfan: You gotta think for yourself.
#
######################################################################
#
# IBM/Lenovo Thinkpads (thinkpad_acpi, /proc/acpi/ibm)
# ====================================================
#
# IMPORTANT:
#
# To keep your HD from overheating, you have to specify a correction value for
# the sensor that has the HD's temperature. You need to do this because
# thinkfan uses only the highest temperature it can find in the system, and
# that'll most likely never be your HD, as most HDs are already out of spec
# when they reach 55 °C.
# Correction values are applied from left to right in the same order as the
# temperatures are read from the file.
#
# For example:
# sensor /proc/acpi/ibm/thermal (0, 0, 10)
# will add a fixed value of 10 °C the 3rd value read from that file. Check out
# http://www.thinkwiki.org/wiki/Thermal_Sensors to find out how much you may
# want to add to certain temperatures.
 
# Syntax:
# (LEVEL, LOW, HIGH)
# LEVEL is the fan level to use (0-7 with thinkpad_acpi)
# LOW is the temperature at which to step down to the previous level
# HIGH is the temperature at which to step up to the next level
# All numbers are integers.
#

# I use this on my T61p:
#sensor /proc/acpi/ibm/thermal (0, 10, 15, 2, 10, 5, 0, 3, 0, 3)

(0, 0, 55)
(1, 48, 60)
(2, 50, 61)
(3, 52, 63)
(4, 56, 65)
(5, 59, 66)
(7, 63, 32767)

* Rechner neustarten
* Temperatur mit cat /proc/acpi/ibm/thermal überwachen und testen ob ThinkFan funktioniert

[[Category:Linux]]
[[Category:Installation]]
[[Category:Fedora]]

Fedora Schnelleinstieg

2012-07-15T21:23:24Z

Dasvieh: /* Fedora-Versionen */

== Einleitung ==
Diese Anleitung soll als Schnelleinstieg zur Installation von Fedora auf ThinkPads dienen. Sie ist daher bewußt sehr knapp gehalten und verweist an zahlreichen Stellen zur Vertiefung auf das englische [http://www.thinkwiki.org/wiki/ThinkWiki ThinkWiki] und andere externe Quellen.

== Installation ==

=== Fedora-Versionen ===
Immer im Mai und November eines Jahres erscheint die jeweils neueste Fedora-Version (Release). Die Releases werden fortlaufend nummeriert, im Mai 2011 erschien Version 14, im November 2011 Version 15 und so weiter. Eine Fedora-Version wird von den Entwicklern immer nur bis ein Jahr nach dem Erscheinungsdatum mit Sicherheitsupdates unterstützt. Danach sollte man auf die neueste Version von Fedora Upgraden. Letzteres ist zwar auch ohne Neuinstallation möglich, eine Neuinstallation erspart einem aber manchmal unvermeidliche Kompatibilitätsprobleme beim Umstieg. Wer sich auf die ständigen Updates nicht einlassen will, sollte zu einem anderen Betriebssystem mit längeren Support-Zyklen greifen: etwa RHEL Derivate wie CentOS und Scientific Linux oder z.b. Debian und Ubuntu LTS-Versionen.

Bei der Erstinstallation von Fedora ist es manchmal klug, nicht die neueste erhältliche Version zu wählen, wenn diese erst vor weniger als einem Monat erschienen ist. Denn im ersten Monat nach dem Release weisen neue Fedora-Versionen manchmal den ein oder anderen ärgerlichen Bug auf. Wer im Gegenteil etwas experimentierfreudiger ist, kann natürlich sogar umgekehrt auch die neueste Beta- oder gar Alpha-Version installieren. Diese Versionen sind nicht stabil! Aber sobald die endgültige Release-Version erhältlich ist, verwandeln sich diese Vorabversionen automatisch und ohne Neuinstallation in Releases.

==== Desktops und Spins ====
Normalerweise wird Fedora mit dem Desktopmanager Gnome ausgeliefert. Andere Desktopmanager können beispielsweise über die Wahl eines anderen "Spins" von Fedora ausgewählt werden: http://spins.fedoraproject.org/de/, neben Gnome sind erhältlich: KDE, XFCE und LXDE. Die anderen Spins sind für spezielle Anwendungsumgebungen interessant.

Der Unterbau - d.h. Kernel, Treiber und Dienste - ist bei allen Spins völlig identisch. Die Spins mit XFCE und LXDE sind besonders geeignet für leistungsschwache, ältere ThinkPad-Hardware mit weniger als 512 MB RAM.

Hinweis: aufgrund des identischen Unterbaus ist für den Wechsel des Desktops keine Neuinstallation erforderlich. Man kann jederzeit weitere Umgebungen nachinstallieren bzw. wieder entfernen.

==== Architektur ====
Fedora ist in einer 32-Bit- ("i686") und einer 64-bit-Variante ("x86_64") erhältlich. Ohne Bedenken kann die 64-Bit-Variante gewählt werden, wenn man weiß, dass der eigene Prozessor damit kompatibel ist (alle neueren ThinkPads, z.B. i3, i5, i7 oder Core 2 Duo). Im Zweifel funktioniert immer die 32-Bit-Version.

=== Installationsmedien ===
Für die Installation lädt man sich die Live-CD (ca. 650 MB) oder Install-DVD (ca. 3,5 GB) des gewünschten Spins herunter (z.B. http://fedoraproject.org/de_CH/get-fedora-options#formats). Manchmal berichten User von kleineren Problemen bei der Installation von Live-CD. Man geht also auf Nummer sicher, wenn man die deutlich größere Install-DVD wählt.

Auf ThinkPads ohne optisches Laufwerk installiert man am einfachsten per USB-Stick. Dessen Erstellung aus einem heruntergeladenen ISO-Image wird speziell für Fedora [http://fedoraproject.org/wiki/How_to_create_and_use_Live_USB hier auf Englisch] beschrieben. Da diese Vorgehensweise für die meisten Linux-Distributionen gleich ist, funktioniert auch jede andere Anleitung, die man dazu über Google findet.

=== Basisinstallation ===
Seit Fedora 16 wird bei der Installation auf eine jungfräuliche Festplatte standardmäßig eine so genannte GUID Partition Table (GPT) angelegt. Manche Systeme kommen mit diesem ungewöhnlichen (da ziemlich fortschrittlichen) Format nicht zurecht. Bei der Installation parallel zu existierenden Betriebssystemen sollte es dagegen keine Probleme geben.

Sollte Fedora also nach der Installation nicht starten, weil das System angibt, es finde kein gültiges Betriebssystem auf der Festplatte, so muss man die Installation leider nochmal starten und dabei folgendes beachten: Im Bootmenü des Installationsmediums sollte dann der erste Eintrag bearbeitet werden (Taste "e"), indem man an die Zeile, die mit "Linux" beginnt, das Wort "nogpt" (mit einem einfachen Leerzeichen vom Rest getrennt) anhängt.

==== Gemeinsamer Datenzugriff Fedora - Windows ====
Die hier besprochenen Fedora-Versionen können von Haus aus problemlos lesend und schreibend auf NTFS-Partitionen zugreifen. Das Anlegen einer separaten Partition (FAT) für den Datenaustausch ist daher nicht unbedingt nötig.

Wichtig: es ist nicht möglich, die Benutzerdaten (/home) auf einer NTFS-Partition zu halten.

==== Administrators Group ====
Nach Abschluss des eigentlichen Installationsprozess startet das System neu. Nach diesem "Firstboot" öffnet sich zunächst erneut das Installationstool und bietet die Möglichkeit, einen oder mehrere Benutzer anzulegen. Falls es sich um einen Einzelplatzrechner handelt (ein System, dass nur von einer Person benutzt wird), ist es sehr nützlich, den eigenen Benutzer in die "Administratorgruppe" aufzunehmen. Nur dann funktioniert auch der Befehl "sudo", der in diesem wie in vielen anderen Linux-Tutorials benutzt wird. Ein Benutzer, der nicht zu dieser Gruppe (intern "wheel" genannt) gehört, kann trotzdem Befehle mit root-Rechten ausführen, indem er statt '''sudo BEFEHL''' den Befehl '''su -c 'BEFEHL'''' verwendet und anschließend das root-Passwort eingibt.

== Nach der Installation ==

=== Update des Systems ===
Vor allen weiteren Konfigurationsschritten sollte man entweder per ''"Aktivitäten → Anwendungen → Systemwerkzeuge → Software-Aktualisierungen"'' oder im Terminal mit
sudo yum -y update
alle verfügbaren Updates installieren und das System neu starten.

=== Flash-Plugin ===
Das Flash-Plugin kann man über das Repository von Adobe installieren. Dafür surft man auf die [http://get.adobe.com/de/flashplayer/ Adobe Flashplayer Webseite] und wählt "YUM für Linux (YUM)". Wenn man dann auf "Jetzt herunterladen" klickt, erhält man ein RPM-Paket, dass man auf dem Computer speichert und mit einem Doppelklick installiert. Die eigentliche Installation des Flash-Plugins geht dann über die Software-Verwaltung oder mit dem Befehl '''sudo yum -y install flash-plugin'''.

=== RPM-Fusion ===
Aus ideologischen und lizenzrechtlichen Gründen bietet Fedora offiziell keine Unterstützung für eine Reihe von Paketen, die unter anderen Betriebssystem ohne weiteres mitgeliefert werden. Dazu gehört Unterstützung für MP3s und die Wiedergabe kopiergeschützter DVDs. Die für MP3-Unterstützung nötigen Pakete können aus dem Repository [http://rpmfusion.org/ RPM Fusion] installiert werden. Um das Repository zum eigenen System hinzuzufügen, folgt man am besten der [http://rpmfusion.org/Configuration Beschreibung auf der offiziellen Webseite].

=== Media-Codecs (MP3 etc.) ===
Die wichtigsten Media-Codecs befinden sich in den Paketen
gstreamer-plugins-bad
gstreamer-plugins-bad-free
gstreamer-plugins-bad-nonfree
gstreamer-plugins-base
gstreamer-plugins-good
gstreamer-plugins-ugly
Damit das beliebte Audio-Bearbeitungstool '''Audacity''' mit MP3s umgehen kann, benötigt man das Paket "audacity-freeworld". Es sollte nicht (!) gleichzeitig das Paket "audacity" installiert sein.
Unterstützung für kopiergeschützte DVDs gibt es nur, wenn man das Paket "libdvdcss" aus dem Repository [http://rpm.livna.org/ livna] installiert.

=== Windows-Schriftarten ===
Auf Arial, Times New Roman usw. muss man natürlich auch unter Fedora nicht verzichten. Allerdings muss man die zugehörigen Schriftartendateien (z.B. Arial.ttf) aus einer existierenden Windows-Installation oder von einer Windows-Installations-CD beziehen, da sie kommerziellen Lizenzen unterliegen.

Man kopiert diese .ttf-Dateien in ein Verzeichnis in /usr/share/fonts, etwa so:
# in einer Root-Shell
mkdir /usr/share/fonts/mstruetype
cp *.ttf /usr/share/fonts/mstruetype
cd /usr/share/fonts/mstruetype
mkfontdir
mkfontscale
fc-cache -f

===DPI===
====System DPI====
Ob der X-Server die richtige DPI für das Display erkannt hat, läßt sich mit folgendem Befehl prüfen:
xdpyinfo | grep -B2 resolution
Bei einem T60 mit UXGA IPS-Panel sieht es so aus:
[test@localhost ~]$ xdpyinfo | grep -B2 resolution
screen #0:
dimensions: 1600x1200 pixels (305x229 millimeters)
resolution: 133x133 dots per inch
[test@localhost ~]$
Wenn die DPI oder die Panel-Ausmaße nicht richtig erkannt worden sind, muss folgende Datei mit diesem Inhalt erstellt werden(root erforderlich): '''/etc/X11/xorg.conf.d/90-monitor.conf'''
''(DisplaySize oder DPI muss entsprechend dem jeweiligen Gerät angepasst werden)''
Section "Device"
Identifier "foobar"
# Using the name of the output defined by the video driver plus the identifier of a
# monitor section, one associates a monitor section with an output by adding an
# option to the Device section in the following format:
# Option "Monitor-outputname" "monitor ID"
Option "monitor-VGA-0" "vga"
Option "monitor-LVDS" "panel"
Option "monitor-DVI-0" "dvi"
EndSection
Section "Monitor"
Identifier "panel"
DisplaySize 305 229 # In millimeters, specs for HV150UX1-101 304.8(H) x 228.6(V)
EndSection
Section "Monitor"
Identifier "vga"
DPI 96x96
EndSection
Section "Screen"
Identifier "Default Screen"
Monitor "panel"
EndSection

====Font DPI====
=====Firefox=====
Firefox weigert sich beharrlich eine andere DPI zu benutzen als 96. Abhilfe schaft es in about:config den Parameter '''layout.css.devPixelsPerPx''' neu zu setzen.
Das Schema ist: system's DPI/96. Beispiel: 133dpi / 96dpi = 1.385416667 ('''Wichtig:''' Bei deutscher locale wird aus dem "." im Beispiel ein "," z.B. 1,385416667)

=====LibreOffice=====
LibreOffice kann die DPI nicht richtig erkennen. Als Test einfach Writer öffnen und als Format A4 auswählen. Anschließend die Anzeige/Zoom auf 100% stellen und mit einem A4-Blatt überprüfen.

Ändern läßt sich dies durch das Erstellen der Datei '''~/.Xresources''' mit dem Inhalt: (''DPI muss an das Gerät angepasst werden.'' '''WARNUNG: Das UserInterface sieht dann reichlich komisch aus!''')
! Xft settings ---------------------------------------------------------------
Xft.dpi: 133
Xft.antialias: true
Xft.rgba: rgb
Xft.hinting: true
Xft.hintstyle: hintsmedium

===Tipps und Tricks===
====Alte Kernel entfernen (Anzahl=x):====
package-cleanup --oldkernels --count=x

====Alte Pakete im Cache behalten:====
sed -i s/keepcache=0/keepcache=1/g /etc/yum.conf

====Trim Support für SSD Laufwerke und LUKS Verschlüsselung (ab Fedora 17):====
Achtung, bitte vor Aktivierung weitere Details und Sicherheitsbedenken lesen:
http://asalor.blogspot.com/2011/08/trim-dm-crypt-problems.html

Man fügt in die Datei /etc/crypttab am Ende jeder Zeile ein allow-discards hinzu. Beispiel:
nano /etc/crypttab
luks-12345678-1234-1234-1234-12345678 UUID=12345678-1234-1234-1234-12345678 none allow-discards

anschliessend initramfs neu bauen mit:
dracut -f -v

====Screencast Recording start/stop unter Gnome 3:====
[STRG]+[Alt]+[Shift]+[R]

== SELinux ==

Im Vergleich zu Ubuntu oder Suse Linux die Apparmor verwenden um das Linux Security Module Framework zu nutzen, verwendet Red Hat/Fedora wie auch z.B. Debian SELinux. Red Hat ist maßgeblich an der Entwicklung von SELinux beteiligt und stellt dafür auch zwei Entwickler bereit. Der Großteil der Entwicklung findet im Kernel statt. SELinux ist im Vergleich zu Apparmor wesentlich komplexer aber dafür flexibler und mächtiger. In der Standardinstallation von Fedora ist SELinux schon per default aktiv. Dadurch bekommen die Entwickler wesentlich mehr Feedback und in neueren Fedora Releases bekommt der Benutzer mittlerweile selten mit, dass SELinux überhaupt läuft.

Es stehen in SELinux insgesamt 3 Modes zur Verfügung die über die Datei '''/etc/selinux/config''' konfiguriert werden können:
* enforcing - SELinux ist aktiv, der Zugriff wird über die Policies gesteuert
* disabled - SELinux ist deaktiviert, nicht empfohlen da damit auch das Relabeling abgeschalten wird
* permissive - SElinux ist aktiv aber unerlaubter Zugriff wird nur geloggt und nicht blockiert

Mittels '''setenforce Permissive''' bzw. '''setenforce Enforcing''' kann man auch temporär zwischen den Modes hin- und herschalten.
Die Zugriffskontrolle durch SELinux greift erst nach den herkömmlichen Linux/Unix-Kontrollen. Wird dort ein Vorgang auf Grund von fehlenden Berechtigungen nicht gestattet, wird SELinux erst gar nicht konsultiert. Fedora verwendet per default eine Target Policy, dass heisst es wird nur das eingeschränkt, wo auch ein Policy-Modul definiert wurde. Die Policy beschreibt, welche Prozesse/Programme worauf zugreifen dürfen.

Die einzelnen Policy-Module kann man sich über '''semodule --list''' anzeigen lassen. Um Selinux benutzerfreundlicher zu gestalten, wurden Booleans "einfache Schalter" eingeführt um verschiedene Features an bzw. abzuschalten. '''getsebool -a''' zeigt eine Übersicht an.

Möchte man zum Beispiel verhindern, dass Prozesse auf den Speicherbereich anderer Prozesses zugreifen dürfen, kann man dies mit deny_ptrace wie folgt ändern:

Temporär:
getsebool -a | grep ptrace
deny_ptrace --> off
togglesebool deny_ptrace
deny_ptrace: active
Dauerhaft:
setsebool -P deny_ptrace 1

SELinux bietet auch eine Sandbox Funktion. Damit kann man verschiedene Anwendungen in einer gesichteren Umgebung öffnen.
Beispiel für Firefox mit Webzugriff, aktuellem Profil und einer Auflösung von 1024x800:
sandbox -X -t sandbox_web_t -W metacity -i /home/$USER/.mozilla -w 1024x800 firefox
Beispiel für Evince:
sandbox -X evince ~/Dokument.pdf

== ThinkPad ==

=== Trackpoint ===
Scrollen mit der mittleren Taste des Trackpoints erreicht man durch anlegen der Datei /etc/X11/xorg.conf.d/20-trackpoint.conf mit dem Inhalt
Section "InputClass"
Identifier "Trackpoint"
MatchProduct "TrackPoint|DualPoint Stick"
MatchDevicePath "/dev/input/event*"
Option "EmulateWheel" "true"
Option "EmulateWheelButton" "2"
Option "EmulateWheelTimeout" "200"
Option "YAxisMapping" "4 5" # vertikales Scrollen
Option "XAxisMapping" "6 7" # horizontales Scrollen
EndSection
gefolgt von einer erneuten Benutzeranmeldung. Hierfür sind root-Rechte erforderlich.

=== Touchpad deaktivieren ===
Man nimmt unter ''"gnome-session-properties"'' (im Terminal oder Alt+F2) einen neuen Eintrag mit dem Kommando
gsettings set org.gnome.settings-daemon.peripherals.touchpad touchpad-enabled false
auf. Künftig wird bei der Benutzeranmeldung das Touchpad ausgeschaltet.

=== Sondertasten ===
==== Fn-Tastenkombinationen ====
Die Fn-Tastenkombinationen sollten im Wesentlichen direkt nach der Installation funktionieren. Manche Fn-Tastenkombis haben Windows-spezifische Funktionen. Um diesen eine Funktion zuzuweisen, öffnet man am einfachsten die "Systemeinstellungen" (in der Gnome Shell im Benutzermenü oben rechts) und bearbeitet die Einstellungen unter Tastatur → Tastaturkürzel.

Sollten die FN-Tasten nicht richtig arbeiten, kann dies an einem fiesen Bug in Fedora 16 liegen. Lösung(root erforderlich):
yum reinstall bash

==== Mikrofon-Stumm-Taste ohne Funktion ====
Seit Fedora 16, also seit Linux Kernel 3.0, funktioniert die Sondertaste, mit der man das interne Mikrofon auf stumm stellt, nicht mehr. Das heißt, es gibt keine einfache Möglichkeit, eine Funktion auf der grafischen Oberfläche zuzuweisen. Es gibt allerdings ein Workaround für dieses Problem: http://www.fedoraforum.de/viewtopic.php?p=123046&sid=e20bf29430a31df2bc2a304c3c1bf3d3#p123046

=== Webcam ===
Eine Übersicht der verschiedenen Thinkpad Modelle und der verbauten Webcam findet man hier: [http://www.thinkwiki.org/wiki/Integrated_camera Thinkwiki Webcam] 
Bei Thinkpads mit UVC camera kann einfach das Modul "uvcvideo" geladen werden:
modprobe -v uvcvideo
dauerhaft mit:
touch /etc/modules-load.d/uvcvideo.conf
echo uvcvideo > /etc/modules-load.d/uvcvideo.conf

=== UMTS / WWAN ===
Fedora unterstützt per [http://wiki.ubuntuusers.de/NetworkManager Network Manager] nahezu alle internen Karten ohne weitere Installation bzw. Konfiguration. Ausnahmen sind derzeit:
* [[Qualcomm_Gobi_2000_unter_Linux_installieren|Qualcomm Gobi 2000]] - verbaut im X201, X100e, T410(s)/510, L412/512
* [http://www.thinkwiki.org/index.php?title=Qualcomm_Gobi_3000 Qualcomm Gobi 3000] - verbaut in den Modellen X220, T420/520, W520: noch keine Anleitung verfügbar

==== Gobi 2000 ====
Zuerst wird das Verzeichnis /lib/firmware/gobi erstellt. Anschliessend muss die richtige Firmware (Dateien: amss.mbn, apps.mbn, UQCN.mbn) in das Verzeichnis kopiert werden, siehe [[Qualcomm_Gobi_2000_unter_Linux_installieren#Firmware_installieren|Qualcomm Gobi 2000 Firmware installieren ]]. Danach ein chmod 755 -R /lib/firmware/gobi.

Jetzt kann der Gobi-Loader installiert werden:
yum install gcc rpmdevtools
wget http://www.codon.org.uk/~mjg59/tmp/gobi/gobi_loader-0.7-1.src.rpm
rpmbuild --rebuild gobi_loader-0.7-1.src.rpm
cd /home/$USER/rpmbuild/RPMS/*/
yum localinstall --nogpgcheck gobi_loader-0.7-1.*.rpm

Nach einem Reboot sollte der Treiber geladen sein
lsusb | grep Qualcomm
Bus 002 Device 003: ID 05c6:9204 Qualcomm, Inc. # Treiber nicht geladen
Bus 002 Device 003: ID 05c6:9205 Qualcomm, Inc. # Treiber geladen

Jetzt kann man die UMTS-Verbindung im Networkmanager einrichten. 
Probleme: einige User berichten von unregelmäßigen Abbrüchen. Es scheint sich hierbei um einen Upstream Bug zu handeln.
dmesg | grep disconnect
[ 2783.137788] usb 2-1.4: USB disconnect, device number 3
[ 2783.138370] qcserial ttyUSB0: Qualcomm USB modem converter now disconnected from ttyUSB0

Lösung: unbekannt

=== Fingerprint ===
Leider ist die Treiberunterstützung unter Linux lückenhaft (alle Einzelheiten im [http://www.thinkwiki.org/wiki/Integrated_Fingerprint_Reader thinkwiki]), daher unterstützen die existierenden Softwareprojekte viele - aber keineswegs alle - verbauten Leser. Zur eindeutigen Identifikation der Leser ist die unten angegebene USB-ID zweckmäßig, die man mit dem Befehl
lsusb
ermitteln kann.

==== Nicht unterstützte Modelle ====
Für den in den ThinkPads R400/500, T400/500, W500/W700(ds), X200(s/t), X301 verbauten Leser gibt es keinen Linux-Treiber:
* 08ff:2810 - Authentec AES2810

=== WLAN LED blinken ändern ===

Die Wlan LED blinkt standardmäßig bei Aktivität. Dies kann man durch erstellen der Datei '''/etc/modprobe.d/iwlegacy.conf''' mit folgendem Inhalt ändern(root erforderlich):
#no blinking LED for wlan
options iwlegacy led_mode=1

== Strom sparen ==
Wie unter allen Linux-Distributionen kann man unter Fedora den Stromverbrauch senken, indem man ein paar Befehle beim Starten des Systems ausführen lässt. Dazu legt man mit root-Rechten die Datei /etc/rc.d/rc.local mit folgendem Inhalt an:
#!/bin/sh

# Enable WLAN power management
if [ "x" != "x$(iwconfig | grep wlan0)" ]
then
iwconfig wlan0 power on
fi

# Soundchip geht 1 Sek. nach Benutzung vom Netz
echo 1 > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save

# CPU im Sparmodus
for pool in mc smp smt; do
sdev="/sys/devices/system/cpu/sched_${pool}_power_savings"
[ -w $sdev ] && echo 1 > $sdev
done

# USB autosuspend
for i in /sys/bus/usb/devices/*/power; do
if [ -f $i/control ]; then
echo "auto" > $i/control
echo "2" > $i/autosuspend
if
done

# Hinweis: für die nachfolgenden Kommandos muss das Paket rfkill installiert sein
# Bluetooth aus
rfkill block bluetooth
# WLAN aus
rfkill block wifi
# WWAN aus
rfkill block wwan

exit 0
Um die Datei anzulegen, kann man beispielsweise folgende Befehle mit root-Rechten ausführen:
# touch /etc/rc.d/rc.local
# chmod a+x /etc/rc.d/rc.local
# gedit /etc/rc.d/rc.local
Dann öffnet sich ein Texteditor, in den man die obigen Inhalte einfügt und abspeichert. Nach einem Neustart treten die neuen Einstellungen in Kraft.

Weitere Parameter, die den Verbrauch senken sollen, lassen sich mit root-Rechten in die Datei /etc/default/grub eintragen. Hier fügt man die Parameter "pcie_aspm=force" und "i915.i915_enable_rc6=1" hinter "GRUB_CMDLINE_LINUX" ein. Damit diese Veränderung in Kraft tritt, muss man den Befehl "grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg" als root ausführen und neu starten.

=== Akku-Ladeschwellen setzen ===
Wie unter anderem im [http://www.thinkwiki.org/wiki/Tp_smapi ThinkWiki] beschrieben, lassen sich auch unter Fedora Akku-Ladeschwellen mit dem Kernel-Modul "tp_smapi" setzen.
Es gibt mehrere Möglickeiten TP Smapi zu installieren.

* Manuell kompilieren + installieren, muss bei jedem Kernelupdate wiederhollt werden, beschrieben im [http://www.thinkwiki.org/wiki/Tp_smapi#Installation_from_source ThinkWiki]
* Installation Kmod (kernel driver module) RPM-Paket, enthält schon ein vorkompiliertes Modul, muss bei jedem Kernelupdate manuell aktualisiert werden Pakete sind hier zu finden: http://endur.fedorapeople.org/downloads/
* Installation Akmod (ähnlich wie dkms) wird bei jedem Kernelupdate automatisch installiert. Um zunächst dieses Modul zu installieren lädt man sich am besten unter http://endur.fedorapeople.org/downloads/ zwei RPM-Pakete herunter: tp_smapi*.i686.rpm und akmod*.noarch.rpm, wobei man am besten eine Version wählen sollte, die die eigene Fedora-Version im Dateinamen trägt, bspw. "fc16" für Fedora 16.
* Installation TP Smapi DKMS RPM-Paket [http://dl.dropbox.com/u/78947835/RPM-GPG-KEY-kalibari RPM-GPG-KEY], enthält die original Sources mit DKMS Erweiterung, sollte bei jedem Kernelupdate automatisch gebaut werden

wget http://dl.dropbox.com/u/78947835/tp_smapi_dkms-0.41-3dkms.noarch.rpm
yum install dkms
chkconfig dkms_autoinstaller on
yum localinstall --nogpgcheck tp_smapi_dkms-0.41-3dkms.noarch.rpm
modprobe -v tp_smapi

=== Lüftersteuerung ===

Mithilfe des Programms ThinkFan kann man auch unter Fedora seinen Lüfter in Abhängigkeit der Temperatur steuern lassen.

* Ladet euch das passende rpm-Paket von dieser Website herunter: http://pkgs.org/download/thinkfan

* Installieren

* Im Terminal ''sudo gedit /etc/thinkfan.conf'' aufrufen

* Den kompletten Inhalt löschen und durch die folgenden ersetzen:

######################################################################
# thinkfan 0.7 example config file
# ================================
#
# ATTENTION: There is only very basic sanity checking on the configuration.
# That means you can set your temperature limits as insane as you like. You
# can do anything stupid, e.g. turn off your fan when your CPU reaches 70°C.
#
# That's why this program is called THINKfan: You gotta think for yourself.
#
######################################################################
#
# IBM/Lenovo Thinkpads (thinkpad_acpi, /proc/acpi/ibm)
# ====================================================
#
# IMPORTANT:
#
# To keep your HD from overheating, you have to specify a correction value for
# the sensor that has the HD's temperature. You need to do this because
# thinkfan uses only the highest temperature it can find in the system, and
# that'll most likely never be your HD, as most HDs are already out of spec
# when they reach 55 °C.
# Correction values are applied from left to right in the same order as the
# temperatures are read from the file.
#
# For example:
# sensor /proc/acpi/ibm/thermal (0, 0, 10)
# will add a fixed value of 10 °C the 3rd value read from that file. Check out
# http://www.thinkwiki.org/wiki/Thermal_Sensors to find out how much you may
# want to add to certain temperatures.
 
# Syntax:
# (LEVEL, LOW, HIGH)
# LEVEL is the fan level to use (0-7 with thinkpad_acpi)
# LOW is the temperature at which to step down to the previous level
# HIGH is the temperature at which to step up to the next level
# All numbers are integers.
#

# I use this on my T61p:
#sensor /proc/acpi/ibm/thermal (0, 10, 15, 2, 10, 5, 0, 3, 0, 3)

(0, 0, 55)
(1, 48, 60)
(2, 50, 61)
(3, 52, 63)
(4, 56, 65)
(5, 59, 66)
(7, 63, 32767)

* Rechner neustarten
* Temperatur mit cat /proc/acpi/ibm/thermal überwachen und testen ob ThinkFan funktioniert

[[Category:Linux]]
[[Category:Installation]]
[[Category:Fedora]]

Linux Stromsparen

2008-09-30T19:36:13Z

Dasvieh: /* Einfluss der CPU-States auf den Stromverbrauch */

Diese Seite diskutiert Maßnahmen zum Strom sparen unter Linux. Es werden aber auch einige generelle Faktoren erörtert, die den Stromverbrauch beeinflussen, so dass dieser Beitrag auch für Windows-Nutzer interessant sein dürfte.

== Stromverbrauch Linux im Vergleich zu Windows ==

Linux lag bezüglich des Stromverbrauchs lange Zeit abgeschlagen hinter Windows. Daher war Linux auf Notebooks nicht besonders verbreitet. Diese Situation hat sich seit stromsparenden Änderungen am Linux-Kernel umgekehrt (insbesondere durch [http://www.lesswatts.org/projects/tickless/ Dynticks] seit Kernel 2.6.21 vom April 2007). Dank optimierter Kernel-Interrupts und verbesserter Übergänge der P- und C-States konnte die Stromaufnahme der CPU unter Linux deutlich reduziert werden, siehe [http://www.lesswatts.org/results/mobile/ Grafik] von [http://www.lesswatts.org lesswatts.org], der Intel-Seite zum Stromsparen unter Linux.

Aber die CPU macht nur einen kleinen Anteil des Gesamtstromverbrauchs aus. So entfallen etwa auf Grafikkarte und Display oft mehr als die Hälfte des Stromverbrauchs des Gesamtsystems. Und ohne aktivierte Stromsparmechanismen verpulvert die WLAN-Schnittstelle unnötig Leistung. Der Stromverbrauch hängt also stark von der spezifischen Hardware und den Treibern ab.

Für ältere Hardware sind stromeffiziente Treiber oft nur für Windows vorhanden. Auf einem [[T40]] beispielsweise hat man schlechte Chancen, den Stromverbrauch mit Linux auf die Verbrauchswerte von Windows zu drücken. Für die neueren Modelle sind die Linux-Treiber aber recht stromsparoptimiert. Hier hat Linux in den letzten Monaten enorm aufgeholt. Die integrierte Intel-Grafik oder auch die gängigen Grafikkarten von ATI und NVIDIA werden ab der Generation des ThinkPad T43 gut unterstützt.

Da Linux durch das effektivere Paketmanagement (bessere Wiederverwendung von Software-Teilen) weniger Speicher benötigt und auch die CPU geringer belastet, liegt der Verbrauch von Linux etwas unter dem von Windows. Zudem eröffnet Linux mehr Möglichkeiten zum Stromsparen: Abschalten der Fesplatte, des DVD-Laufwerks und USB sowie optimieren der CPU-Wakeups gestaltet sich unter Windows deutlich schwieriger. Dank [http://www.lesswatts.org/projects/powertop/ PowerTOP], einem Tool von Intel, das die Hauptverbaucher identifiziert, wird unter Linux auch stärker auf die Stromsparoptimierung von Anwendungen geachtet. Als Daumenregel gilt daher, dass man unter Linux mit einem etwa ''10% niedrigeren Stromverbrauch im Vergleich zu Windows'' rechnen kann.

Allerdings erreichen beide Betriebssysteme ihr Stromsparpotenzial nicht out-of-the-box, stattdessen bedarf es einiger optimierender Einstellungen. Unter Linux sind dazu nachfolgende Tipps zu berücksichtigen (für Windows siehe [[Vista Stromverbrauch senken]]).

== Einfluss der CPU-States auf den Stromverbrauch ==

[[Bild:Powertop_Screenshot.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot unter einem frisch installierten Xubuntu Hardy auf einem x61t. Wie man sieht, verbringt die CPU zu viel Zeit in C2 statt in C3/C4. Durch das transparente Remapping werden C4-States als C3-States angezeigt.]]

[[Bild:PowerTOP_Screenshot_nx8220.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot auf einem HP nx8220, der anders als ThinkPads kein C4-BIOS-Remapping macht. Dadurch werden C4-States separat angezeigt.]]

Maßgeblich für den Stromverbrauch des Prozessors ist der Zeitanteil, den er in den unterschiedlichen Zuständen verbringt. Es gibt die P-States, in denen der Prozessor läuft, diese States unterscheiden sich durch unterschiedliche Taktung. Im höchsten Takt steigt der Verbraucht des Prozessors in den Bereich der spezifizierten [http://de.wikipedia.org/wiki/Thermal_Design_Power Thermal Design Power] (TDP), für einen Mobile Core-2-Duo liegt die TDP beispielsweise bei 35 Watt. In der Praxis liegt die Stromaufnahme des Prozessors aber meist deutlich unter dieser Maximalangabe.

Entscheidende Einsparungen beim Stromverbrauch erreichen die C-States Deep Sleep (C3) und Deeper Sleep (C4). Hier ist der Prozessor untätig und es werden bestimmte Bereiche der CPU abgeschaltet. Im Prinzip sollte der Prozessor bei Untätigkeit immer in den tiefsten C-State schalten, also in C4. Im C4-State werden die CPU-Kerne, die Level-1 Caches und auch der Level-2 Cache abgeschaltet und die Versorgungsspannung reduziert, so dass der Stromverbrauch der CPU unter 2 Watt geht. Da die Aufwachphase in tieferen Sleep-States mehr Zeit benötigt als in den höheren, benötigt die CPU folglich mehr Ruhezeit um in die tiefen Zustände eintreten zu können. Wenn die CPU also zu oft durch Arbeitsanforderungen unterbrochen wird, erreicht sie demzufolge nur die höheren Sleep-Zustände C1 bzw. C2 die weniger Bereiche der CPU von der Stromzufuhr abkoppeln und demzufolge nur geringe Einsparungen bringen. Um den Stromverbrauch der CPU zu minimieren gilt es daher, die Ursache für CPU-Wakeups aufzuspüren. Hierzu hat Intel ein Tool entwickelt: PowerTOP. Dies ermittel die Zeitanteile der CPU in den aktiven P-States und in den stromsparenden C-Sleep-States und zeigt an, welche Prozesse die CPU durch Wakeup-Interrupts aus den C-Sleep-States aufwecken.

== Stromsparen durch Deeper Sleep C4 ==

Im Office- und Surf-Betrieb wird eine moderne CPU kaum ausgelastet und verbringt über 95% im C4-Sleep-State.

Abhängig vom BIOS lässt sich der C4-State "Deeper Sleep" für den Akkubetrieb aktivieren bzw. deaktivieren. Bei ThinkPads macht das BIOS ein "transparentes Remapping" des C4-State auf den C3-State, d.h. PowerTOP sieht dann den C4-State nicht, obwohl dieser aktiviert wird. Stattdessen werden die C4-States mit bei den C3-States zusammengefasst. Leider lässt sich durch dieses transparente Remapping nicht feststellen, ob der besonders stromsparende C4-State sauber läuft bzw. zu welchem Zeitanteil er erreicht wird. Nur das typische [[Geräuschentwicklung_reduzieren#C4-Fiepen|C4-Fiepen]] liefert dann einen Hinweis. Aktivieren des C4-States bringt jedenfalls etwa 1,5 Watt Einsparungen beim Stromverbrauch.

== Einfluss der Core-Spannung ==

Die Leistungsaufnahme hängt linear vom Takt und quadratisch von der Spannung ab. Die Absenkung der Core-Spannung - Undervolting - ist demnach je nach CPU unterschiedlich effektiv.

Bei aktuellen CPU's bringt Undervolting vornehmlich Einsparungn bei hoher Last, da diese ansonsten so viel Zeit wie möglich in den C-States verbringen, wodurch die P-States (welche durch Undervolten mit niedrigerer Spannung betrieben werden) nur noch vernachlässigbaren Einfluss auf den Stromvebrauch haben. In den C3/C4-Sleep-States schaltet die CPU Teile komplett ab, wodurch auch ohne explizites Undervolting weniger Spannung gebraucht wird. Wird die CPU aufgeweckt, geht sie kurz auf Maximaltakt, erledigt die Aufgabe und fällt zurück in den Sleepstate. Je nachdem wie weit sich für eine konkrete CPU die Kernspannung reduzieren läßt, reduziert sich entsprechend auch die Stromaufnahme der P-States - dies bewegt sich etwa in der Größenordnung von 10-20%. Die Gesamteinsparung errechnet sich dann durch Multiplikation mit dem Anteil des P-States.

Beispiel: arbeitet eine CPU 33% Zeitanteil in P-States, reduziert sich die Leistungsaufnahme um insgesamt etwa 5%, wenn man von rund 15% Verringerung der Leistungsaufnahme im den P-States selber durch Undervolting ausgehen kann.
Zu beachten ist hier jedoch noch, dass die minimal mögliche Spannung bei niedrigen P-States geringer vom Originalwert abweicht als bei höheren.

Bei älteren CPU's ohne C-States sind die P-States die primären Sparfunktionen, wodurch Undervolting hier auch im Niedriglastbereich durchaus 10-15% reduzierte Stromaufnahme erreichen kann (nur bei Centrinos der ersten Generationen, seit Dual Core wurden Sperren eingebaut für niedrigste Spannungen).

Interessanter Weise unterscheiden sich normale T- und Low Voltage-CPUs von Intel gar nicht, siehe [[Vista_Stromverbrauch_senken#Undervolting|Intel Low Voltage-Skandal]].

== CPU-Wakeups optimieren ==

Die meisten Wakeups gehen auf Kosten des TouchPads bzw. des Trackpoints, bis zu 400 Interrupts sind hier normal. Ansonsten sollte die Zahl der Wakeups pro Sekunde bei unter 50 liegen. Instant-Messenger wie Skype sorgen dabei für circa 20 Wakeups/s, WLAN, ACPI und animierte Taskbar-Icons sind weitere Aufwecker. Stromschlucker die oft übersehen werden sind auch Webseiten mit Java, Flash oder Ajax. Ein nackter Desktop läuft mit unter 20 Wakeups/s. Hierbei unterscheiden sich Gnome, KDE oder XFCE übrigens kaum.

Neu seit Kernel 2.6.24 gibt es zudem "Rescheduling Interrupts" auf Mehrkern-CPUs. Hierbei wird die Verarbeitung der Wakeup-Interrupts auf die Kerne verteilt, so dass die CPU insgesamt trotzdem länger in den Sleep-Zuständen verweilen kann. Dieses [http://www.irqbalance.org/ Power Aware IRQ Balancing] ist im 2.6.24er-Kernel allerdings noch nicht ganz ausgereift. Der Kernel 2.6.25 produziert deutlich weniger Rescheduling Interrupts.

== USB Autosuspend ==

USB ist ein Polling-basierter Bus, d.h. die CPU muss ständig aufwachen, um auf dem Bus nach Daten zu schauen, selbst wenn dort gar nichts passiert. Dies verhindert auch im Leerlauf, dass die CPU ordentlich in C3/C4-Sleep wechseln kann. Hierzu kann man USB auf Autosuspend stellen, d.h. wenn keine USB-Geräte angeschlossen sind bzw. keine Daten anliegen, können die USB-Chipsätze in einen Stromsparmodus schalten bzw. die Polling-Rate kann reduziert werden. Da viele ältere Geräte (z.B. Drucker, Scanner und auch einige Kameras gehen dann nach wenigen Sekunden Untätigkeit aus) hiermit Probleme haben, ist USB-Autosuspend bei manchen Distributionen per default deaktiviert. Neuere Geräte funktionieren damit aber problemlos und man kann USB-Autosuspend getrost aktivieren. Hot-Pluging, also das Einstecken von USB-Geräten im laufenden Betrieb mit automatischer Erkennung, funktioniert dabei trotzdem. Mit:
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/level
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend
kann man die USB-Konfiguration abfragen (korrekte Ausgabe ist "auto" bzw. Zeit bis Autosuspend aktiviert wird).

PowerTOP macht hier leider falsche Angaben (Versionen 1.8 und 1.9). Zum einen sind die Stromspar-Vorschläge zu USB nur relevant, wenn USB-Treiber im Kernel integriert sind, aber nicht, wenn sie wie in Ubuntu als Kernel-Module konfiguriert sind (CONFIG_USB=m). Zum anderen beruht die Erkennung auf der Abfrage autosuspend=0, was aber ab Kernel 2.6.22 lediglich bedeutet, dass 0 Sekunden bis zum Autosuspend gewartet wird (vorher bedeutete es, dass Autosuspend abgeschaltet ist, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/powertop/+bug/136549 Bugreport]). Folgende ansonsten oft vorgeschlagene Methode hat daher keinen Effekt:
for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
bzw.
for i in /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend; do echo 1 > $i; done

Jedenfalls ist in Ubuntu Hardy usbcore als Modul konfiguriert und per default ist autosuspend bereits aktiviert.

Bei anderen Distributionen ist ggf. das usbcore Module auf Autosuspend zu stellen, am besten über Module-Optionen in /etc/modprobe.d/options (Debian/Ubuntu):
options usbcore autosuspend=1

Folgende ebenfalls oft vorgeschlagene Alternative funktioniert nur, wenn Autosuspend bei der Compilierung des Kernels aktiviert wurde (in Ubuntu Gutsy und Hardy ist dies ''nicht'' der Fall):
Bootoption "usbcore autosuspend=1" an die Kernel-Kommandozeile oder in der GRUB Konfiguration

Dennoch verbringt die CPU bei einer Out-of-th-Box Installation von Ubuntu Hardy etwa die Hälfte der Zeit in C2-Sleep, statt in C3/C4 zu gehen. Ursache ist ein Fehler im USB 1.1 Modul (uhci_hcd), das permanent Busmaster-Zugriff (DMA) erzeugt, selbst ohne angeschlossene USB-Geräte. Dies verhindert, dass die CPU in tiefere Schlafzustände gelangt (im DMA-Betrieb musst die CPU die Cache-Kohärenz mit dem RAM gewährleisten und kann daher nicht schlafen). Entladen des USB-Moduls sorgt dafür, das die CPU nicht mehr am Schlafen gehindert wird:
rmmod uhci_hcd
Der Anteil von C1 und C2 sollte damit auf 0% fallen und der Anteil an C3/C4-Sleep sollte im Niedriglastbereich dann über 95% liegen, was etwa 1-2 Watt reduzierten Strombedarf bringt.
Bei Bedarf lässt sich das USB-Modul wieder laden (wird für USB 1.1-Geräte benötigt, USB 2.0-Geräte laufen auch ohne dieses Modul):
modprobe uhci_hcd

Leider sind sowohl der Fingerprint Reader als auch Bluetooth über USB 1.1 angebunden und lassen sich ohne das Modul uhci_hcd nicht nutzen. Um beides zu kriegen - niedrigen Stromverbauch und trozdem funktionierenden Fingerprint Reader - müsste das Modul per Script jeweils temporär geladen bzw. wieder entladen werden. Gleiches gilt für die Nutzung der Bluetooth Schnittstelle oder anderer USB 1.1 Geräte.

Nach langer Suche ist '''endlich hierfür die Lösung''' bekannt:

USB autosuspend funktioniert nur korrekt, wenn die Treiber im Kernel integriert sind. Bei den Distributionen, bei denen dies nicht der Fall ist (z.B. Ubuntu Hardy) muss man also den Kernel mit den entsprechenden Modulen compilieren (Anleitung dazu siehe [[Kernel compilieren]]). Dann kann man den Fingerprint Reader und auch Bluetooth nutzen und die CPU kann gleichzeitig dennoch in die stromsparenden C3/C4-States wechseln. Auch das autmatische Abschalten von USB bei Nichtbenutzung funktioniert dann.

Im Kernel von Ubuntu Intrepid Ibex wurde die nun geändert, so dass USB autosuspend out-of-the-box funktioniert.

== Grafikkarten ==

Integrierte Intel-Grafikkarten und NVIDIA Grafikkarten werden i.d.R. bei der Installation von Ubuntu Hardy automatisch erkannt und die Stromsparfunktionen aktiviert. Bei ATI-Karten muss man hierzu unter System/Hardware Treiber den "Beschleunigten Grafik-Treiber von ATI" aktivieren und rebooten. Abfragen des Modus mit:
aticonfig --lsp
Aktivieren der Stromsparfunktion bringt etwa 3 Watt:
aticonfig --set-powerstate=1
Für Modelle mit Nvidia Grafik sollte man in der /etc/X11/xorg.conf in der Section "Device" Folgendes hinzufügen, damit werden die von dem Grafikchip ausgehenden Wakeups im einfachen 2D Betrieb nahezu vollständig eliminiert.
Option "OnDemandVBlankInterrupts" "true"

siehe auch:
* http://wiki.ubuntuusers.de/Strom_sparen
* http://wiki.cchtml.com/index.php/Ubuntu_Hardy_Installation_Guide

== Festplatte abschalten ==

Festplatte mit Laptop Mode kontrollieren und zum Stromsparen abschalten (wird bei Office-Arbeiten oder zum Web-Surfen nicht benötigt):
* Festplatte dazu auf maximales Stromsparen stellen (hdparm -B 1)
* Dirty Writeback Time des RAM-Caches für die Festplatte hochsetzen, z.B. auf 30 Minuten (Default ist 5 Sekunden), das sind 180000 Centisecs
* die Spindown on idle Zeit, also wie lange die Platte untätig bleibt, bevor sie abschaltet, entsprechend runter setzen, z.B. auf 1 Sekunde (mehr ist nicht nötig)
* Zusätzlich sind einige Log-Zugriffe abzuschalten syslog, noatime (siehe Doku zu Laptop Mode Tools)
* mit [http://tofu3.szm.sk/ramlog/ ramlog] lassen sich auch logs in eine Ramdisk verlegen
* Problem: Firefox nutz, ebenso wie Opera, SQlight. Dabei werden Daten öfter mal mit einem flush() am Write-Cache vorbei auf die Platte geschrieben.
* Man kann nun das ständige Flushen des RAM Write Caches in Firefox 3.0 durch die SQlite Voreinstellung "Pragma Syncronous off" abschalten, dies erfordert aber ein Neucompilieren der Firefox Sourcen. Den vermutlich gleichen Effekt erzielt man durch Änderung des Parameters in der about:config (toolkit.storage.synchronous = integer value 0, meaning "off"), allerdings gibt es trotzdem immer 2 Zugriffe je Seite, siehe auch [http://forums.mozillazine.org/viewtopic.php?f=23&t=666475&st=0&sk=t&sd=a&sid=17aeca21d494aa412b8925292d9386d9&start=15 diesen Thread] bei mozillazine.

* Alternativ kann man Datenbank in eine RAM-Disk verlegen. Dann muss man darauf achten, dass diese vor dem Ausschalten immer auf die Platte geschrieben wird.

* Oder man kann einen anderen Browser benutzen, Epiphany oder Kazehakase erzeugen z.B. keine Festplattenzugriffe (am Write Cache vorbei). Leider waren Epiphany und Kazehakase in den getesteten Versionen nicht wirklich Crash-resistent und daher nicht zur durchgängige Nutzung geeignet.

* Man kann die die SQLight-Zugriffe auch einfach umgehen, indem man einige Features abschaltet. Also Pishing Filter aus, Chronik aus, AwesomeBar aus, siehe dazu z.B. [http://www.firefox-browser.de/forum/viewtopic.php?t=60558 Chronik abschalten]. Damit ist dann ein Arbeiten ohne Festplattenzugriff auch mit Firefox möglich. Wer dennoch Features wie eine Suche in der Bookmarkliste nutzen möchte, kann besser auf Online-Dienste dazu zurückgreifen, beispielsweise [http://del.icio.us/ del.icio.us] oder [https://services.mozilla.com/ Mozilla Weave].

* die Platte bleibt mit vergrößerter Writeback-Zeit solange aus, bis man wieder auf sie explizit zugreift. Mehrere Stunden Surfen ohne einen einzigen Plattenzugriff ist kein Problem (lediglich Writeback-Zeit entsprechend einstellen).

* mit ausreichend RAM (z.B. 3GB) und wenn man lange genug arbeitet ohne zu booten stehen die meisten Daten im Cache und die Festplatte wird fast nicht benutzt. Der RAM-Cache bleibt erhalten, auch nach Sleep/Resume oder Hibernate.

* wer öfter Rebooten muss, kann das Tool [http://www.techthrob.com/tech/preload.php preload] benutzen, um den RAM Cache zu befüllen

* auch megabyteweise Downloads z.B. ein PDF-File und anschließendes Öffnen im PDF-Viewer erzeugt so dank Write-Caching keinen einzigen Plattenzugriff.

* ohne Lüfter- und Festplattenaktivität ist der Laptop fast unheimlich...

== Lüftersteuerung mit ThinkPad_Fan_Control ==

[[Bild:Fancontrol_Screenshot.png|thumb|ThinkPadFanControl erlaubt die Einstellung einer Triggerschwelle für alle Temperatursensoren]]

* [http://www.gambitchess.org/mediawiki/index.php/ThinkPad_Fan_Control Homepage ThinkPad_Fan_Control]
* Funktioniert einwandfrei mit Ubuntu Hardy
* Lässt den Lüfter bis zu einer einstellbaren Temperatur aus, darüber wird auf Hardwaresteuereung (BIOS) umgeschaltet

Dadurch erhält man kein weiches Anlaufen des Lüfters und oberhalb der eingestellten Schwelle zu hohe Drehzahlen, was sich leider nicht ändern lässt. Allerdings benötigt dieser Ansatz vergleichsweise wenige CPU Wakeups. In Ubunty Hardy gehen die ACPI Wakeups lediglich von circa 5 pro Sekunde auf etwa 10-25 pro Sekunde hoch. Dies entspricht (bei geringer Last) etwa einem Mehrverbrauch von 0,1 Watt (bei hoher Last haben diese Wakeups keinen Einfluss auf den Stromverbrauch).

Siehe auch [[Lüftersteuerung]]

== Stromhungrige Anwendungen ==

* mit TOP bzw. PowerTOP die Hauptverdächtigen anzeigen lassen, dann sieht man welche Prozesse/Anwendungen Last bzw. WakeUps verursachen
* oft übersehen wird der Browser als Lastfaktor. Etliche Webseiten haben inzwischen '''Java Script Animationen''' laufen, die bei diversen offenen Tabs schnell zu erheblichem Stromverbrauch führen. Wer im Akkubetrieb möglichst lange surfen möchte, sollte '''Java Script''' also in seinen Browser-Einstellungen deaktivieren. Allerdings werden dann auch einige erwünschte Effekte nicht dargestellt, beispielsweise verlangen viele WYSIWYG-Browser-Editoren Java Script. Leider gibt es bei den gängigen Browsern noch keine Möglichkeit, nur für bestimmt Webseiten oder für Teile daraus Java Script zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Auch '''Flash-Animationen''' und Flash-Videos sind ausgemachte Stromfresser. Diese starten - im Gegensatz zu Java Script Animationen - aber meistens erst, wenn man sie anclickt. Hinzu kommen '''Web 2.0''' Goodies wie Ajax. Leider belasten diese dynamischen Browser-Elemente den Rechner, auch wenn sie gar nicht angezeigt werden. Wer also '''tabbed browsing''' im Akkubetrieb macht, sollte bedenken, dass auch die nicht sichtbaren Tabs den Rechner belasten. Der Einfluss auf den Stromverbrauch ist erheblich, eine einzige dynamische Webseite sorgt bereits typisch für einige Watt Mehrverbrauch. Wer seine Mails also beispielsweise direkt über Google-Mail im Browser ließt, sollte diese Seite im Akkubetrieb nicht ständig im Hintergrund (als Tab) offen halten (besser für den Strombedarf: Mails per POP bzw IMAP abrufen).
* '''Scrolling''', '''Zooming''' und '''Rendering''': Die Ressorcenbelastung durch den Browser ist beim Rendering erheblich. Beim Scrolling mit aktivierter Smooth Option und Full Page Zooming, kommt ein System - speziell bei Intel Grafik in Verbindung mit aktiviertem Compositing und hoher Display-Auflösung - schnell an die Leistungsgrenze. Mehr zu den für den Stromverbrauch besten Einstellungen der Scrolling-Optionen der Browser in [http://www.thinkpad-forum.de/thinkpad-software/windows/43955-welcher-browser-ist-der-akku-freundlichste/ diesem Thread]. Man sollte in Firefox 3 die Zoom-Einstellungen auf "Text only" stellen und zum Scrollen eine Extension wie "Yet another Smooth Scrolling" nutzen, dies reduziert signifikant die CPU Last.
* '''dynamische Taskbar-Applets''' (etwa zum Anzeigen der CPU-Auslastung) oder Desktop-Applets (z.B. Anzeige einer Uhr mit Sekundenzeiger), erzeugen etliche Wakeups und sorgen schnell für ein paar Watt Mehrverbrauch auf einem ansonsten unbelasteten Rechner
* als Faustregel gilt: alles was sich bewegt, blinkt bzw. sonstwie dynamisch aktualisiert werden muss, erzeugt CPU-Wakeups, stört die CPU beim Schlafen und verbraucht damit Strom

== Diverse Linux Stromspar-Tipps ==

* neuesten Kernel benutzen. Standard in Ubuntu Hardy Heron ist 2.6.24. Zum Upgraden des Kernels siehe [[Kernel compilieren]]. Ein Upgrade von Kernel 2.6.24 auf 2.6.25 bringt auf Core Duo Prozessoren etwa 0,5 Watt. Ursache sind Verbesserungen beim IRQ-Balancing (in Powertop als "Rescheduling Interruts" angezeigt).
* PowerTOP starten und Stromspar-Vorschläge ausführen sowie die laufenden Prozesse auf Wakeup-Übeltäter durchforsten und ggf. beenden
* Optional: Undervolting (bringt Reduzierung des Stromverbrauchs bei höherer Last)
* zugehöriger [http://www.thinkpad-forum.de/thread.php?postid=351458 Thread im Thinkpad-Forum]
* Stromfresser sind vor allem USB 1.* (uhci_hcd), der _alte_ Bluetooth Treiber (leider sind die Broadcom Chips in den TPs per legacy USB angeschlossen), der CardBus für pcmcia etc., Musikapplikationen, Animationen, grafische Spielereien wie Compiz etc.
* Firefox Disk Cache disablen (über about:config), das reduziert die Festplattenzugriffe (dies spielt bei aktiviertem RAM Write Caching aber keine Rolle)
* [http://www.lesswatts.org/tips/graphics.php Framebuffer compression], bringt etwa 0,6 Watt laut Intel

== BIOS & Stromsparen ==

* Spezifisch für T61: Bios Version 1.26 ist scheinbar die sparsamste, macht ~2Watt aus im Vergleich zu 2.10. Bios Version (nur bei Meroms, also Prozessoren der T7* Familie). Siehe auch [[Vista_Stromverbrauch_senken#Richtige_BIOS-Version_w.C3.A4hlen|Vista, BIOS & Stromsparen]].

== WLAN Stromsparen ==

Stromsparmodus der WLAN-Karte aktivieren bei ipw-Treibern (alt):
iwpriv eth0 set_power 5

Für iwl-Treiber (das sind die neueren):
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
oder
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl4965/*/power_level

Dabei ist der "*" individuell zu ersetzen (in das Verzeichnis wechseln und nachschauen wie es dort heißt), sieht komplett dann z.B. so aus:

echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/0000:03:00.0/power_level

Abfrage geht analog mit cat Befehl:

cat /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/0000:03:00.0/power_level

WLAN Stromsparmodus spart etwa 0,25-0,5 Watt (je nach Belastung) und sorgt zudem für eine kühlere WLan Karte (liegt bei vielen Thinkpad-Modellen - z.B. [[TP-Modelle#X-Serie|X-Serie]] - unter der rechten Handballenauflage).

== Stromspar-Änderungen persistent machen ==

Im Startupscript etc/rc.local kann man die Einstellungen persistent machen (d.h., bei jedem Booten automatisch ausführen. Was aber nicht immer reicht, siehe [[Linux_Stromsparen#Zusammenspiel_Laptop_Mode_Tools_und_Gnome_Power_Manager|nachfolgend]]). Hier eine Beispieldatei (x61t):

# By default this script does nothing.
# Trackpoint sensibler (empfohlen für Trackpoint-Experten)
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/sensitivity
# und schneller
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/speed

# Wake-on-Lan aus
ethtool -s eth0 wol d

# PCI Geräte stromsparen
for i in /sys/bus/pci/devices/*/power_level ; do echo 5 > $i ; done

# WLAN stromsparen, hier 3945agb mit iwl-treibern
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
# WLAN Stromsparen bei intel2200 (z.B. T43)
# iwpriv eth1 set_power 5

# Sound stromsparen nach 4 sec
echo 4 > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save
# Sound stromsparen auf AC97 Chipsätzen (z.B. T40 - T43)
# echo 1 > /sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save

# xbacklight aktivieren (Workaround für einen Bug in Hardy-Alpha-6)
# xrandr --output LVDS --set BACKLIGHT_CONTROL native
# USB autosuspenden (bringt ab Kernel 2.6.22 nichts mehr)
# for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
# Laptop Mode aktivieren
echo 5 > /proc/sys/vm/laptop_mode
# governor auf ondemand
echo ondemand > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

# Stromsparenden Scheduler für Multicore Systeme aktivieren
echo 1 > /sys/devices/system/cpu/sched_mc_power_savings
# AHCI Link Power Management. Auskommentiert wenn statt AHCI
# "Compatibility Mode" im Bios aktiviert ist; min_power bedingt
# ein sehr langsames Suspend to Ram
echo medium_power > /sys/class/scsi_host/host0/link_power_management_policy

# Falls CD Laufwerk vorhanden das Polling abschalten
# hal-disable-polling --device /dev/cdrom
# Dirty Writeback Time vergrößern für weniger Festplattenaktivität
# 180000 Centisecs entspricht 30 Minuten Ruhe ((macht auch Laptop Mode)
echo 180000 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
# Bluetooth abschalten
hciconfig hci0 down ; rmmod hci_usb
exit 0

Unnötige Kernel-Module in die Blacklist /etc/modprobe.d/blacklist (deaktiviert PCMCIA, USB, FireWire, späteres manuelles Nachtladen der Module ist kein Problem):

# folgende Module nicht laden wegen Wakeups/Stromverbrauch
blacklist pcmcia
blacklist yenta_socket
# blacklist ehci_hcd # Bedingt keine Wakeups, nur bei angeschlossenen Geräten
blacklist uhci_hcd # USB 1.1, verbraucht 1-2 Watt!
# Man kann das uhci_hcd-Problem aber durch integrieren des Moduls in den Kernel beheben, siehe [[Kernel compilieren]]
blacklist usbcore
blacklist ohci1394
blacklist sbp2
blacklist ieee1394

Einige Module werden schon während der initramfs-Phase geladen. Die blacklist auch dort durchsetzen durch:
update-initramfs -u

== Zusammenspiel Laptop Mode Tools und Gnome Power Manager ==
Dummerweise überschreibt der Gnome Power Manager (GPM) beim Wechsel Akku/AC die Dirty Writeback Time, siehe auch [http://forum.ubuntuusers.de/topic/166821/?p=1428216#1428216 diesen Thread] auf ubuntuusers. Das heißt, man muss sie jedes mal manuell oder per script wieder auf den gewünschten Wert setzen. Hierzu gibt es bisher keine saubere Lösung, außer den GPM zu deaktivieren (geändert in Intrepid Ibex, s.u.).

Der GPM übernimmt aber auch einige weitere Funktionen, etwa die Keycodes. Denn leider funktionieren im 2.6.24 Kernel die Fakekey propagates durch den kernel nicht, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/linux/+bug/217504 Bugreport], d.h. ohne GPM funktionieren die HotKeys nicht. Ein Workaround sind setkeycode Befehle für jede Taste, die der Kernel durchlassen soll, diese kann man in /etc/rc.local persistent machen.

Mit Ubuntu Intrepid Ibex wurden das Zusammenspiel zwischen gnome-power-manager und den laptop-mode-tools überarbeitet. Dabei ruft der GPM nun Teile des LMT codes auf, so dass endlich die dort eingestellten Werte benutzt werden.

Ein anderes Problem ist, dass einige Schnittstellen nach einem Suspend/Resume ihre Einstellungen verlieren, so wird etwa Wake-on-Lan nach dem Aufwachen immer wieder aktiviert. Und auch die WLAN Stromspareinstellungen gehen verloren.

== Debugging ==

Zum Debugging hilfreich:
Überprüfen der Dirty Writeback Zeit geht mit:
cat /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
Ob Laptop Mode aktiviert ist, prüft man mit:
cat /proc/sys/vm/laptop_mode
(0 bedeutet aus; >0 bedeutet an)

Gnome Power Manager abschalten:
killall gnome-power-manager

Laptop Mode starten bzw. stoppen:

sudo laptop_mode start
bzw.
sudo laptop_mode stop

== Links ==

* [http://www.lesswatts.org lesswatts] - Stromsparen-auf-Linux-Projekt von Intel
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/Idle_consumptions Idle Watt Tabelle] für alle Thinkpad-Modelle unter Linux
* [http://wiki.ubuntu.com/power-management-in-Ubuntu Power Management] - Stromspar-Seite im englischen Ubuntu-Forum
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/How_to_reduce_power_consumption Stromspar-Anleitung] im englischen ThinkWiki
* [http://de.gentoo-wiki.com/Aktivieren_von_Stromsparfunktionen Aktivieren von Stromsparfunktionen] - sehr detaillierte deutsche Anleitung im Gentoo-Wiki
* [[Kernel compilieren]] - weitere Stromsparmaßnahmen

[[Category:Linux]]
[[Category:Stromsparen]]
[[Kategorie:Kandidat_Lesenswerter_Artikel]]

Linux Distributionen

2008-07-18T15:11:29Z

Dasvieh: /* Arch Linux */

Mittlerweile liest man häufiger über Linux und bei manchen Nutzern entsteht - angeregt durch die zunehmende Berichterstattung sowie durch frustrierende Erfahrungen mit anderen Betriebssystemen - der Wunsch, Linux einmal auszuprobieren. Zunächst stellt sich hier die Frage "welches Linux möchte ich denn ausprobieren?". Beim intensiveren Beschäftigen mit Linux stellt man nämlich fest, daß es sehr viele Distributionen gibt. [http://distrowatch.com Distrowatch] listet über 300 Linux-Distributionen. Wie nun die richtige wählen? [http://www.zegeniestudios.net/ldc/index.php?firsttime=true Hier] gibt es z.B. einen Test, um herauszufinden welche Distribution zu einem passt. Wer eine Distribution ausprobieren möchte oder sich bereits entschieden hat, findet unter [[Linux Installation]] genaue Installationsanleitungen. Für Linux-Einsteiger sind auch die 4 Stunden Videomaterial, die Gallileo-Press [http://www.galileo-press.de/presse/pressemeldungen/gp/pmID-142 hier] kostenlos zum Download anbietet ein guter Einstig in Ubuntu Hardy bzw. in Grundfunktionen von Linux.

Hier nun ein paar Grundlagen, Entscheidungshilfen, sowie ein Überblick über die gängigsten Distributionen:

== Grundlagen ==

Linux ist ein modulares Betriebssystem. Eine Distribution ist eine maßgeschneiderte Zusammenstellung einiger dieser Module - vom Umfang überlicherweise gerade so, dass sie auf eine CD passt. Eine Distribution besteht aus Paket-Manager, Kernel, Treibern, Fenstermanager, 3D-Effekt-Manager (Compositor), Scripte zum Booten und Power Management, GUI-Helferlein zum Installieren und Konfigurieren sowie schließlich einer identitätsstiftenden Artwork die das ganze abrundet. Damit die CD voll wird, bringen die meisten Distributionen noch eine Reihe vorausgewählter Anwendungen beispielsweise für Email oder Textverarbeitung mit.

== Welchen Desktop-Manager wählen? ==

Augenfälligstes Merkmal einer Distribution ist der Desktop-Manager. Die gebräuchlichsten sind [http://www.gnome.org/ Gnome] (z.B. in Ubuntu) und [http://www.kde.org/ KDE] (Kubuntu) gefolgt von [http://www.xfce.org/ XFCE] (Xubuntu).

'''Gnome''' wirkt aufgeräumt und übersichtlich, ist aber trotzdem sehr komfortable und mächtig. Einige Nutzer fühlen sich allerdings von der Gnome-Saubermann-Philosophie bevormundet und wünschen sich mehr Einstellmöglichkeiten. Andere monieren die Trägheit des Systems.

'''KDE''' ähnelt Windows, ist enorm flexibel konfigurierbar mit diversen Einstellmöglichkeiten und enthält eine komplette Umgebung mit eigenem Office, Web Browser und zahlreichen Tools - wodurch es auf manche Benutzer überfrachtet wirkt.

'''XFCE''' ist dank des schnellen Fenstermanagers ([http://www.xfce.org/projects/xfwm4/ XFWM4]) etwas flotter beim grafischen User-Interface, benötigt wegen der ressourcensparenden Auslegung weniger Hauptspeicher und bootet dadurch auch schneller. Besonders geeignet für schwächere Rechner ist Xubuntu aber auch auf neueren Rechnern eine lohnenswerte Alternative zu den Platzhirschen Gnome und KDE. Siehe dazu auch [http://forum.ubuntuusers.de/topic/140017/ diesen Thread zu Xubuntu/XFCE] auf ubuntuusers.de.

Wer maximale Geschwindigkeit sucht (aber immer noch komfortabel und besonders funktionell arbeiten will) nutzt am besten das schlichte Fluxbox auf einer Distribution seiner Wahl. Ebenfalls in Frage kommen hier IceWM oder Blackbox.

=== Detailunterschiede der Desktop-Manager ===

Da sowohl Gnome als auch XFCE auf der Grafikbibiotherk [http://www.gtk.org/ GTK+] aufsetzen, lassen sich Tools wechselweise austauschen (allerdings müssen dazu einige Gnome-Libraries geladen werden, was den Ballast erhöht). KDE basiert dagegen auf [http://trolltech.com/products/qt Qt]. Qt erzeugt auch bei genauerem Hinsehen eine etwas Bonbon-artige Optik. Durch die Verwendung von Qt statt GTK+ sind viele KDE-Anwendungen nicht unter Gnome oder XFCE nutzbar bzw. benötigen zusätzliche Bibliotheken und sehen optisch im Detail anders aus. Einige User stören sich z.B. an der Darstellung von GTK-Anwendungen wie Firefox oder Thunderbird unter KDE. Ansonsten unterscheiden sich die 3 Ubuntu-Distributionen optisch aber kaum und kommen mit ähnlichen Icon-Sets und Effekten. Für viele Anwendungen gibt es aber inzwischen sowohl Qt- als auch GTK-Versionen, beispielsweise basiert der Mediaplayer Amarok für KDE auf Qt, [http://www.exaile.org/ Exaile] hat einen etwa vergleichbaren Umfang auf Basis von GTK.

Im Vergleich zwischen Gnome und XFCE erscheint der Gnome-Destop in einigen Details etwas ausgereifter. So kann man neue Anwendungen direkt im Anwendungen-Menü mit einem einfachen Click hinzufügen, bei XFCE ist dazu der Weg durch die Menüs nötig (zu finden unter Anwendungen/System/Hinzufügen und Entfernen). Gerade für Neueinsteiger können solche kleinen Details eine Hürde darstellen. Außerdem hat Gnome ein Panel, das man per Drag&Drop bestücken kann. Drag&Drop geht beim XFCE-Panel zwar auch, aber nur durch Umweg über den Appfinder. Das Gnome-Panel enthält zudem default bereits Panel-Applets zum einstellen der Display-Helligkeit, der Lautstärke oder zur Desktop-Suche. Diese kleinen Helferlein muss man unter XFCE manuell nachkonfigurieren. XFCE hat andererseits mit der IconBox unmittelbar eine iconifizierte Taskbar á la MacOS Dock, die sich nahtlos in das XFCE-Panel integriert. Für das Gnome-Panel gibt es sowas nicht. Allerdings kann man sich Docks nachrüsten, was aber mit einigen Stolpersteinen verbunden ist, siehe nachfolgend.

== Look-and-Feel ==

Wer ein Mac-artiges Dock möchte, kann Engage, Cairo Dock, AWN oder Kiba Dock zu jeder Distribution ohne großen Aufwand nachrüsten. Diese Docks fungieren als Launcher, ersetzen die Task-Leiste und können durch Dock-Applets Anwendungs-Infos einblenden bzw. sonstige Panel-Icons ersetzen. Ebenso kommen sie inzwischen alle mit den von MacOS Leopard bekannten Stacks. Der augenfällige Würfel von Compiz Fusion lässt sich ebenso zu jeder Distribution dazukonfigurieren. Ob diese optischen Schmankerl die Produktivität steigern können oder nur die Kollegen beeindrucken sollen muss jeder selber entscheiden. Insbesondere für Tablet-User sind solche Docks interessant, da sie im Portrait-Modus mit weniger horizontalem Platz auskommen als eine herkömmliche Taskbar. Die quadratischen Dock-Icons lassen sich mit einem Stift auch besser treffen als die schmalen Tasks einer Taskbar.

Allerdings sind obige Docks zum gegenwärtigen Stand (Mai 2008) noch "work in progress" und etliche Fallstricke lauern. So erfordern sie einen [http://de.wikipedia.org/wiki/Composition_Manager Composition-Manager], diese haben bei einigen Grafikkarten (ATI bzw. Intel) mit Scroll-Performance-Problemen zu kämpfen. Wichtig für Tablet-User ist auch, dass das Rotieren des Displays bei aktiviertem Compositing problematisch ist, mehr dazu unter [[TabletBuntu]]. Außerdem arbeiten nicht alle Composition-Manager sauber mit den verschiedenen Docks zusammen, hinzu kommen diversen Bugs in den unterschiedlichen Dock-Applets und die Auswahl der Dock-Applets ist noch begrenzt (siehe [[Dock-Installation]]). Die Mainstream-Distibutionen verzichten daher noch darauf, diese optischen Effekte per Default zu integrieren.

Einige spezielle Distributionen kommen aber bereits entsprechend vorkonfiguriert, etwa [http://www.dreamlinux.com.br Dreamlinux], das den Desktop XFCE mit dem AWN-Dock zu einem effizienten, MacOS-artigen Look-and-Feel kombiniert. Wer es optisch stylisch und trotzdem effizient mag, für den sind noch [http://www.enlightenment.org/ Enlightment]-basierte Distributionen interessant, also z.B. Ebuntu (=Enlightment+Ubuntu) - zwischenzeitlich in [http://opengeu.intilinux.com OpenGEU] umbenannt. Noch gibt es den besonders eleganten und ressourcenschonenden Fenstermanager Enlightment, der meist zusammen mit dem Dock Engage kommt, nur als Beta-Version, weshalb er bislang noch wenig Verbreitung gefunden hat.

[[Bild:Xubuntu_Screenshot.gif|thumb|Xubuntu-Desktop mit IconBox - funktionelles MacOS-Feeling ohne ressourcenfressende Animationen]]

Ausgereift sind hingegen die einfachen Docks Kooldock für KDE oder IconBox für XFCE, die sich problemlos in die jeweiligen Desktop-Panels integrieren. Sie kommen ohne Animationen daher und erfordern daher auch kein Compositing. Ein KDE-Dock mit Parabolic Zoom ist [http://ksmoothdock.sourceforge.net/ KSmoothDock], der Mac-ähnliches Look-n-Feel aufkommen lässt, siehe [http://www.linux-knowledge-portal.org/de/content.php?&content/desktop/sexy_desktop.html Anleitung Sexy Desktop] für KDE.

[http://sourceforge.net/projects/simdock Simdock] ist eine ressourceneffiziente Dock-bar mit parabolic Zooming, die ohne Composition-Manager auskommt. Ebenfalls ohne Compositing funktioniert [http://freshmeat.net/projects/wbar/ Wbar] als animierte Launcher-Lösung. Allerdings liefern beide Lösungen nicht den Funktionsumfang eines MacOS-Dock und können damit leider nicht die Task-Leiste ''und'' das Panel ersetzen.

== Einsteiger- oder Profi-Linux? ==

Einsteigerfreundliche Distributionen wie Suse oder Ubuntu unterstützen die Installation und Konfiguration durch zahlreiche kleine GUI-Tools, so dass auch Anfänger sofort mit ihrem System klarkommen. Wer mehr Linux-Know-How hat, verzichtet gerne auf derlei Schnickschnack und macht das sowieso effizienter von der Console - und bastelt seinen Lieblings-Desktop-Manager auf [http://www.gentoo.de/ Gentoo], [http://www.archlinux.de/ ArchLinux] oder [http://sidux.com/ Sidux]. Diese Distributionen verzichten auf GUI-Tools und bestechen stattdessen durch besseres Paket-Management für selbstkompilierte Sourcen oder continous Updates.

== Desktop Performance ==

Wesentlicher Performance-Verantwortlicher ist der Composition Manager im Zusammenhang mit unausgereiften Grafiktreibern. Mit aktiviertem Compositing werden Teile der Grafikverarbeitung statt von der CPU von der Grafikkarte ausgeführt. Im Prinzip ist dies eine gute Idee und steigert die Performance. Allerdings sind ATI- und Intel-Treiber als problematisch bekannt. Sie wurden zwar in letzter Zeit stark verbessert, mit Stand Mai 2008 besteht aber weiterhin das Scroll-Performance-Problem im ATI Catalyst 8.4 Treiber. Smooth Scrolling (pixelweise), wie man es in IE7 oder Firefox (unter erweiterten Einstellungen "Sanften Bildlauf" aktivieren) findet, stellt hohe Anforderungen an die 2D-Grafikleistung. Die Desktop-Performance spielt umso mehr eine Rolle, je größer die Auflösung im Verhältnis zur Leistung der Grafikkarte ist. Auf ATI-Grafikkarten und auch auf den integrierten Intel Grafik-Systemen kommt es bei aktiviertem Compositing zu einem störenden "Nachlaufen" des Scrollings bei komplexen Webseiten oder PDFs.

Einige Distributionen wie Kubuntu oder Xubuntu (seit Hardy kann das auch Metacity in Ubuntu) bringen ihren eigenen Composition Manager mit, so dass ein paar Effekte wie transparente Fenster und Schatten auch ohne das etwas träge Compiz Fusion möglich sind. Das Compositing in XFCE ist dabei etwas schneller als bei Gnome oder KDE. Dennoch sind diese Composition Manager bei ATI- und Intel-Grafik vom 2D-Performance-Problem betroffen.

Wer also lieber ein sanftes Scrolling statt Transparenzeffekten oder Fensterschatten möchte, sollte das Compositing abschalten. XFCE ist hierbei wiederum ein gutes Stück schneller als KDE oder Gnome. Gute Linux-Unterstützung liefern dagegen schon länger NVIDIA-Treiber, bei denen diese 2D-Performance-Probleme unkritisch sind. Einen guten Überblick über den Status der Grafiktreiber-Unterstützung findet man [https://wiki.ubuntu.com/X/Drivers hier].

Stromspareigenschaften und Anwendungsperformance sind ansonsten bei allen Distributionen nahezu gleich. Das hängt nur vom Kernel (Scheduler) und den Treibern ab.

== Ubuntu ==

Wird immer mehr als die Alternative zu Windows angesehen. In der Tat ist [http://www.ubuntu.net Ubuntu] eine einsteigerfreundliche Distribution. Es gibt unterschiedliche "Ableger":
*Ubuntu - als Desktopumgebung "GNOME"
*Kubuntu - als Desktopumgebung "KDE"
*[http://www.xubuntu.org/ Xubuntu] - als Desktopumgebung "XFCE"

(K/X)Ubuntu unterscheiden sich zunächst durch die jeweiligen Desktop-Umgebungen. Diese lassen sich aber auch einfach nachträglich austauschen oder sogar parallel installieren, so dass man per Session Manager (GDM) einfach jederzeit umschalten kann. Jede der (K/X)Ubuntu-Distributionen hat zudem eine unterschiedliche Auswahl der vorinstallierten [http://wiki.ubuntuusers.de/Standardanwendungen Standardanwendungen]. Ubuntu setzt auf weitgehende Ähnlichkeit zu Windows und bundelt u.a. den Outlook-Clone Evolution sowie das Office Paket OpenOffice. Dagegen setzt Xubuntu auf Einfachheit, Funktionalität und Ressourceneffizienz. So finden man in dieser Distribution z.B. die Gnumeric Tabellenkalkulation oder Abiword als Textverarbeitung. Beide gehen bei beachtlichem Funktionsumfang eine Größenordnung zügiger zu Werke als ihre bekannten Windows-Pendants. Mit Kubuntu installiert man gleich zahlreiche kleine Helferlein (z.B. Ktorrent als Torrent-Client) aber auch größere Softwarepakete wie Amarok (Mediaplayer) oder Koffice (Word Ersatz), die besonders gut in den KDE-Desktop integriert sind.

Neben den 3 Mainstream-Ubuntu-Varianten gibt es einige weitere inoffizielle Ableger wie das beliebte Linux Mint (KDE) oder die recht selten anzutreffenden Varianten Edubuntu (für Schulen), Ebuntu (Enlightment als Fenstermanager), gOS (Enligthment+Web 2.0 Anwendungen) oder Gobuntu (nur Open Source), die sich in weiteren kleineren Details unterscheiden, aber alle zu den Ubuntu-Repositories kompatibel sind.

Alle 6 Monate gibt es eine neue Version, diese werden nach Erscheinungsjahr und -monat benannt (z.B. 7.10 - 2007, Oktober) und bekommen zusätzlich einen Spitznamen (z.B. Gutsy Gibbon). Die meisten Anwender sprechen dann nur noch von "Gutsy". Die aktuelle Version ist 8.04 "Hardy Heron".

Innerhalb kürzester Zeit setzte sich die noch recht junge Distribution deutlich an die Spitze der beliebtesten Linux-Distributionen (siehe [http://distrowatch.com/stats.php?section=popularity DistroWatch Popularitätsranking]) und wird sowohl von Linux-Anfängern als auch von erfahrenen Linux-Administratoren eingesetzt. Ein Grund für den Erfolg ist sicher das Debian-Paketmanagement APT (Advanced Package Tool) mit der größten Verbreitung. Über die weiteren Gründe wird spekuliert: gelungenes Marketing, die Unterstützung durch Canonical oder die [http://en.wikipedia.org/wiki/Ubuntu_(ideology) Ubuntu Philosophie] - freie Software für freie Menschen. Wer sich jetzt jedenfalls für Ubuntu entscheidet, erhält eine ausgereifte, solide und anfängertaugliche Distribution. Nicht zuletzt die besonders aktive Community sorgt dafür, dass man für Ubuntu gut Hilfestellungen erhält und zahlreiche Anleitungen zur Installation oder zum Umgang mit spezieller Hardware findet. Auch unter ThinkPad-Usern rangiert Ubuntu an vorderster Stelle der Popularität. Gerade Anfänger, die noch nicht genau Wissen, welche Distribution für sie die geeignete ist, machen mit einer Entscheidung für Ubuntu sicher keinen Fehler.

Einer der Kritikpunkt an Ubuntu ist, dass es nicht unbedingt die neuesten Entwicklungen beinhaltet, also z.B. eine Kernelversion hinterherhinkt. Auch bis Updates oder neue Versionen in die Ubuntu-Repositories Einzug halten, vergehen oft Tage bis Wochen. Für die meisten Anwender ist dies aus Stabilitätsgründen aber eine gute Wahl. Andererseits wurde Hardy Heron aus [http://forum.ubuntuusers.de/topic/169207/ den hier diskutierten Gründen] ausnahmsweise mit der Beta-Version von Firefox 3.0 ausgeliefert, die noch diverse Bugs hatte. Wer auch in anderen Situationen unbedingt das Aktuellste haben möchte, kann - Dank der Kompatibilität zu den umfassenden verfügbaren .deb Paketen und Repositories - unter Ubuntu leicht Repositories seines Vertrauens einbinden. So erhält man (ggf. auf Kosten der Stabilität) Updates meist unmittelbar nach ihrem Release ohne gleich von den Sourcen selber kompilieren zu müssen. Beispielsweise lassen sich so auch .deb-Pakete für den "Bleeding Edge" Zen-Kernel konfigurieren, siehe [https://wiki.ubuntu.com/ZenKernel diese Anleitung] im Ubuntu-Wiki. Natürlich lassen sich - wie bei allen Linux-Distributionen - Anwendungen auch direkt von den Sourcen compilieren. Und wer auf den allerneuesten Kernel upgraden möchte, kann sich auch den [http://wiki.ubuntu-forum.de/index.php/Kernel_bauen Kernel selber bauen] oder das Tool [http://ubuntuforums.org/showthread.php?t=618563 Kernelcheck] nutzen, das den gesamten Updatevorgang incl. Compilieren und Eintragen in die Boot-Liste übernimmt.

== OpenSuSE ==

[http://www.opensuse.org/ OpenSUSE] ist eine Distribution mit sehr großer Community. Das Projekt wird von Novell gesponsort und es gibt auch eine kommerzielle Variante. Die Standard Oberfläche ist KDE, andere Desktopumgebungen lassen sich problemlos nachinstallieren. Der Einstieg ist ähnlich wie bei Ubuntu recht einfach und vor allem der KDE-Desktop ist vom "Look and Feel" dem von Windows recht ähnlich. Sehr angenehmen sind auch die [http://news.opensuse.org/2007/08/21/sneak-peeks-at-opensuse-103-1-click-install/ "One Click"-Installationen] die im Wiki der Community bereitstehen und dem Einsteiger viel lästige Arbeit abnehmen.
Opensuse 11.0 ist das neueste Release und bringt unter anderem den neuen Desktop KDE 4 mit.

== Slackware ==

[http://www.slackware.com/ Slackware] ist eine der ältesten Linux-Distriubtionen überhaupt und die älteste noch existierende.
Das zeigt sich auch an der Zusammenstellung der Distribution. Anders als andere verzichtet Slackware weitgehend auf selbsterstellte Tools, die die verschiedenen Programme in einen Zusammenhang setzen und z.B. eine zentrale Konfiguration ermöglichen. Auch fehlt dem Paketmanagment eine Funktion zum Erkennen und Auflösen von Abhängigkeiten.

Daher ist Slackware eher schlecht für den Einsteiger geeignet, sondern richtet sich mehr an den fortgeschrittenen Linuxuser, der den Wunsch hat, sein System persönlich an seine Vorstellungen anzupassen.

[http://www.zenwalk.org/ '''ZenWalk'''] ist ein Ableger von Slackware, der versucht, die Funktionen nachzurüsten, die zu einer "modernen" Distribution fehlen, vor allem also ein Paketmanagement mit Abhängigkeitscheck und Tools zur zentralen Konfiguration des Systems.

Die ZenWalk-CD enthält ein komplett eingerichtetes XFCE-System, mit dem man sofort produktiv werden kann. Auf Wunsch kann man aber auch KDE oder Gnome nachinstallieren.

ZenWalk ist zwar weiterhin binärkompatibel zu den Paketen von Slackware, hat sich aber inzwischen soweit von seinem Ursprung weg entwickelt, daß man es eigentlich als eigenständige Distribution ansehen kann.

== Gentoo ==
[http://www.gentoo.org Gentoo] ist eine Quellcode-basierende Distribution, d.h. (fast) alle Pakete liegen ausschließlich im Quellcode vor und müssen zur Installation lokal kompiliert werden. Ausnahmen gibt es nur bei großen Paketen (z.B. OpenOffice) und Closed-Source-Packeten (z.B. Google-Earth, Opera).

==== Kompilieren ====
Bei den meisten Paketen ist das Kompilieren dank des Packetmanagers 'Portage' nicht schwer (meist reicht ein 'emerge -auv <PACKETNAME> '), auch Abhängigkeiten und Installation übernimmt dann 'Portage'. Für Portage gibt es auch grafische Aufsätze (ähnlich wie Synaptics für apt-get). Die großen Nachteile des selbst Kompilierens sind natürlich der Zeitaufwand und die große Hitzeenwicklung. Vorteile sind der (geringe) Performancegewinn und der Sicherheitsaspekt (was nicht integriert ist, kann auch kein Sicherheitsrisiko darstellen). Außerdem lässt sich Linux so sehr gut an persönliche Bedürfnisse anpassen.

====Installation ====
Die Standardinstallation mit Hilfe der rund 50MB großen Minimal-CD ist Konsolen-basiert und wird Linux-Anfänger abschrecken. Dies ist auch einer der Gründe, warum Gentoo häufig als Experten-Linux verschrieen ist. Mit Hilfe des ausführlichen [http://www.gentoo.org/doc/de/handbook/handbook-x86.xml (deutschen) Online-Handbuches] ist die Installation aber auch für Linux-Anfänger (mit geringen Computerkenntnissen) zu bewerkstelligen. Großer Nachteil ist auch hier der Zeitaufwand, da auch hier viel kompiliert werden muss. Kompilieren des Basissystem mit Systemtools, Treibern, grafischer Oberfläche, Browser, Multimediaprogrammen, Tools, Entwicklungsumgebung und einigen Spielen benötigt beispielsweise auf einem [[T43]] etwa ein Wochenende. Die intensive Auseinandersetzung mit dem System sorgt für einen immensen Lerneffekt. Gentoo-User kennen zwangsläufig ihr System, Probleme lassen sich dann meist sehr viel schneller lösen als bei "Einsteigerdistributionen". Für die Installation mit der Minimal-CD wird eine Internetverbindung benötigt, da die Sourcen und Stages online bezogen werden. Alternativ gibt es jedoch auch ein CD-Image für die Offline-Installation.

==== Besonderheiten ====
Neben den Festlegungen der Compileroptionen auf den aktuellen Prozessor, werden bei der Installation eines Paketes über USE-Flags bestimmt, welche Abhängigkeiten und Funktionen einbezogen werden sollen. Weitere Vorteile sind die Aktualität der Pakete und eine relativ große, kompetente Community (welche auch sehr einsteigerfreundlich ist), sowie eine gute, umfangreiche [http://de.gentoo-wiki.com/ Dokumentation (inkl. deutscher Übersetzungen)], Unterstützung verschiedener Profile und eine große [http://www.gentoo-portage.com/Browse Paketauswahl].

==== Updates & Aktualität ====
Gentoo ist versionslos, es gibt keine Versionen wie bei vielen anderen Distributionen und damit auch keine typischen Upgradeprobleme beim Umstieg von Vorgänger-Versionen. Im Regelfall werden nur gewünschte Pakete aktualisiert, so ist es möglich, parallel sehr alte Pakete neben den neuesten Betapaketen zu betreiben. Es gibt aber natürlich auch die Möglichkeit, sein System automatisch auf den aktuellen Stand zu bringen, ohne sich um einzelne Pakete explizit kümmern zu müssen.

==== Thinkpad-Kompatibilität ====
Dank der Struktur von Gentoo und des sehr großen Paketangebotes werden ThinkPads sehr gut unterstützt:
integriertes WLAN; integriertes LAN; Fingerprint-Reader; Active-Protection; integriertes BlueTooth; TPM-Chip; ATI- & Intel-Grafik; Soundkarte; auch die Tablet-Funktionen werden weitestgehend unterstützt.

==== Gentoo-Fazit ====
Gentoo lässt sich für die User empfehlen, welche:
* mehr Zeit in ihr System/Linux investieren können/möchten
* ein optimales System aufsetzen möchten
* keine unnötigen Pakete installieren wollen
* etwas tiefer in Linux eingreifen wollen
* mehr über Ihr System/Linux lernen wollen

== Arch Linux ==
Arch Linux gibt es als i686 und als x86_64 Variante mit vorkompilierten Paketen.
Es ist eine für fortgeschrittene User (und solche, die es werden wollen) gedachte Distribution, die auf ihre eigene Paketverwaltung via pacman setzt. Arch Linux ist Gentoo in vielen Dingen sehr änhlich, sei es die Konfiguration, oder die Tatsache, dass man sämtliche Pakete mit einem Befehl neu kompilieren kann. Desweiteren wird nichts installiert, was man nicht will. Man kann also sein System auf einfach Art und Weise sehr schlank und schnell halten. Die BSD-like Initskripts sorgen für ein sehr schnelles Booten.

Bei Arch gibt es keine festen Releases wie bei z.B. bei Debian, sondern nur sogenannte Rolling Releases. Mit jeder neuen Kernelversion gibt es eine neue Installations-CD. Wenn man regelmäßig sein System aktualisiert, ist man immer auf dem neusten Stand, wie bei Gentoo.
Man kann auf eine große Auswahl an hochaktuellen, aber Paketen, die von offiziellen Entwicklern betreut werden, zugreifen. Daneben exisitert das Community Repository, in welches sogenannte Trusted User (TU) eigens kompilierte Pakete anbieten können. Zusätzlich gibt es noch das AUR (Arch User Repository), wo jedermann PKGBUILDs (äquivalent zu ebuilds bei Gentoo, aber einfacher zu handhaben, dafür aber nicht so mächtig), also buildskripts für Pakete hochladen und warte kann, diese sind einfach z.B. per [http://aur.archlinux.org/packages.php?ID=5863 yaourt] abrufbar, welches auch automatisch Abhängigkeiten installiert und das Paket kompiliert.

Es gibt ausserdem noch das [http://kdemod.ath.cx/ kdemod] Projekt, welches ein vollständig modularisiertes und mit zusätzlichen Patches versehenes KDE3 und KDE4 bereitstellt.

== andere Distributionen ==

[[Bild:Qsicon_inArbeit.png]] noch Baustelle - bitte ergänzen:
*'''Fedora'''
** siehe ausführlichen User-Bericht zu [[Fedora 9]]
** [http://www.heise.de/open/Ein-erster-Blick-auf-Fedora-9--/artikel/107813/0 Artikel] auf Heise-Open
** [http://www.pro-linux.de/berichte/fedora9.html Artikel] von pro-linux
* [[TabletBuntu]]
* '''Mandriva 2008'''
*'''Debian 4.0'''
*'''(Simply-)MEPIS 6.0'''
*'''Linspire 6'''
*'''Freespire 2'''
*'''Xandros 4'''
*'''PCLinuxOS 2007'''
*'''Foresight Linux 1.4.1'''

== Links ==

* http://de.wikipedia.org/wiki/Linux-Distribution
* http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_X_Window_System_desktop_environments
* http://de.wikipedia.org/wiki/GNOME
* http://de.wikipedia.org/wiki/Kde
* http://de.wikipedia.org/wiki/Xfce
* http://distrowatch.com/ mit einer [http://distrowatch.com/dwres.php?resource=major Beschreibung der 10 am meisten verbreiteten Distributionen
* [http://www.internetling.com/2008/07/04/the-ultimate-guide-to-choosing-the-right-desktop-enviroment/ the-ultimate-guide-to-choosing-the-right-desktop-enviroment]

[[Category:Linux]]
[[Kategorie:Kandidat_Lesenswerter_Artikel]]

Linux Stromsparen

2008-07-18T15:09:20Z

Dasvieh: /* Grafikkarten */

Diese Seite diskutiert Maßnahmen zum Strom sparen unter Linux. Es werden aber auch einige generelle Faktoren erörtert, die den Stromverbrauch beeinflussen, so dass dieser Beitrag auch für Windows-Nutzer interessant sein dürfte.

== Stromverbrauch Linux im Vergleich zu Windows ==

Linux lag bezüglich des Stromverbrauchs lange Zeit abgeschlagen hinter Windows. Daher war Linux auf Notebooks nicht besonders verbreitet. Diese Situation hat sich seit stromsparenden Änderungen am Linux-Kernel umgekehrt (insbesondere durch [http://www.lesswatts.org/projects/tickless/ Dynticks] seit Kernel 2.6.21 vom April 2007). Dank optimierter Kernel-Interrupts und verbesserter Übergänge der P- und C-States konnte die Stromaufnahme der CPU unter Linux deutlich reduziert werden, siehe [http://www.lesswatts.org/results/mobile/ Grafik] von [http://www.lesswatts.org lesswatts.org], der Intel-Seite zum Stromsparen unter Linux.

Aber die CPU macht nur einen kleinen Anteil des Gesamtstromverbrauchs aus. So entfallen etwa auf Grafikkarte und Display oft mehr als die Hälfte des Stromverbrauchs des Gesamtsystems. Und ohne aktivierte Stromsparmechanismen verpulvert die WLAN-Schnittstelle unnötig Leistung. Der Stromverbrauch hängt also stark von der spezifischen Hardware und den Treibern ab.

Für ältere Hardware sind stromeffiziente Treiber oft nur für Windows vorhanden. Auf einem [[T40]] beispielsweise hat man schlechte Chancen, den Stromverbrauch mit Linux auf die Verbrauchswerte von Windows zu drücken. Für die neueren Modelle sind die Linux-Treiber aber recht stromsparoptimiert. Hier hat Linux in den letzten Monaten enorm aufgeholt. Die integrierte Intel-Grafik oder auch die gängigen Grafikkarten von ATI und NVIDIA werden ab der Generation des ThinkPad T43 gut unterstützt.

Da Linux durch das effektivere Paketmanagement (bessere Wiederverwendung von Software-Teilen) weniger Speicher benötigt und auch die CPU geringer belastet, liegt der Verbrauch von Linux etwas unter dem von Windows. Zudem eröffnet Linux mehr Möglichkeiten zum Stromsparen: Abschalten der Fesplatte, des DVD-Laufwerks und USB sowie optimieren der CPU-Wakeups gestaltet sich unter Windows deutlich schwieriger. Dank [http://www.lesswatts.org/projects/powertop/ PowerTOP], einem Tool von Intel, das die Hauptverbaucher identifiziert, wird unter Linux auch stärker auf die Stromsparoptimierung von Anwendungen geachtet. Als Daumenregel gilt daher, dass man unter Linux mit einem etwa ''10% niedrigeren Stromverbrauch im Vergleich zu Windows'' rechnen kann.

Allerdings erreichen beide Betriebssysteme ihr Stromsparpotenzial nicht out-of-the-box, stattdessen bedarf es einiger optimierender Einstellungen. Unter Linux sind dazu nachfolgende Tipps zu berücksichtigen (für Windows siehe [[Vista Stromverbrauch senken]]).

== Einfluss der CPU-States auf den Stromverbrauch ==

[[Bild:Powertop_Screenshot.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot unter einem frisch installierten Xubuntu Hardy auf einem x61t. Wie man sieht, verbringt die CPU zu viel Zeit in C2 statt in C3/C4. Durch das transparente Remapping werden C4-States als C3-States angezeigt.]]

[[Bild:PowerTOP_Screenshot_nx8220.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot auf einem HP nx8220, der anders als ThinkPads kein C4-BIOS-Remapping macht. Dadurch werden C4-States separat angezeigt.]]

Maßgeblich für den Stromverbrauch des Prozessors ist der Zeitanteil, den er in den unterschiedlichen Zuständen verbringt. Es gibt die P-States, in denen der Prozessor läuft, diese States unterscheiden sich durch unterschiedliche Taktung. Im höchsten Takt steigt der Verbraucht des Prozessors in den Bereich der spezifizierten [http://de.wikipedia.org/wiki/Thermal_Design_Power Thermal Design Power] (TDP), für einen Mobile Core-2-Duo liegt die TDP beispielsweise bei 35 Watt. In der Praxis liegt die Stromaufnahme des Prozessors aber meist deutlich unter dieser Maximalangabe.

Entscheidende Einsparungen beim Stromverbrauch erreichen die C-States Deep Sleep (C3) und Deeper Sleep (C4). Hier ist der Prozessor untätig und es werden bestimmte Bereiche der CPU abgeschaltet. Im Prinzip sollte der Prozessor bei Untätigkeit immer in den tiefsten C-State schalten, also in C4. Im C4-State werden die CPU-Kerne, die Level-1 Caches und auch der Level-2 Cache abgeschaltet und die Versorgungsspannung reduziert, so dass der Stromverbrauch der CPU unter 2 Watt geht. Das Abschalten dauert aber etwas Zeit. Wenn die CPU zu oft durch Arbeitsanforderungen unterbrochen wird, erreicht sie demzufolge nur die höheren Sleep-Zustände C1 bzw. C2 die weniger Bereiche der CPU von der Stromzufuhr abkoppeln und demzufolge nur geringe Einsparungen bringen. Um den Stromverbrauch der CPU zu minimieren gilt es daher, die Ursache für CPU-Wakeups aufzuspüren. Hierzu hat Intel ein Tool entwickelt: PowerTOP. Dies ermittel die Zeitanteile der CPU in den aktiven P-States und in den stromsparenden C-Sleep-States und zeigt an, welche Prozesse die CPU durch Wakeup-Interrupts aus den C-Sleep-States aufwecken.

== Stromsparen durch Deeper Sleep C4 ==

Im Office- und Surf-Betrieb wird eine moderne CPU kaum ausgelastet und verbringt über 95% im C4-Sleep-State.

Abhängig vom BIOS lässt sich der C4-State "Deeper Sleep" für den Akkubetrieb aktivieren bzw. deaktivieren. Bei ThinkPads macht das BIOS ein "transparentes Remapping" des C4-State auf den C3-State, d.h. PowerTOP sieht dann den C4-State nicht, obwohl dieser aktiviert wird. Stattdessen werden die C4-States mit bei den C3-States zusammengefasst. Leider lässt sich durch dieses transparente Remapping nicht feststellen, ob der besonders stromsparende C4-State sauber läuft bzw. zu welchem Zeitanteil er erreicht wird. Nur das typische [[Geräuschentwicklung_reduzieren#C4-Fiepen|C4-Fiepen]] liefert dann einen Hinweis. Aktivieren des C4-States bringt jedenfalls etwa 1,5 Watt Einsparungen beim Stromverbrauch.

== Einfluss der Core-Spannung ==

Die Leistungsaufnahme hängt linear vom Takt und quadratisch von der Spannung ab. Die Absenkung der Core-Spannung - Undervolting - ist demnach je nach CPU unterschiedlich effektiv.

Bei aktuellen CPU's bringt Undervolting vornehmlich Einsparungn bei hoher Last, da diese ansonsten so viel Zeit wie möglich in den C-States verbringen, wodurch die P-States (welche durch Undervolten mit niedrigerer Spannung betrieben werden) nur noch vernachlässigbaren Einfluss auf den Stromvebrauch haben. In den C3/C4-Sleep-States schaltet die CPU Teile komplett ab, wodurch auch ohne explizites Undervolting weniger Spannung gebraucht wird. Wird die CPU aufgeweckt, geht sie kurz auf Maximaltakt, erledigt die Aufgabe und fällt zurück in den Sleepstate. Je nachdem wie weit sich für eine konkrete CPU die Kernspannung reduzieren läßt, reduziert sich entsprechend auch die Stromaufnahme der P-States - dies bewegt sich etwa in der Größenordnung von 10-20%. Die Gesamteinsparung errechnet sich dann durch Multiplikation mit dem Anteil des P-States.

Beispiel: arbeitet eine CPU 33% Zeitanteil in P-States, reduziert sich die Leistungsaufnahme um insgesamt etwa 5%, wenn man von rund 15% Verringerung der Leistungsaufnahme im den P-States selber durch Undervolting ausgehen kann.
Zu beachten ist hier jedoch noch, dass die minimal mögliche Spannung bei niedrigen P-States geringer vom Originalwert abweicht als bei höheren.

Bei älteren CPU's ohne C-States sind die P-States die primären Sparfunktionen, wodurch Undervolting hier auch im Niedriglastbereich durchaus 10-15% reduzierte Stromaufnahme erreichen kann (nur bei Centrinos der ersten Generationen, seit Dual Core wurden Sperren eingebaut für niedrigste Spannungen).

Interessanter Weise unterscheiden sich normale T- und Low Voltage-CPUs von Intel gar nicht, siehe [[Vista_Stromverbrauch_senken#Undervolting|Intel Low Voltage-Skandal]].

== CPU-Wakeups optimieren ==

Die meisten Wakeups gehen auf Kosten des TouchPads bzw. des Trackpoints, bis zu 400 Interrupts sind hier normal. Ansonsten sollte die Zahl der Wakeups pro Sekunde bei unter 50 liegen. Instant-Messenger wie Skype sorgen dabei für circa 20 Wakeups/s, WLAN, ACPI und animierte Taskbar-Icons sind weitere Aufwecker. Stromschlucker die oft übersehen werden sind auch Webseiten mit Java, Flash oder Ajax. Ein nackter Desktop läuft mit unter 20 Wakeups/s. Hierbei unterscheiden sich Gnome, KDE oder XFCE übrigens kaum.

Neu seit Kernel 2.6.24 gibt es zudem "Rescheduling Interrupts" auf Mehrkern-CPUs. Hierbei wird die Verarbeitung der Wakeup-Interrupts auf die Kerne verteilt, so dass die CPU insgesamt trotzdem länger in den Sleep-Zuständen verweilen kann. Dieses [http://www.irqbalance.org/ Power Aware IRQ Balancing] ist im 2.6.24er-Kernel allerdings noch nicht ganz ausgereift. Der Kernel 2.6.25 produziert deutlich weniger Rescheduling Interrupts.

== USB Autosuspend ==

USB ist ein Polling-basierter Bus, d.h. die CPU muss ständig aufwachen, um auf dem Bus nach Daten zu schauen, selbst wenn dort gar nichts passiert. Dies verhindert auch im Leerlauf, dass die CPU ordentlich in C3/C4-Sleep wechseln kann. Hierzu kann man USB auf Autosuspend stellen, d.h. wenn keine USB-Geräte angeschlossen sind bzw. keine Daten anliegen, können die USB-Chipsätze in einen Stromsparmodus schalten bzw. die Polling-Rate kann reduziert werden. Da viele ältere Geräte (z.B. Drucker, Scanner und auch einige Kameras gehen dann nach wenigen Sekunden Untätigkeit aus) hiermit Probleme haben, ist USB-Autosuspend bei manchen Distributionen per default deaktiviert. Neuere Geräte funktionieren damit aber problemlos und man kann USB-Autosuspend getrost aktivieren. Hot-Pluging, also das Einstecken von USB-Geräten im laufenden Betrieb mit automatischer Erkennung, funktioniert dabei trotzdem. Mit:
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/level
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend
kann man die USB-Konfiguration abfragen (korrekte Ausgabe ist "auto" bzw. Zeit bis Autosuspend aktiviert wird).

PowerTOP macht hier leider falsche Angaben (Versionen 1.8 und 1.9). Zum einen sind die Stromspar-Vorschläge zu USB nur relevant, wenn USB-Treiber im Kernel integriert sind, aber nicht, wenn sie wie in Ubuntu als Kernel-Module konfiguriert sind (CONFIG_USB=m). Zum anderen beruht die Erkennung auf der Abfrage autosuspend=0, was aber ab Kernel 2.6.22 lediglich bedeutet, dass 0 Sekunden bis zum Autosuspend gewartet wird (vorher bedeutete es, dass Autosuspend abgeschaltet ist, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/powertop/+bug/136549 Bugreport]). Folgende ansonsten oft vorgeschlagene Methode hat daher keinen Effekt:
for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
bzw.
for i in /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend; do echo 1 > $i; done

Jedenfalls ist in Ubuntu Hardy usbcore als Modul konfiguriert und per default ist autosuspend bereits aktiviert.

Bei anderen Distributionen ist ggf. das usbcore Module auf Autosuspend zu stellen, am besten über Module-Optionen in /etc/modprobe.d/options (Debian/Ubuntu):
options usbcore autosuspend=1

Folgende ebenfalls oft vorgeschlagene Alternative funktioniert nur, wenn Autosuspend bei der Compilierung des Kernels aktiviert wurde (in Ubuntu Gutsy und Hardy ist dies ''nicht'' der Fall):
Bootoption "usbcore autosuspend=1" an die Kernel-Kommandozeile oder in der GRUB Konfiguration

Dennoch verbringt die CPU bei einer Out-of-th-Box Installation von Ubuntu Hardy etwa die Hälfte der Zeit in C2-Sleep, statt in C3/C4 zu gehen. Ursache ist ein Fehler im USB 1.1 Modul (uhci_hcd), das permanent Busmaster-Zugriff (DMA) erzeugt, selbst ohne angeschlossene USB-Geräte. Dies verhindert, dass die CPU in tiefere Schlafzustände gelangt (im DMA-Betrieb musst die CPU die Cache-Kohärenz mit dem RAM gewährleisten und kann daher nicht schlafen). Entladen des USB-Moduls sorgt dafür, das die CPU nicht mehr am Schlafen gehindert wird:
rmmod uhci_hcd
Der Anteil von C1 und C2 sollte damit auf 0% fallen und der Anteil an C3/C4-Sleep sollte im Niedriglastbereich dann über 95% liegen, was etwa 1-2 Watt reduzierten Strombedarf bringt.
Bei Bedarf lässt sich das USB-Modul wieder laden (wird für USB 1.1-Geräte benötigt, USB 2.0-Geräte laufen auch ohne dieses Modul):
modprobe uhci_hcd

Leider sind sowohl der Fingerprint Reader als auch Bluetooth über USB 1.1 angebunden und lassen sich ohne das Modul uhci_hcd nicht nutzen. Um beides zu kriegen - niedrigen Stromverbauch und trozdem funktionierenden Fingerprint Reader - müsste das Modul per Script jeweils temporär geladen bzw. wieder entladen werden. Gleiches gilt für die Nutzung der Bluetooth Schnittstelle oder anderer USB 1.1 Geräte. Hierfür ist bisher keine automatisierte Lösung bekannt.

== Grafikkarten ==

Integrierte Intel-Grafikkarten und NVIDIA Grafikkarten werden i.d.R. bei der Installation von Ubuntu Hardy automatisch erkannt und die Stromsparfunktionen aktiviert. Bei ATI-Karten muss man hierzu unter System/Hardware Treiber den "Beschleunigten Grafik-Treiber von ATI" aktivieren und rebooten. Abfragen des Modus mit:
aticonfig --lsp
Aktivieren der Stromsparfunktion bringt etwa 3 Watt:
aticonfig --set-powerstate=1
Für Modelle mit Nvidia Grafik sollte man in der /etc/X11/xorg.conf in der Section "Device" Folgendes hinzufügen, damit werden die von dem Grafikchip ausgehenden Wakeups im einfachen 2D Betrieb nahezu vollständig eliminiert.
Option "OnDemandVBlankInterrupts" "true"

siehe auch:
* http://wiki.ubuntuusers.de/Strom_sparen
* http://wiki.cchtml.com/index.php/Ubuntu_Hardy_Installation_Guide

== Festplatte abschalten ==

Festplatte mit Laptop Mode kontrollieren und zum Stromsparen abschalten (wird bei Office-Arbeiten oder zum Web-Surfen nicht benötigt):
* Festplatte dazu auf maximales Stromsparen stellen (hdparm -B 1)
* Dirty Writeback Time des RAM-Caches für die Festplatte hochsetzen, z.B. auf 30 Minuten (Default ist 5 Sekunden), das sind 180000 Centisecs
* die Spindown on idle Zeit, also wie lange die Platte untätig bleibt, bevor sie abschaltet, entsprechend runter setzen, z.B. auf 1 Sekunde (mehr ist nicht nötig)
* Zusätzlich sind einige Log-Zugriffe abzuschalten syslog, noatime (siehe Doku zu Laptop Mode Tools)
* Problem: Cache-flush-Bug in Firefox-3 (bis Release Candidate 2): [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox-3.0/+bug/221009 Firefox keeps forcing disk to spin up when browsing because its sqlite storage calls fsync() for every recorded entry]
* [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox/+bug/160513 Änliches Problem] besteht in Firefox-2
* Man kann nun das ständige Flushen des RAM Write Caches in Firefox 3.0 durch die SQLite Voreinstellung "Pragma Syncronous off" abschalten, oder die Datenbank in eine RAM-Disk verlegen. Oder einen anderen Browser benutzen, Epiphany oder Opera erzeugen z.B. keine Festplattenzugriffe (am Write Cache vorbei).
* Nachtrag: im Final Release von Forefox 3.0 wurde der fsync-Bug weitgehend behoben, so dass ein Arbeiten ohne Festplattenzugriff nun auch mit Firefox möglich ist.
* die Platte bleibt damit solange aus, bis man wieder auf sie explizit zugreift. Mehrere Stunden Surfen ohne einen einzigen Plazzenzugriff ist kein Problem (lediglich Writeback Zeit entsprechend einstellen).
* mit ausreichend RAM (hier 3GB) und wenn man lange genug arbeitet ohne zu booten (Ram Cache bleibt erhalten, auch nach Sleep/Resume oder Hibernate) stehen die meisten Daten im Cache und die Festplatte wird fast nicht benutzt
* auch megabyteweise Downloads z.B. ein PDF-File und anschließendes Öffnen im PDF-Viewer erzeugt so dank Write-Caching keinen einzigen Plattenzugriff.
* ohne Lüfter- und Festplattenaktivität ist der Laptop fast unheimlich...

== Lüftersteuerung mit ThinkPad_Fan_Control ==

[[Bild:Fancontrol_Screenshot.png|thumb|ThinkPadFanControl erlaubt die Einstellung einer Triggerschwelle für alle Temperatursensoren]]

* [http://www.gambitchess.org/mediawiki/index.php/ThinkPad_Fan_Control Homepage ThinkPad_Fan_Control]
* Funktioniert einwandfrei mit Ubuntu Hardy
* Lässt den Lüfter bis zu einer einstellbaren Temperatur aus, darüber wird auf Hardwaresteuereung (BIOS) umgeschaltet

Dadurch erhält man kein weiches Anlaufen des Lüfters und oberhalb der eingestellten Schwelle zu hohe Drehzahlen, was sich leider nicht ändern lässt. Allerdings benötigt dieser Ansatz vergleichsweise wenige CPU Wakeups. In Ubunty Hardy gehen die ACPI Wakeups lediglich von circa 5 pro Sekunde auf etwa 10-25 pro Sekunde hoch. Dies entspricht (bei geringer Last) etwa einem Mehrverbrauch von 0,1 Watt (bei hoher Last haben diese Wakeups keinen Einfluss auf den Stromverbrauch).

Siehe auch [[Lüftersteuerung]]

== Stromhungrige Anwendungen ==

* mit TOP bzw. PowerTOP die Hauptverdächtigen anzeigen lassen, dann sieht man welche Prozesse/Anwendungen Last bzw. WakeUps verursachen
* oft übersehen wird der Browser als Lastfaktor. Etliche Webseiten haben inzwischen '''Java Script Animationen''' laufen, die bei diversen offenen Tabs schnell zu erheblichem Stromverbrauch führen. Wer im Akkubetrieb möglichst lange surfen möchte, sollte '''Java Script''' also in seinen Browser-Einstellungen deaktivieren. Allerdings werden dann auch einige erwünschte Effekte nicht dargestellt, beispielsweise verlangen viele WYSIWYG-Browser-Editoren Java Script. Leider gibt es bei den gängigen Browsern noch keine Möglichkeit, nur für bestimmt Webseiten oder für Teile daraus Java Script zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Auch '''Flash-Animationen''' und Flash-Videos sind ausgemachte Stromfresser. Diese starten - im Gegensatz zu Java Script Animationen - aber meistens erst, wenn man sie anclickt. Hinzu kommen '''Web 2.0''' Goodies wie Ajax. Leider belasten diese dynamischen Browser-Elemente den Rechner, auch wenn sie gar nicht angezeigt werden. Wer also '''tabbed browsing''' im Akkubetrieb macht, sollte bedenken, dass auch die nicht sichtbaren Tabs den Rechner belasten. Der Einfluss auf den Stromverbrauch ist erheblich, eine einzige dynamische Webseite sorgt bereits typisch für einige Watt Mehrverbrauch. Wer seine Mails also beispielsweise direkt über Google-Mail im Browser ließt, sollte diese Seite im Akkubetrieb nicht ständig im Hintergrund (als Tab) offen halten (besser für den Strombedarf: Mails per POP bzw IMAP abrufen).
* '''Scrolling''', '''Zooming''' und '''Rendering''': Die Ressorcenbelastung durch den Browser ist beim Rendering erheblich. Beim Scrolling mit aktivierter Smooth Option und Full Page Zooming, kommt ein System - speziell bei Intel Grafik in Verbindung mit aktiviertem Compositing und hoher Display-Auflösung - schnell an die Leistungsgrenze. Mehr zu den für den Stromverbrauch besten Einstellungen der Scrolling-Optionen der Browser in [http://www.thinkpad-forum.de/thinkpad-software/windows/43955-welcher-browser-ist-der-akku-freundlichste/ diesem Thread].
* '''dynamische Taskbar-Applets''' (etwa zum Anzeigen der CPU-Auslastung) oder Desktop-Applets (z.B. Anzeige einer Uhr mit Sekundenzeiger), erzeugen etliche Wakeups und sorgen schnell für ein paar Watt Mehrverbrauch auf einem ansonsten unbelasteten Rechner
* als Faustregel gilt: alles was sich bewegt, blinkt bzw. sonstwie dynamisch aktualisiert werden muss, erzeugt CPU-Wakeups, stört die CPU beim Schlafen und verbraucht damit Strom

== Diverse Linux Stromspar-Tipps ==

* neuesten Kernel benutzen. Standard in Ubuntu Hardy Heron ist 2.6.24. Zum Upgraden des Kernels siehe [[Kernel compilieren]]. Ein Upgrade von Kernel 2.6.24 auf 2.6.25 bringt auf Core Duo Prozessoren etwa 0,5 Watt. Ursache sind Verbesserungen beim IRQ-Balancing (in Powertop als "Rescheduling Interruts" angezeigt).
* PowerTOP starten und Stromspar-Vorschläge ausführen sowie die laufenden Prozesse auf Wakeup-Übeltäter durchforsten und ggf. beenden
* Optional: Undervolting (bringt Reduzierung des Stromverbrauchs bei höherer Last)
* zugehöriger [http://www.thinkpad-forum.de/thread.php?postid=351458 Thread im Thinkpad-Forum]
* Stromfresser sind vor allem USB 1.* (uhci_hcd), der _alte_ Bluetooth Treiber (leider sind die Broadcom Chips in den TPs per legacy USB angeschlossen), der CardBus für pcmcia etc., Musikapplikationen, Animationen, grafische Spielereien wie Compiz etc.
* Firefox Disk Cache disablen (über about:config), das reduziert die Festplattenzugriffe (dies spielt bei aktiviertem RAM Write Caching aber keine Rolle)
* [http://www.lesswatts.org/tips/graphics.php Framebuffer compression], bringt etwa 0,6 Watt laut Intel

== BIOS & Stromsparen ==

* Spezifisch für T61: Bios Version 1.26 ist scheinbar die sparsamste, macht ~2Watt aus im Vergleich zu 2.10. Bios Version (nur bei Meroms, also Prozessoren der T7* Familie). Siehe auch [[Vista_Stromverbrauch_senken#Richtige_BIOS-Version_w.C3.A4hlen|Vista, BIOS & Stromsparen]].

== WLAN Stromsparen ==

Stromsparmodus der WLAN-Karte aktivieren bei ipw-Treibern:
iwpriv eth0 set_power 5

Für iwl-Treiber:
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
oder
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl4965/*/power_level

WLAN Stromsparmodus spart etwa 0,25-0,5 Watt (je nach Belastung) und sorgt zudem für eine kühlere WLan Karte (liegt bei vielen Thinkpad-Modellen - z.B. [[TP-Modelle#X-Serie|X-Serie]] - unter der rechten Handballenauflage).

== Stromspar-Änderungen persistent machen ==

Im Startupscript etc/rc.local kann man die Einstellungen persistent machen, hier eine Beispieldatei (x61t):

# By default this script does nothing.
# Trackpoint sensibler (empfohlen für Trackpoint-Experten)
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/sensitivity
# und schneller
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/speed

# Wake-on-Lan aus
ethtool -s eth0 wol d

# PCI Geräte stromsparen
for i in /sys/bus/pci/devices/*/power_level ; do echo 5 > $i ; done

# WLAN stromsparen, hier 3945agb mit iwl-treibern
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
# WLAN Stromsparen bei intel2200 (z.B. T43)
# iwpriv eth1 set_power 5

# Sound stromsparen nach 4 sec
echo 4 > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save
# Sound stromsparen auf AC97 Chipsätzen (z.B. T40 - T43)
# echo 1 > /sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save

# xbacklight aktivieren (Workaround für einen Bug in Hardy-Alpha-6)
# xrandr --output LVDS --set BACKLIGHT_CONTROL native
# USB autosuspenden (bringt ab Kernel 2.6.22 nichts mehr)
# for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
# Laptop Mode aktivieren
echo 5 > /proc/sys/vm/laptop_mode
# governor auf ondemand
echo ondemand > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

# Stromsparenden Scheduler für Multicore Systeme aktivieren
echo 1 > /sys/devices/system/cpu/sched_mc_power_savings
# AHCI Link Power Management. Auskommentiert wenn statt AHCI
# "Compatibility Mode" im Bios aktiviert ist; min_power bedingt
# ein sehr langsames Suspend to Ram
echo medium_power > /sys/class/scsi_host/host0/link_power_management_policy

# Falls CD Laufwerk vorhanden das Polling abschalten
# hal-disable-polling --device /dev/cdrom
# Dirty Writeback Time vergrößern für weniger Festplattenaktivität
# 180000 Centisecs entspricht 30 Minuten Ruhe ((macht auch Laptop Mode)
echo 180000 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
# Bluetooth abschalten
hciconfig hci0 down ; rmmod hci_usb
exit 0

Unnötige Kernel-Module in die Blacklist /etc/modprobe.d/blacklist (deaktiviert PCMCIA, USB, FireWire, späteres manuelles Nachtladen der Module ist kein Problem):

# folgende Module nicht laden wegen Wakeups/Stromverbrauch
blacklist pcmcia
blacklist yenta_socket
# blacklist ehci_hcd # Bedingt keine Wakeups, nur bei angeschlossenen Geräten
blacklist uhci_hcd # USB 1.1, verbraucht 1-2 Watt!
blacklist usbcore
blacklist ohci1394
blacklist sbp2
blacklist ieee1394

Einige Module werden schon während der initramfs-Phase geladen. Die blacklist auch dort durchsetzen durch:
update-initramfs -u

== Zusammenspiel Laptop Mode Tools und Gnome Power Manager ==
Dummer Weise überschreibt der Gnome Power Manager (GPM) beim Wechsel Akku/AC die Dirty Writeback Time, siehe auch [http://forum.ubuntuusers.de/topic/166821/?p=1428216#1428216 diesen Thread] auf ubuntuusers. Das heißt, man muss sie jedes mal manuell oder per script wieder auf den gewünschten Wert setzen. Hierzu ist bisher keine saubere Lösung bekannt, außer den GPM zu deaktivieren. Der GPM übernimmt aber auch einige weitere Funktionen, etwa die Keycodes. Denn leider funktionieren im 2.6.24 Kernel die Fakekey propagates durch den kernel nicht, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/linux/+bug/217504 Bugreport], d.h. ohne GPM funktionieren die HotKeys nicht. Ein Workaround sind setkeycode Befehle für jede Taste, die der Kernel durchlassen soll, diese kann man in /etc/rc.local persistent machen.

Ein anderes Problem ist, dass einige Schnittstellen nach einem Suspend/Resume ihre Einstelungen verlieren, so wird etwa Wake-on-Lan nach dem Aufwachen immer wieder aktiviert.

== Debugging ==

Zum Debugging hilfreich:
Überprüfen der Dirty Writeback Zeit geht mit:
cat /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
Ob Laptop Mode aktiviert ist, prüft man mit:
cat /proc/sys/vm/laptop_mode
(0 bedeutet aus; >0 bedeutet an)

Gnome Power Manager abschalten:
killall gnome-power-manager

== Links ==

* [http://www.lesswatts.org lesswatts] - Stromsparen-auf-Linux-Projekt von Intel
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/Idle_consumptions Idle Watt Tabelle] für alle Thinkpad-Modelle unter Linux
* [http://wiki.ubuntu.com/power-management-in-Ubuntu Power Management] - Stromspar-Seite im englischen Ubuntu-Forum
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/How_to_reduce_power_consumption Stromspar-Anleitung] im englischen ThinkWiki
* [http://de.gentoo-wiki.com/Aktivieren_von_Stromsparfunktionen Aktivieren von Stromsparfunktionen] - sehr detaillierte deutsche Anleitung im Gentoo-Wiki

[[Category:Linux]]
[[Category:Stromsparen]]
[[Kategorie:Kandidat_Lesenswerter_Artikel]]

Linux Stromsparen

2008-07-18T15:08:54Z

Dasvieh: /* Grafikkarten */

Diese Seite diskutiert Maßnahmen zum Strom sparen unter Linux. Es werden aber auch einige generelle Faktoren erörtert, die den Stromverbrauch beeinflussen, so dass dieser Beitrag auch für Windows-Nutzer interessant sein dürfte.

== Stromverbrauch Linux im Vergleich zu Windows ==

Linux lag bezüglich des Stromverbrauchs lange Zeit abgeschlagen hinter Windows. Daher war Linux auf Notebooks nicht besonders verbreitet. Diese Situation hat sich seit stromsparenden Änderungen am Linux-Kernel umgekehrt (insbesondere durch [http://www.lesswatts.org/projects/tickless/ Dynticks] seit Kernel 2.6.21 vom April 2007). Dank optimierter Kernel-Interrupts und verbesserter Übergänge der P- und C-States konnte die Stromaufnahme der CPU unter Linux deutlich reduziert werden, siehe [http://www.lesswatts.org/results/mobile/ Grafik] von [http://www.lesswatts.org lesswatts.org], der Intel-Seite zum Stromsparen unter Linux.

Aber die CPU macht nur einen kleinen Anteil des Gesamtstromverbrauchs aus. So entfallen etwa auf Grafikkarte und Display oft mehr als die Hälfte des Stromverbrauchs des Gesamtsystems. Und ohne aktivierte Stromsparmechanismen verpulvert die WLAN-Schnittstelle unnötig Leistung. Der Stromverbrauch hängt also stark von der spezifischen Hardware und den Treibern ab.

Für ältere Hardware sind stromeffiziente Treiber oft nur für Windows vorhanden. Auf einem [[T40]] beispielsweise hat man schlechte Chancen, den Stromverbrauch mit Linux auf die Verbrauchswerte von Windows zu drücken. Für die neueren Modelle sind die Linux-Treiber aber recht stromsparoptimiert. Hier hat Linux in den letzten Monaten enorm aufgeholt. Die integrierte Intel-Grafik oder auch die gängigen Grafikkarten von ATI und NVIDIA werden ab der Generation des ThinkPad T43 gut unterstützt.

Da Linux durch das effektivere Paketmanagement (bessere Wiederverwendung von Software-Teilen) weniger Speicher benötigt und auch die CPU geringer belastet, liegt der Verbrauch von Linux etwas unter dem von Windows. Zudem eröffnet Linux mehr Möglichkeiten zum Stromsparen: Abschalten der Fesplatte, des DVD-Laufwerks und USB sowie optimieren der CPU-Wakeups gestaltet sich unter Windows deutlich schwieriger. Dank [http://www.lesswatts.org/projects/powertop/ PowerTOP], einem Tool von Intel, das die Hauptverbaucher identifiziert, wird unter Linux auch stärker auf die Stromsparoptimierung von Anwendungen geachtet. Als Daumenregel gilt daher, dass man unter Linux mit einem etwa ''10% niedrigeren Stromverbrauch im Vergleich zu Windows'' rechnen kann.

Allerdings erreichen beide Betriebssysteme ihr Stromsparpotenzial nicht out-of-the-box, stattdessen bedarf es einiger optimierender Einstellungen. Unter Linux sind dazu nachfolgende Tipps zu berücksichtigen (für Windows siehe [[Vista Stromverbrauch senken]]).

== Einfluss der CPU-States auf den Stromverbrauch ==

[[Bild:Powertop_Screenshot.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot unter einem frisch installierten Xubuntu Hardy auf einem x61t. Wie man sieht, verbringt die CPU zu viel Zeit in C2 statt in C3/C4. Durch das transparente Remapping werden C4-States als C3-States angezeigt.]]

[[Bild:PowerTOP_Screenshot_nx8220.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot auf einem HP nx8220, der anders als ThinkPads kein C4-BIOS-Remapping macht. Dadurch werden C4-States separat angezeigt.]]

Maßgeblich für den Stromverbrauch des Prozessors ist der Zeitanteil, den er in den unterschiedlichen Zuständen verbringt. Es gibt die P-States, in denen der Prozessor läuft, diese States unterscheiden sich durch unterschiedliche Taktung. Im höchsten Takt steigt der Verbraucht des Prozessors in den Bereich der spezifizierten [http://de.wikipedia.org/wiki/Thermal_Design_Power Thermal Design Power] (TDP), für einen Mobile Core-2-Duo liegt die TDP beispielsweise bei 35 Watt. In der Praxis liegt die Stromaufnahme des Prozessors aber meist deutlich unter dieser Maximalangabe.

Entscheidende Einsparungen beim Stromverbrauch erreichen die C-States Deep Sleep (C3) und Deeper Sleep (C4). Hier ist der Prozessor untätig und es werden bestimmte Bereiche der CPU abgeschaltet. Im Prinzip sollte der Prozessor bei Untätigkeit immer in den tiefsten C-State schalten, also in C4. Im C4-State werden die CPU-Kerne, die Level-1 Caches und auch der Level-2 Cache abgeschaltet und die Versorgungsspannung reduziert, so dass der Stromverbrauch der CPU unter 2 Watt geht. Das Abschalten dauert aber etwas Zeit. Wenn die CPU zu oft durch Arbeitsanforderungen unterbrochen wird, erreicht sie demzufolge nur die höheren Sleep-Zustände C1 bzw. C2 die weniger Bereiche der CPU von der Stromzufuhr abkoppeln und demzufolge nur geringe Einsparungen bringen. Um den Stromverbrauch der CPU zu minimieren gilt es daher, die Ursache für CPU-Wakeups aufzuspüren. Hierzu hat Intel ein Tool entwickelt: PowerTOP. Dies ermittel die Zeitanteile der CPU in den aktiven P-States und in den stromsparenden C-Sleep-States und zeigt an, welche Prozesse die CPU durch Wakeup-Interrupts aus den C-Sleep-States aufwecken.

== Stromsparen durch Deeper Sleep C4 ==

Im Office- und Surf-Betrieb wird eine moderne CPU kaum ausgelastet und verbringt über 95% im C4-Sleep-State.

Abhängig vom BIOS lässt sich der C4-State "Deeper Sleep" für den Akkubetrieb aktivieren bzw. deaktivieren. Bei ThinkPads macht das BIOS ein "transparentes Remapping" des C4-State auf den C3-State, d.h. PowerTOP sieht dann den C4-State nicht, obwohl dieser aktiviert wird. Stattdessen werden die C4-States mit bei den C3-States zusammengefasst. Leider lässt sich durch dieses transparente Remapping nicht feststellen, ob der besonders stromsparende C4-State sauber läuft bzw. zu welchem Zeitanteil er erreicht wird. Nur das typische [[Geräuschentwicklung_reduzieren#C4-Fiepen|C4-Fiepen]] liefert dann einen Hinweis. Aktivieren des C4-States bringt jedenfalls etwa 1,5 Watt Einsparungen beim Stromverbrauch.

== Einfluss der Core-Spannung ==

Die Leistungsaufnahme hängt linear vom Takt und quadratisch von der Spannung ab. Die Absenkung der Core-Spannung - Undervolting - ist demnach je nach CPU unterschiedlich effektiv.

Bei aktuellen CPU's bringt Undervolting vornehmlich Einsparungn bei hoher Last, da diese ansonsten so viel Zeit wie möglich in den C-States verbringen, wodurch die P-States (welche durch Undervolten mit niedrigerer Spannung betrieben werden) nur noch vernachlässigbaren Einfluss auf den Stromvebrauch haben. In den C3/C4-Sleep-States schaltet die CPU Teile komplett ab, wodurch auch ohne explizites Undervolting weniger Spannung gebraucht wird. Wird die CPU aufgeweckt, geht sie kurz auf Maximaltakt, erledigt die Aufgabe und fällt zurück in den Sleepstate. Je nachdem wie weit sich für eine konkrete CPU die Kernspannung reduzieren läßt, reduziert sich entsprechend auch die Stromaufnahme der P-States - dies bewegt sich etwa in der Größenordnung von 10-20%. Die Gesamteinsparung errechnet sich dann durch Multiplikation mit dem Anteil des P-States.

Beispiel: arbeitet eine CPU 33% Zeitanteil in P-States, reduziert sich die Leistungsaufnahme um insgesamt etwa 5%, wenn man von rund 15% Verringerung der Leistungsaufnahme im den P-States selber durch Undervolting ausgehen kann.
Zu beachten ist hier jedoch noch, dass die minimal mögliche Spannung bei niedrigen P-States geringer vom Originalwert abweicht als bei höheren.

Bei älteren CPU's ohne C-States sind die P-States die primären Sparfunktionen, wodurch Undervolting hier auch im Niedriglastbereich durchaus 10-15% reduzierte Stromaufnahme erreichen kann (nur bei Centrinos der ersten Generationen, seit Dual Core wurden Sperren eingebaut für niedrigste Spannungen).

Interessanter Weise unterscheiden sich normale T- und Low Voltage-CPUs von Intel gar nicht, siehe [[Vista_Stromverbrauch_senken#Undervolting|Intel Low Voltage-Skandal]].

== CPU-Wakeups optimieren ==

Die meisten Wakeups gehen auf Kosten des TouchPads bzw. des Trackpoints, bis zu 400 Interrupts sind hier normal. Ansonsten sollte die Zahl der Wakeups pro Sekunde bei unter 50 liegen. Instant-Messenger wie Skype sorgen dabei für circa 20 Wakeups/s, WLAN, ACPI und animierte Taskbar-Icons sind weitere Aufwecker. Stromschlucker die oft übersehen werden sind auch Webseiten mit Java, Flash oder Ajax. Ein nackter Desktop läuft mit unter 20 Wakeups/s. Hierbei unterscheiden sich Gnome, KDE oder XFCE übrigens kaum.

Neu seit Kernel 2.6.24 gibt es zudem "Rescheduling Interrupts" auf Mehrkern-CPUs. Hierbei wird die Verarbeitung der Wakeup-Interrupts auf die Kerne verteilt, so dass die CPU insgesamt trotzdem länger in den Sleep-Zuständen verweilen kann. Dieses [http://www.irqbalance.org/ Power Aware IRQ Balancing] ist im 2.6.24er-Kernel allerdings noch nicht ganz ausgereift. Der Kernel 2.6.25 produziert deutlich weniger Rescheduling Interrupts.

== USB Autosuspend ==

USB ist ein Polling-basierter Bus, d.h. die CPU muss ständig aufwachen, um auf dem Bus nach Daten zu schauen, selbst wenn dort gar nichts passiert. Dies verhindert auch im Leerlauf, dass die CPU ordentlich in C3/C4-Sleep wechseln kann. Hierzu kann man USB auf Autosuspend stellen, d.h. wenn keine USB-Geräte angeschlossen sind bzw. keine Daten anliegen, können die USB-Chipsätze in einen Stromsparmodus schalten bzw. die Polling-Rate kann reduziert werden. Da viele ältere Geräte (z.B. Drucker, Scanner und auch einige Kameras gehen dann nach wenigen Sekunden Untätigkeit aus) hiermit Probleme haben, ist USB-Autosuspend bei manchen Distributionen per default deaktiviert. Neuere Geräte funktionieren damit aber problemlos und man kann USB-Autosuspend getrost aktivieren. Hot-Pluging, also das Einstecken von USB-Geräten im laufenden Betrieb mit automatischer Erkennung, funktioniert dabei trotzdem. Mit:
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/level
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend
kann man die USB-Konfiguration abfragen (korrekte Ausgabe ist "auto" bzw. Zeit bis Autosuspend aktiviert wird).

PowerTOP macht hier leider falsche Angaben (Versionen 1.8 und 1.9). Zum einen sind die Stromspar-Vorschläge zu USB nur relevant, wenn USB-Treiber im Kernel integriert sind, aber nicht, wenn sie wie in Ubuntu als Kernel-Module konfiguriert sind (CONFIG_USB=m). Zum anderen beruht die Erkennung auf der Abfrage autosuspend=0, was aber ab Kernel 2.6.22 lediglich bedeutet, dass 0 Sekunden bis zum Autosuspend gewartet wird (vorher bedeutete es, dass Autosuspend abgeschaltet ist, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/powertop/+bug/136549 Bugreport]). Folgende ansonsten oft vorgeschlagene Methode hat daher keinen Effekt:
for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
bzw.
for i in /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend; do echo 1 > $i; done

Jedenfalls ist in Ubuntu Hardy usbcore als Modul konfiguriert und per default ist autosuspend bereits aktiviert.

Bei anderen Distributionen ist ggf. das usbcore Module auf Autosuspend zu stellen, am besten über Module-Optionen in /etc/modprobe.d/options (Debian/Ubuntu):
options usbcore autosuspend=1

Folgende ebenfalls oft vorgeschlagene Alternative funktioniert nur, wenn Autosuspend bei der Compilierung des Kernels aktiviert wurde (in Ubuntu Gutsy und Hardy ist dies ''nicht'' der Fall):
Bootoption "usbcore autosuspend=1" an die Kernel-Kommandozeile oder in der GRUB Konfiguration

Dennoch verbringt die CPU bei einer Out-of-th-Box Installation von Ubuntu Hardy etwa die Hälfte der Zeit in C2-Sleep, statt in C3/C4 zu gehen. Ursache ist ein Fehler im USB 1.1 Modul (uhci_hcd), das permanent Busmaster-Zugriff (DMA) erzeugt, selbst ohne angeschlossene USB-Geräte. Dies verhindert, dass die CPU in tiefere Schlafzustände gelangt (im DMA-Betrieb musst die CPU die Cache-Kohärenz mit dem RAM gewährleisten und kann daher nicht schlafen). Entladen des USB-Moduls sorgt dafür, das die CPU nicht mehr am Schlafen gehindert wird:
rmmod uhci_hcd
Der Anteil von C1 und C2 sollte damit auf 0% fallen und der Anteil an C3/C4-Sleep sollte im Niedriglastbereich dann über 95% liegen, was etwa 1-2 Watt reduzierten Strombedarf bringt.
Bei Bedarf lässt sich das USB-Modul wieder laden (wird für USB 1.1-Geräte benötigt, USB 2.0-Geräte laufen auch ohne dieses Modul):
modprobe uhci_hcd

Leider sind sowohl der Fingerprint Reader als auch Bluetooth über USB 1.1 angebunden und lassen sich ohne das Modul uhci_hcd nicht nutzen. Um beides zu kriegen - niedrigen Stromverbauch und trozdem funktionierenden Fingerprint Reader - müsste das Modul per Script jeweils temporär geladen bzw. wieder entladen werden. Gleiches gilt für die Nutzung der Bluetooth Schnittstelle oder anderer USB 1.1 Geräte. Hierfür ist bisher keine automatisierte Lösung bekannt.

== Grafikkarten ==

Integrierte Intel-Grafikkarten und NVIDIA Grafikkarten werden i.d.R. bei der Installation von Ubuntu Hardy automatisch erkannt und die Stromsparfunktionen aktiviert. Bei ATI-Karten muss man hierzu unter System/Hardware Treiber den "Beschleunigten Grafik-Treiber von ATI" aktivieren und rebooten. Abfragen des Modus mit:
aticonfig --lsp
Aktivieren der Stromsparfunktion bringt etwa 3 Watt:
aticonfig --set-powerstate=1
Für Modelle mit Nvidia Grafik sollte man in der /etc/X11/xorg.conf in der Section "Device" folgendes hinzufügen, damit werden die von dem Grafikchip ausgehenden Wakeups im einfachen 2D Betrieb nahezu vollständig eliminiert.
Option "OnDemandVBlankInterrupts" "true"

siehe auch:
* http://wiki.ubuntuusers.de/Strom_sparen
* http://wiki.cchtml.com/index.php/Ubuntu_Hardy_Installation_Guide

== Festplatte abschalten ==

Festplatte mit Laptop Mode kontrollieren und zum Stromsparen abschalten (wird bei Office-Arbeiten oder zum Web-Surfen nicht benötigt):
* Festplatte dazu auf maximales Stromsparen stellen (hdparm -B 1)
* Dirty Writeback Time des RAM-Caches für die Festplatte hochsetzen, z.B. auf 30 Minuten (Default ist 5 Sekunden), das sind 180000 Centisecs
* die Spindown on idle Zeit, also wie lange die Platte untätig bleibt, bevor sie abschaltet, entsprechend runter setzen, z.B. auf 1 Sekunde (mehr ist nicht nötig)
* Zusätzlich sind einige Log-Zugriffe abzuschalten syslog, noatime (siehe Doku zu Laptop Mode Tools)
* Problem: Cache-flush-Bug in Firefox-3 (bis Release Candidate 2): [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox-3.0/+bug/221009 Firefox keeps forcing disk to spin up when browsing because its sqlite storage calls fsync() for every recorded entry]
* [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox/+bug/160513 Änliches Problem] besteht in Firefox-2
* Man kann nun das ständige Flushen des RAM Write Caches in Firefox 3.0 durch die SQLite Voreinstellung "Pragma Syncronous off" abschalten, oder die Datenbank in eine RAM-Disk verlegen. Oder einen anderen Browser benutzen, Epiphany oder Opera erzeugen z.B. keine Festplattenzugriffe (am Write Cache vorbei).
* Nachtrag: im Final Release von Forefox 3.0 wurde der fsync-Bug weitgehend behoben, so dass ein Arbeiten ohne Festplattenzugriff nun auch mit Firefox möglich ist.
* die Platte bleibt damit solange aus, bis man wieder auf sie explizit zugreift. Mehrere Stunden Surfen ohne einen einzigen Plazzenzugriff ist kein Problem (lediglich Writeback Zeit entsprechend einstellen).
* mit ausreichend RAM (hier 3GB) und wenn man lange genug arbeitet ohne zu booten (Ram Cache bleibt erhalten, auch nach Sleep/Resume oder Hibernate) stehen die meisten Daten im Cache und die Festplatte wird fast nicht benutzt
* auch megabyteweise Downloads z.B. ein PDF-File und anschließendes Öffnen im PDF-Viewer erzeugt so dank Write-Caching keinen einzigen Plattenzugriff.
* ohne Lüfter- und Festplattenaktivität ist der Laptop fast unheimlich...

== Lüftersteuerung mit ThinkPad_Fan_Control ==

[[Bild:Fancontrol_Screenshot.png|thumb|ThinkPadFanControl erlaubt die Einstellung einer Triggerschwelle für alle Temperatursensoren]]

* [http://www.gambitchess.org/mediawiki/index.php/ThinkPad_Fan_Control Homepage ThinkPad_Fan_Control]
* Funktioniert einwandfrei mit Ubuntu Hardy
* Lässt den Lüfter bis zu einer einstellbaren Temperatur aus, darüber wird auf Hardwaresteuereung (BIOS) umgeschaltet

Dadurch erhält man kein weiches Anlaufen des Lüfters und oberhalb der eingestellten Schwelle zu hohe Drehzahlen, was sich leider nicht ändern lässt. Allerdings benötigt dieser Ansatz vergleichsweise wenige CPU Wakeups. In Ubunty Hardy gehen die ACPI Wakeups lediglich von circa 5 pro Sekunde auf etwa 10-25 pro Sekunde hoch. Dies entspricht (bei geringer Last) etwa einem Mehrverbrauch von 0,1 Watt (bei hoher Last haben diese Wakeups keinen Einfluss auf den Stromverbrauch).

Siehe auch [[Lüftersteuerung]]

== Stromhungrige Anwendungen ==

* mit TOP bzw. PowerTOP die Hauptverdächtigen anzeigen lassen, dann sieht man welche Prozesse/Anwendungen Last bzw. WakeUps verursachen
* oft übersehen wird der Browser als Lastfaktor. Etliche Webseiten haben inzwischen '''Java Script Animationen''' laufen, die bei diversen offenen Tabs schnell zu erheblichem Stromverbrauch führen. Wer im Akkubetrieb möglichst lange surfen möchte, sollte '''Java Script''' also in seinen Browser-Einstellungen deaktivieren. Allerdings werden dann auch einige erwünschte Effekte nicht dargestellt, beispielsweise verlangen viele WYSIWYG-Browser-Editoren Java Script. Leider gibt es bei den gängigen Browsern noch keine Möglichkeit, nur für bestimmt Webseiten oder für Teile daraus Java Script zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Auch '''Flash-Animationen''' und Flash-Videos sind ausgemachte Stromfresser. Diese starten - im Gegensatz zu Java Script Animationen - aber meistens erst, wenn man sie anclickt. Hinzu kommen '''Web 2.0''' Goodies wie Ajax. Leider belasten diese dynamischen Browser-Elemente den Rechner, auch wenn sie gar nicht angezeigt werden. Wer also '''tabbed browsing''' im Akkubetrieb macht, sollte bedenken, dass auch die nicht sichtbaren Tabs den Rechner belasten. Der Einfluss auf den Stromverbrauch ist erheblich, eine einzige dynamische Webseite sorgt bereits typisch für einige Watt Mehrverbrauch. Wer seine Mails also beispielsweise direkt über Google-Mail im Browser ließt, sollte diese Seite im Akkubetrieb nicht ständig im Hintergrund (als Tab) offen halten (besser für den Strombedarf: Mails per POP bzw IMAP abrufen).
* '''Scrolling''', '''Zooming''' und '''Rendering''': Die Ressorcenbelastung durch den Browser ist beim Rendering erheblich. Beim Scrolling mit aktivierter Smooth Option und Full Page Zooming, kommt ein System - speziell bei Intel Grafik in Verbindung mit aktiviertem Compositing und hoher Display-Auflösung - schnell an die Leistungsgrenze. Mehr zu den für den Stromverbrauch besten Einstellungen der Scrolling-Optionen der Browser in [http://www.thinkpad-forum.de/thinkpad-software/windows/43955-welcher-browser-ist-der-akku-freundlichste/ diesem Thread].
* '''dynamische Taskbar-Applets''' (etwa zum Anzeigen der CPU-Auslastung) oder Desktop-Applets (z.B. Anzeige einer Uhr mit Sekundenzeiger), erzeugen etliche Wakeups und sorgen schnell für ein paar Watt Mehrverbrauch auf einem ansonsten unbelasteten Rechner
* als Faustregel gilt: alles was sich bewegt, blinkt bzw. sonstwie dynamisch aktualisiert werden muss, erzeugt CPU-Wakeups, stört die CPU beim Schlafen und verbraucht damit Strom

== Diverse Linux Stromspar-Tipps ==

* neuesten Kernel benutzen. Standard in Ubuntu Hardy Heron ist 2.6.24. Zum Upgraden des Kernels siehe [[Kernel compilieren]]. Ein Upgrade von Kernel 2.6.24 auf 2.6.25 bringt auf Core Duo Prozessoren etwa 0,5 Watt. Ursache sind Verbesserungen beim IRQ-Balancing (in Powertop als "Rescheduling Interruts" angezeigt).
* PowerTOP starten und Stromspar-Vorschläge ausführen sowie die laufenden Prozesse auf Wakeup-Übeltäter durchforsten und ggf. beenden
* Optional: Undervolting (bringt Reduzierung des Stromverbrauchs bei höherer Last)
* zugehöriger [http://www.thinkpad-forum.de/thread.php?postid=351458 Thread im Thinkpad-Forum]
* Stromfresser sind vor allem USB 1.* (uhci_hcd), der _alte_ Bluetooth Treiber (leider sind die Broadcom Chips in den TPs per legacy USB angeschlossen), der CardBus für pcmcia etc., Musikapplikationen, Animationen, grafische Spielereien wie Compiz etc.
* Firefox Disk Cache disablen (über about:config), das reduziert die Festplattenzugriffe (dies spielt bei aktiviertem RAM Write Caching aber keine Rolle)
* [http://www.lesswatts.org/tips/graphics.php Framebuffer compression], bringt etwa 0,6 Watt laut Intel

== BIOS & Stromsparen ==

* Spezifisch für T61: Bios Version 1.26 ist scheinbar die sparsamste, macht ~2Watt aus im Vergleich zu 2.10. Bios Version (nur bei Meroms, also Prozessoren der T7* Familie). Siehe auch [[Vista_Stromverbrauch_senken#Richtige_BIOS-Version_w.C3.A4hlen|Vista, BIOS & Stromsparen]].

== WLAN Stromsparen ==

Stromsparmodus der WLAN-Karte aktivieren bei ipw-Treibern:
iwpriv eth0 set_power 5

Für iwl-Treiber:
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
oder
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl4965/*/power_level

WLAN Stromsparmodus spart etwa 0,25-0,5 Watt (je nach Belastung) und sorgt zudem für eine kühlere WLan Karte (liegt bei vielen Thinkpad-Modellen - z.B. [[TP-Modelle#X-Serie|X-Serie]] - unter der rechten Handballenauflage).

== Stromspar-Änderungen persistent machen ==

Im Startupscript etc/rc.local kann man die Einstellungen persistent machen, hier eine Beispieldatei (x61t):

# By default this script does nothing.
# Trackpoint sensibler (empfohlen für Trackpoint-Experten)
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/sensitivity
# und schneller
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/speed

# Wake-on-Lan aus
ethtool -s eth0 wol d

# PCI Geräte stromsparen
for i in /sys/bus/pci/devices/*/power_level ; do echo 5 > $i ; done

# WLAN stromsparen, hier 3945agb mit iwl-treibern
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
# WLAN Stromsparen bei intel2200 (z.B. T43)
# iwpriv eth1 set_power 5

# Sound stromsparen nach 4 sec
echo 4 > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save
# Sound stromsparen auf AC97 Chipsätzen (z.B. T40 - T43)
# echo 1 > /sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save

# xbacklight aktivieren (Workaround für einen Bug in Hardy-Alpha-6)
# xrandr --output LVDS --set BACKLIGHT_CONTROL native
# USB autosuspenden (bringt ab Kernel 2.6.22 nichts mehr)
# for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
# Laptop Mode aktivieren
echo 5 > /proc/sys/vm/laptop_mode
# governor auf ondemand
echo ondemand > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

# Stromsparenden Scheduler für Multicore Systeme aktivieren
echo 1 > /sys/devices/system/cpu/sched_mc_power_savings
# AHCI Link Power Management. Auskommentiert wenn statt AHCI
# "Compatibility Mode" im Bios aktiviert ist; min_power bedingt
# ein sehr langsames Suspend to Ram
echo medium_power > /sys/class/scsi_host/host0/link_power_management_policy

# Falls CD Laufwerk vorhanden das Polling abschalten
# hal-disable-polling --device /dev/cdrom
# Dirty Writeback Time vergrößern für weniger Festplattenaktivität
# 180000 Centisecs entspricht 30 Minuten Ruhe ((macht auch Laptop Mode)
echo 180000 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
# Bluetooth abschalten
hciconfig hci0 down ; rmmod hci_usb
exit 0

Unnötige Kernel-Module in die Blacklist /etc/modprobe.d/blacklist (deaktiviert PCMCIA, USB, FireWire, späteres manuelles Nachtladen der Module ist kein Problem):

# folgende Module nicht laden wegen Wakeups/Stromverbrauch
blacklist pcmcia
blacklist yenta_socket
# blacklist ehci_hcd # Bedingt keine Wakeups, nur bei angeschlossenen Geräten
blacklist uhci_hcd # USB 1.1, verbraucht 1-2 Watt!
blacklist usbcore
blacklist ohci1394
blacklist sbp2
blacklist ieee1394

Einige Module werden schon während der initramfs-Phase geladen. Die blacklist auch dort durchsetzen durch:
update-initramfs -u

== Zusammenspiel Laptop Mode Tools und Gnome Power Manager ==
Dummer Weise überschreibt der Gnome Power Manager (GPM) beim Wechsel Akku/AC die Dirty Writeback Time, siehe auch [http://forum.ubuntuusers.de/topic/166821/?p=1428216#1428216 diesen Thread] auf ubuntuusers. Das heißt, man muss sie jedes mal manuell oder per script wieder auf den gewünschten Wert setzen. Hierzu ist bisher keine saubere Lösung bekannt, außer den GPM zu deaktivieren. Der GPM übernimmt aber auch einige weitere Funktionen, etwa die Keycodes. Denn leider funktionieren im 2.6.24 Kernel die Fakekey propagates durch den kernel nicht, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/linux/+bug/217504 Bugreport], d.h. ohne GPM funktionieren die HotKeys nicht. Ein Workaround sind setkeycode Befehle für jede Taste, die der Kernel durchlassen soll, diese kann man in /etc/rc.local persistent machen.

Ein anderes Problem ist, dass einige Schnittstellen nach einem Suspend/Resume ihre Einstelungen verlieren, so wird etwa Wake-on-Lan nach dem Aufwachen immer wieder aktiviert.

== Debugging ==

Zum Debugging hilfreich:
Überprüfen der Dirty Writeback Zeit geht mit:
cat /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
Ob Laptop Mode aktiviert ist, prüft man mit:
cat /proc/sys/vm/laptop_mode
(0 bedeutet aus; >0 bedeutet an)

Gnome Power Manager abschalten:
killall gnome-power-manager

== Links ==

* [http://www.lesswatts.org lesswatts] - Stromsparen-auf-Linux-Projekt von Intel
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/Idle_consumptions Idle Watt Tabelle] für alle Thinkpad-Modelle unter Linux
* [http://wiki.ubuntu.com/power-management-in-Ubuntu Power Management] - Stromspar-Seite im englischen Ubuntu-Forum
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/How_to_reduce_power_consumption Stromspar-Anleitung] im englischen ThinkWiki
* [http://de.gentoo-wiki.com/Aktivieren_von_Stromsparfunktionen Aktivieren von Stromsparfunktionen] - sehr detaillierte deutsche Anleitung im Gentoo-Wiki

[[Category:Linux]]
[[Category:Stromsparen]]
[[Kategorie:Kandidat_Lesenswerter_Artikel]]

Linux Stromsparen

2008-07-18T15:03:09Z

Dasvieh: /* Stromspar-Änderungen persistent machen */

Diese Seite diskutiert Maßnahmen zum Strom sparen unter Linux. Es werden aber auch einige generelle Faktoren erörtert, die den Stromverbrauch beeinflussen, so dass dieser Beitrag auch für Windows-Nutzer interessant sein dürfte.

== Stromverbrauch Linux im Vergleich zu Windows ==

Linux lag bezüglich des Stromverbrauchs lange Zeit abgeschlagen hinter Windows. Daher war Linux auf Notebooks nicht besonders verbreitet. Diese Situation hat sich seit stromsparenden Änderungen am Linux-Kernel umgekehrt (insbesondere durch [http://www.lesswatts.org/projects/tickless/ Dynticks] seit Kernel 2.6.21 vom April 2007). Dank optimierter Kernel-Interrupts und verbesserter Übergänge der P- und C-States konnte die Stromaufnahme der CPU unter Linux deutlich reduziert werden, siehe [http://www.lesswatts.org/results/mobile/ Grafik] von [http://www.lesswatts.org lesswatts.org], der Intel-Seite zum Stromsparen unter Linux.

Aber die CPU macht nur einen kleinen Anteil des Gesamtstromverbrauchs aus. So entfallen etwa auf Grafikkarte und Display oft mehr als die Hälfte des Stromverbrauchs des Gesamtsystems. Und ohne aktivierte Stromsparmechanismen verpulvert die WLAN-Schnittstelle unnötig Leistung. Der Stromverbrauch hängt also stark von der spezifischen Hardware und den Treibern ab.

Für ältere Hardware sind stromeffiziente Treiber oft nur für Windows vorhanden. Auf einem [[T40]] beispielsweise hat man schlechte Chancen, den Stromverbrauch mit Linux auf die Verbrauchswerte von Windows zu drücken. Für die neueren Modelle sind die Linux-Treiber aber recht stromsparoptimiert. Hier hat Linux in den letzten Monaten enorm aufgeholt. Die integrierte Intel-Grafik oder auch die gängigen Grafikkarten von ATI und NVIDIA werden ab der Generation des ThinkPad T43 gut unterstützt.

Da Linux durch das effektivere Paketmanagement (bessere Wiederverwendung von Software-Teilen) weniger Speicher benötigt und auch die CPU geringer belastet, liegt der Verbrauch von Linux etwas unter dem von Windows. Zudem eröffnet Linux mehr Möglichkeiten zum Stromsparen: Abschalten der Fesplatte, des DVD-Laufwerks und USB sowie optimieren der CPU-Wakeups gestaltet sich unter Windows deutlich schwieriger. Dank [http://www.lesswatts.org/projects/powertop/ PowerTOP], einem Tool von Intel, das die Hauptverbaucher identifiziert, wird unter Linux auch stärker auf die Stromsparoptimierung von Anwendungen geachtet. Als Daumenregel gilt daher, dass man unter Linux mit einem etwa ''10% niedrigeren Stromverbrauch im Vergleich zu Windows'' rechnen kann.

Allerdings erreichen beide Betriebssysteme ihr Stromsparpotenzial nicht out-of-the-box, stattdessen bedarf es einiger optimierender Einstellungen. Unter Linux sind dazu nachfolgende Tipps zu berücksichtigen (für Windows siehe [[Vista Stromverbrauch senken]]).

== Einfluss der CPU-States auf den Stromverbrauch ==

[[Bild:Powertop_Screenshot.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot unter einem frisch installierten Xubuntu Hardy auf einem x61t. Wie man sieht, verbringt die CPU zu viel Zeit in C2 statt in C3/C4. Durch das transparente Remapping werden C4-States als C3-States angezeigt.]]

[[Bild:PowerTOP_Screenshot_nx8220.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot auf einem HP nx8220, der anders als ThinkPads kein C4-BIOS-Remapping macht. Dadurch werden C4-States separat angezeigt.]]

Maßgeblich für den Stromverbrauch des Prozessors ist der Zeitanteil, den er in den unterschiedlichen Zuständen verbringt. Es gibt die P-States, in denen der Prozessor läuft, diese States unterscheiden sich durch unterschiedliche Taktung. Im höchsten Takt steigt der Verbraucht des Prozessors in den Bereich der spezifizierten [http://de.wikipedia.org/wiki/Thermal_Design_Power Thermal Design Power] (TDP), für einen Mobile Core-2-Duo liegt die TDP beispielsweise bei 35 Watt. In der Praxis liegt die Stromaufnahme des Prozessors aber meist deutlich unter dieser Maximalangabe.

Entscheidende Einsparungen beim Stromverbrauch erreichen die C-States Deep Sleep (C3) und Deeper Sleep (C4). Hier ist der Prozessor untätig und es werden bestimmte Bereiche der CPU abgeschaltet. Im Prinzip sollte der Prozessor bei Untätigkeit immer in den tiefsten C-State schalten, also in C4. Im C4-State werden die CPU-Kerne, die Level-1 Caches und auch der Level-2 Cache abgeschaltet und die Versorgungsspannung reduziert, so dass der Stromverbrauch der CPU unter 2 Watt geht. Das Abschalten dauert aber etwas Zeit. Wenn die CPU zu oft durch Arbeitsanforderungen unterbrochen wird, erreicht sie demzufolge nur die höheren Sleep-Zustände C1 bzw. C2 die weniger Bereiche der CPU von der Stromzufuhr abkoppeln und demzufolge nur geringe Einsparungen bringen. Um den Stromverbrauch der CPU zu minimieren gilt es daher, die Ursache für CPU-Wakeups aufzuspüren. Hierzu hat Intel ein Tool entwickelt: PowerTOP. Dies ermittel die Zeitanteile der CPU in den aktiven P-States und in den stromsparenden C-Sleep-States und zeigt an, welche Prozesse die CPU durch Wakeup-Interrupts aus den C-Sleep-States aufwecken.

== Stromsparen durch Deeper Sleep C4 ==

Im Office- und Surf-Betrieb wird eine moderne CPU kaum ausgelastet und verbringt über 95% im C4-Sleep-State.

Abhängig vom BIOS lässt sich der C4-State "Deeper Sleep" für den Akkubetrieb aktivieren bzw. deaktivieren. Bei ThinkPads macht das BIOS ein "transparentes Remapping" des C4-State auf den C3-State, d.h. PowerTOP sieht dann den C4-State nicht, obwohl dieser aktiviert wird. Stattdessen werden die C4-States mit bei den C3-States zusammengefasst. Leider lässt sich durch dieses transparente Remapping nicht feststellen, ob der besonders stromsparende C4-State sauber läuft bzw. zu welchem Zeitanteil er erreicht wird. Nur das typische [[Geräuschentwicklung_reduzieren#C4-Fiepen|C4-Fiepen]] liefert dann einen Hinweis. Aktivieren des C4-States bringt jedenfalls etwa 1,5 Watt Einsparungen beim Stromverbrauch.

== Einfluss der Core-Spannung ==

Die Leistungsaufnahme hängt linear vom Takt und quadratisch von der Spannung ab. Die Absenkung der Core-Spannung - Undervolting - ist demnach je nach CPU unterschiedlich effektiv.

Bei aktuellen CPU's bringt Undervolting vornehmlich Einsparungn bei hoher Last, da diese ansonsten so viel Zeit wie möglich in den C-States verbringen, wodurch die P-States (welche durch Undervolten mit niedrigerer Spannung betrieben werden) nur noch vernachlässigbaren Einfluss auf den Stromvebrauch haben. In den C3/C4-Sleep-States schaltet die CPU Teile komplett ab, wodurch auch ohne explizites Undervolting weniger Spannung gebraucht wird. Wird die CPU aufgeweckt, geht sie kurz auf Maximaltakt, erledigt die Aufgabe und fällt zurück in den Sleepstate. Je nachdem wie weit sich für eine konkrete CPU die Kernspannung reduzieren läßt, reduziert sich entsprechend auch die Stromaufnahme der P-States - dies bewegt sich etwa in der Größenordnung von 10-20%. Die Gesamteinsparung errechnet sich dann durch Multiplikation mit dem Anteil des P-States.

Beispiel: arbeitet eine CPU 33% Zeitanteil in P-States, reduziert sich die Leistungsaufnahme um insgesamt etwa 5%, wenn man von rund 15% Verringerung der Leistungsaufnahme im den P-States selber durch Undervolting ausgehen kann.
Zu beachten ist hier jedoch noch, dass die minimal mögliche Spannung bei niedrigen P-States geringer vom Originalwert abweicht als bei höheren.

Bei älteren CPU's ohne C-States sind die P-States die primären Sparfunktionen, wodurch Undervolting hier auch im Niedriglastbereich durchaus 10-15% reduzierte Stromaufnahme erreichen kann (nur bei Centrinos der ersten Generationen, seit Dual Core wurden Sperren eingebaut für niedrigste Spannungen).

Interessanter Weise unterscheiden sich normale T- und Low Voltage-CPUs von Intel gar nicht, siehe [[Vista_Stromverbrauch_senken#Undervolting|Intel Low Voltage-Skandal]].

== CPU-Wakeups optimieren ==

Die meisten Wakeups gehen auf Kosten des TouchPads bzw. des Trackpoints, bis zu 400 Interrupts sind hier normal. Ansonsten sollte die Zahl der Wakeups pro Sekunde bei unter 50 liegen. Instant-Messenger wie Skype sorgen dabei für circa 20 Wakeups/s, WLAN, ACPI und animierte Taskbar-Icons sind weitere Aufwecker. Stromschlucker die oft übersehen werden sind auch Webseiten mit Java, Flash oder Ajax. Ein nackter Desktop läuft mit unter 20 Wakeups/s. Hierbei unterscheiden sich Gnome, KDE oder XFCE übrigens kaum.

Neu seit Kernel 2.6.24 gibt es zudem "Rescheduling Interrupts" auf Mehrkern-CPUs. Hierbei wird die Verarbeitung der Wakeup-Interrupts auf die Kerne verteilt, so dass die CPU insgesamt trotzdem länger in den Sleep-Zuständen verweilen kann. Dieses [http://www.irqbalance.org/ Power Aware IRQ Balancing] ist im 2.6.24er-Kernel allerdings noch nicht ganz ausgereift. Der Kernel 2.6.25 produziert deutlich weniger Rescheduling Interrupts.

== USB Autosuspend ==

USB ist ein Polling-basierter Bus, d.h. die CPU muss ständig aufwachen, um auf dem Bus nach Daten zu schauen, selbst wenn dort gar nichts passiert. Dies verhindert auch im Leerlauf, dass die CPU ordentlich in C3/C4-Sleep wechseln kann. Hierzu kann man USB auf Autosuspend stellen, d.h. wenn keine USB-Geräte angeschlossen sind bzw. keine Daten anliegen, können die USB-Chipsätze in einen Stromsparmodus schalten bzw. die Polling-Rate kann reduziert werden. Da viele ältere Geräte (z.B. Drucker, Scanner und auch einige Kameras gehen dann nach wenigen Sekunden Untätigkeit aus) hiermit Probleme haben, ist USB-Autosuspend bei manchen Distributionen per default deaktiviert. Neuere Geräte funktionieren damit aber problemlos und man kann USB-Autosuspend getrost aktivieren. Hot-Pluging, also das Einstecken von USB-Geräten im laufenden Betrieb mit automatischer Erkennung, funktioniert dabei trotzdem. Mit:
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/level
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend
kann man die USB-Konfiguration abfragen (korrekte Ausgabe ist "auto" bzw. Zeit bis Autosuspend aktiviert wird).

PowerTOP macht hier leider falsche Angaben (Versionen 1.8 und 1.9). Zum einen sind die Stromspar-Vorschläge zu USB nur relevant, wenn USB-Treiber im Kernel integriert sind, aber nicht, wenn sie wie in Ubuntu als Kernel-Module konfiguriert sind (CONFIG_USB=m). Zum anderen beruht die Erkennung auf der Abfrage autosuspend=0, was aber ab Kernel 2.6.22 lediglich bedeutet, dass 0 Sekunden bis zum Autosuspend gewartet wird (vorher bedeutete es, dass Autosuspend abgeschaltet ist, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/powertop/+bug/136549 Bugreport]). Folgende ansonsten oft vorgeschlagene Methode hat daher keinen Effekt:
for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
bzw.
for i in /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend; do echo 1 > $i; done

Jedenfalls ist in Ubuntu Hardy usbcore als Modul konfiguriert und per default ist autosuspend bereits aktiviert.

Bei anderen Distributionen ist ggf. das usbcore Module auf Autosuspend zu stellen, am besten über Module-Optionen in /etc/modprobe.d/options (Debian/Ubuntu):
options usbcore autosuspend=1

Folgende ebenfalls oft vorgeschlagene Alternative funktioniert nur, wenn Autosuspend bei der Compilierung des Kernels aktiviert wurde (in Ubuntu Gutsy und Hardy ist dies ''nicht'' der Fall):
Bootoption "usbcore autosuspend=1" an die Kernel-Kommandozeile oder in der GRUB Konfiguration

Dennoch verbringt die CPU bei einer Out-of-th-Box Installation von Ubuntu Hardy etwa die Hälfte der Zeit in C2-Sleep, statt in C3/C4 zu gehen. Ursache ist ein Fehler im USB 1.1 Modul (uhci_hcd), das permanent Busmaster-Zugriff (DMA) erzeugt, selbst ohne angeschlossene USB-Geräte. Dies verhindert, dass die CPU in tiefere Schlafzustände gelangt (im DMA-Betrieb musst die CPU die Cache-Kohärenz mit dem RAM gewährleisten und kann daher nicht schlafen). Entladen des USB-Moduls sorgt dafür, das die CPU nicht mehr am Schlafen gehindert wird:
rmmod uhci_hcd
Der Anteil von C1 und C2 sollte damit auf 0% fallen und der Anteil an C3/C4-Sleep sollte im Niedriglastbereich dann über 95% liegen, was etwa 1-2 Watt reduzierten Strombedarf bringt.
Bei Bedarf lässt sich das USB-Modul wieder laden (wird für USB 1.1-Geräte benötigt, USB 2.0-Geräte laufen auch ohne dieses Modul):
modprobe uhci_hcd

Leider sind sowohl der Fingerprint Reader als auch Bluetooth über USB 1.1 angebunden und lassen sich ohne das Modul uhci_hcd nicht nutzen. Um beides zu kriegen - niedrigen Stromverbauch und trozdem funktionierenden Fingerprint Reader - müsste das Modul per Script jeweils temporär geladen bzw. wieder entladen werden. Gleiches gilt für die Nutzung der Bluetooth Schnittstelle oder anderer USB 1.1 Geräte. Hierfür ist bisher keine automatisierte Lösung bekannt.

== Grafikkarten ==

Integrierte Intel-Grafikkarten und NVIDIA Grafikkarten werden i.d.R. bei der Installation von Ubuntu Hardy automatisch erkannt und die Stromsparfunktionen aktiviert. Bei ATI-Karten muss man hierzu unter System/Hardware Treiber den "Beschleunigten Grafik-Treiber von ATI" aktivieren und rebooten. Abfragen des Modus mit:
aticonfig --lsp
Aktivieren der Stromsparfunktion bringt etwa 3 Watt:
aticonfig --set-powerstate=1

siehe auch:
* http://wiki.ubuntuusers.de/Strom_sparen
* http://wiki.cchtml.com/index.php/Ubuntu_Hardy_Installation_Guide

== Festplatte abschalten ==

Festplatte mit Laptop Mode kontrollieren und zum Stromsparen abschalten (wird bei Office-Arbeiten oder zum Web-Surfen nicht benötigt):
* Festplatte dazu auf maximales Stromsparen stellen (hdparm -B 1)
* Dirty Writeback Time des RAM-Caches für die Festplatte hochsetzen, z.B. auf 30 Minuten (Default ist 5 Sekunden), das sind 180000 Centisecs
* die Spindown on idle Zeit, also wie lange die Platte untätig bleibt, bevor sie abschaltet, entsprechend runter setzen, z.B. auf 1 Sekunde (mehr ist nicht nötig)
* Zusätzlich sind einige Log-Zugriffe abzuschalten syslog, noatime (siehe Doku zu Laptop Mode Tools)
* Problem: Cache-flush-Bug in Firefox-3 (bis Release Candidate 2): [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox-3.0/+bug/221009 Firefox keeps forcing disk to spin up when browsing because its sqlite storage calls fsync() for every recorded entry]
* [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox/+bug/160513 Änliches Problem] besteht in Firefox-2
* Man kann nun das ständige Flushen des RAM Write Caches in Firefox 3.0 durch die SQLite Voreinstellung "Pragma Syncronous off" abschalten, oder die Datenbank in eine RAM-Disk verlegen. Oder einen anderen Browser benutzen, Epiphany oder Opera erzeugen z.B. keine Festplattenzugriffe (am Write Cache vorbei).
* Nachtrag: im Final Release von Forefox 3.0 wurde der fsync-Bug weitgehend behoben, so dass ein Arbeiten ohne Festplattenzugriff nun auch mit Firefox möglich ist.
* die Platte bleibt damit solange aus, bis man wieder auf sie explizit zugreift. Mehrere Stunden Surfen ohne einen einzigen Plazzenzugriff ist kein Problem (lediglich Writeback Zeit entsprechend einstellen).
* mit ausreichend RAM (hier 3GB) und wenn man lange genug arbeitet ohne zu booten (Ram Cache bleibt erhalten, auch nach Sleep/Resume oder Hibernate) stehen die meisten Daten im Cache und die Festplatte wird fast nicht benutzt
* auch megabyteweise Downloads z.B. ein PDF-File und anschließendes Öffnen im PDF-Viewer erzeugt so dank Write-Caching keinen einzigen Plattenzugriff.
* ohne Lüfter- und Festplattenaktivität ist der Laptop fast unheimlich...

== Lüftersteuerung mit ThinkPad_Fan_Control ==

[[Bild:Fancontrol_Screenshot.png|thumb|ThinkPadFanControl erlaubt die Einstellung einer Triggerschwelle für alle Temperatursensoren]]

* [http://www.gambitchess.org/mediawiki/index.php/ThinkPad_Fan_Control Homepage ThinkPad_Fan_Control]
* Funktioniert einwandfrei mit Ubuntu Hardy
* Lässt den Lüfter bis zu einer einstellbaren Temperatur aus, darüber wird auf Hardwaresteuereung (BIOS) umgeschaltet

Dadurch erhält man kein weiches Anlaufen des Lüfters und oberhalb der eingestellten Schwelle zu hohe Drehzahlen, was sich leider nicht ändern lässt. Allerdings benötigt dieser Ansatz vergleichsweise wenige CPU Wakeups. In Ubunty Hardy gehen die ACPI Wakeups lediglich von circa 5 pro Sekunde auf etwa 10-25 pro Sekunde hoch. Dies entspricht (bei geringer Last) etwa einem Mehrverbrauch von 0,1 Watt (bei hoher Last haben diese Wakeups keinen Einfluss auf den Stromverbrauch).

Siehe auch [[Lüftersteuerung]]

== Stromhungrige Anwendungen ==

* mit TOP bzw. PowerTOP die Hauptverdächtigen anzeigen lassen, dann sieht man welche Prozesse/Anwendungen Last bzw. WakeUps verursachen
* oft übersehen wird der Browser als Lastfaktor. Etliche Webseiten haben inzwischen '''Java Script Animationen''' laufen, die bei diversen offenen Tabs schnell zu erheblichem Stromverbrauch führen. Wer im Akkubetrieb möglichst lange surfen möchte, sollte '''Java Script''' also in seinen Browser-Einstellungen deaktivieren. Allerdings werden dann auch einige erwünschte Effekte nicht dargestellt, beispielsweise verlangen viele WYSIWYG-Browser-Editoren Java Script. Leider gibt es bei den gängigen Browsern noch keine Möglichkeit, nur für bestimmt Webseiten oder für Teile daraus Java Script zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Auch '''Flash-Animationen''' und Flash-Videos sind ausgemachte Stromfresser. Diese starten - im Gegensatz zu Java Script Animationen - aber meistens erst, wenn man sie anclickt. Hinzu kommen '''Web 2.0''' Goodies wie Ajax. Leider belasten diese dynamischen Browser-Elemente den Rechner, auch wenn sie gar nicht angezeigt werden. Wer also '''tabbed browsing''' im Akkubetrieb macht, sollte bedenken, dass auch die nicht sichtbaren Tabs den Rechner belasten. Der Einfluss auf den Stromverbrauch ist erheblich, eine einzige dynamische Webseite sorgt bereits typisch für einige Watt Mehrverbrauch. Wer seine Mails also beispielsweise direkt über Google-Mail im Browser ließt, sollte diese Seite im Akkubetrieb nicht ständig im Hintergrund (als Tab) offen halten (besser für den Strombedarf: Mails per POP bzw IMAP abrufen).
* '''Scrolling''', '''Zooming''' und '''Rendering''': Die Ressorcenbelastung durch den Browser ist beim Rendering erheblich. Beim Scrolling mit aktivierter Smooth Option und Full Page Zooming, kommt ein System - speziell bei Intel Grafik in Verbindung mit aktiviertem Compositing und hoher Display-Auflösung - schnell an die Leistungsgrenze. Mehr zu den für den Stromverbrauch besten Einstellungen der Scrolling-Optionen der Browser in [http://www.thinkpad-forum.de/thinkpad-software/windows/43955-welcher-browser-ist-der-akku-freundlichste/ diesem Thread].
* '''dynamische Taskbar-Applets''' (etwa zum Anzeigen der CPU-Auslastung) oder Desktop-Applets (z.B. Anzeige einer Uhr mit Sekundenzeiger), erzeugen etliche Wakeups und sorgen schnell für ein paar Watt Mehrverbrauch auf einem ansonsten unbelasteten Rechner
* als Faustregel gilt: alles was sich bewegt, blinkt bzw. sonstwie dynamisch aktualisiert werden muss, erzeugt CPU-Wakeups, stört die CPU beim Schlafen und verbraucht damit Strom

== Diverse Linux Stromspar-Tipps ==

* neuesten Kernel benutzen. Standard in Ubuntu Hardy Heron ist 2.6.24. Zum Upgraden des Kernels siehe [[Kernel compilieren]]. Ein Upgrade von Kernel 2.6.24 auf 2.6.25 bringt auf Core Duo Prozessoren etwa 0,5 Watt. Ursache sind Verbesserungen beim IRQ-Balancing (in Powertop als "Rescheduling Interruts" angezeigt).
* PowerTOP starten und Stromspar-Vorschläge ausführen sowie die laufenden Prozesse auf Wakeup-Übeltäter durchforsten und ggf. beenden
* Optional: Undervolting (bringt Reduzierung des Stromverbrauchs bei höherer Last)
* zugehöriger [http://www.thinkpad-forum.de/thread.php?postid=351458 Thread im Thinkpad-Forum]
* Stromfresser sind vor allem USB 1.* (uhci_hcd), der _alte_ Bluetooth Treiber (leider sind die Broadcom Chips in den TPs per legacy USB angeschlossen), der CardBus für pcmcia etc., Musikapplikationen, Animationen, grafische Spielereien wie Compiz etc.
* Firefox Disk Cache disablen (über about:config), das reduziert die Festplattenzugriffe (dies spielt bei aktiviertem RAM Write Caching aber keine Rolle)
* [http://www.lesswatts.org/tips/graphics.php Framebuffer compression], bringt etwa 0,6 Watt laut Intel

== BIOS & Stromsparen ==

* Spezifisch für T61: Bios Version 1.26 ist scheinbar die sparsamste, macht ~2Watt aus im Vergleich zu 2.10. Bios Version (nur bei Meroms, also Prozessoren der T7* Familie). Siehe auch [[Vista_Stromverbrauch_senken#Richtige_BIOS-Version_w.C3.A4hlen|Vista, BIOS & Stromsparen]].

== WLAN Stromsparen ==

Stromsparmodus der WLAN-Karte aktivieren bei ipw-Treibern:
iwpriv eth0 set_power 5

Für iwl-Treiber:
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
oder
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl4965/*/power_level

WLAN Stromsparmodus spart etwa 0,25-0,5 Watt (je nach Belastung) und sorgt zudem für eine kühlere WLan Karte (liegt bei vielen Thinkpad-Modellen - z.B. [[TP-Modelle#X-Serie|X-Serie]] - unter der rechten Handballenauflage).

== Stromspar-Änderungen persistent machen ==

Im Startupscript etc/rc.local kann man die Einstellungen persistent machen, hier eine Beispieldatei (x61t):

# By default this script does nothing.
# Trackpoint sensibler (empfohlen für Trackpoint-Experten)
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/sensitivity
# und schneller
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/speed

# Wake-on-Lan aus
ethtool -s eth0 wol d

# PCI Geräte stromsparen
for i in /sys/bus/pci/devices/*/power_level ; do echo 5 > $i ; done

# WLAN stromsparen, hier 3945agb mit iwl-treibern
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
# WLAN Stromsparen bei intel2200 (z.B. T43)
# iwpriv eth1 set_power 5

# Sound stromsparen nach 4 sec
echo 4 > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save
# Sound stromsparen auf AC97 Chipsätzen (z.B. T40 - T43)
# echo 1 > /sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save

# xbacklight aktivieren (Workaround für einen Bug in Hardy-Alpha-6)
# xrandr --output LVDS --set BACKLIGHT_CONTROL native
# USB autosuspenden (bringt ab Kernel 2.6.22 nichts mehr)
# for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
# Laptop Mode aktivieren
echo 5 > /proc/sys/vm/laptop_mode
# governor auf ondemand
echo ondemand > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor

# Stromsparenden Scheduler für Multicore Systeme aktivieren
echo 1 > /sys/devices/system/cpu/sched_mc_power_savings
# AHCI Link Power Management. Auskommentiert wenn statt AHCI
# "Compatibility Mode" im Bios aktiviert ist; min_power bedingt
# ein sehr langsames Suspend to Ram
echo medium_power > /sys/class/scsi_host/host0/link_power_management_policy

# Falls CD Laufwerk vorhanden das Polling abschalten
# hal-disable-polling --device /dev/cdrom
# Dirty Writeback Time vergrößern für weniger Festplattenaktivität
# 180000 Centisecs entspricht 30 Minuten Ruhe ((macht auch Laptop Mode)
echo 180000 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
# Bluetooth abschalten
hciconfig hci0 down ; rmmod hci_usb
exit 0

Unnötige Kernel-Module in die Blacklist /etc/modprobe.d/blacklist (deaktiviert PCMCIA, USB, FireWire, späteres manuelles Nachtladen der Module ist kein Problem):

# folgende Module nicht laden wegen Wakeups/Stromverbrauch
blacklist pcmcia
blacklist yenta_socket
# blacklist ehci_hcd # Bedingt keine Wakeups, nur bei angeschlossenen Geräten
blacklist uhci_hcd # USB 1.1, verbraucht 1-2 Watt!
blacklist usbcore
blacklist ohci1394
blacklist sbp2
blacklist ieee1394

Einige Module werden schon während der initramfs-Phase geladen. Die blacklist auch dort durchsetzen durch:
update-initramfs -u

== Zusammenspiel Laptop Mode Tools und Gnome Power Manager ==
Dummer Weise überschreibt der Gnome Power Manager (GPM) beim Wechsel Akku/AC die Dirty Writeback Time, siehe auch [http://forum.ubuntuusers.de/topic/166821/?p=1428216#1428216 diesen Thread] auf ubuntuusers. Das heißt, man muss sie jedes mal manuell oder per script wieder auf den gewünschten Wert setzen. Hierzu ist bisher keine saubere Lösung bekannt, außer den GPM zu deaktivieren. Der GPM übernimmt aber auch einige weitere Funktionen, etwa die Keycodes. Denn leider funktionieren im 2.6.24 Kernel die Fakekey propagates durch den kernel nicht, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/linux/+bug/217504 Bugreport], d.h. ohne GPM funktionieren die HotKeys nicht. Ein Workaround sind setkeycode Befehle für jede Taste, die der Kernel durchlassen soll, diese kann man in /etc/rc.local persistent machen.

Ein anderes Problem ist, dass einige Schnittstellen nach einem Suspend/Resume ihre Einstelungen verlieren, so wird etwa Wake-on-Lan nach dem Aufwachen immer wieder aktiviert.

== Debugging ==

Zum Debugging hilfreich:
Überprüfen der Dirty Writeback Zeit geht mit:
cat /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
Ob Laptop Mode aktiviert ist, prüft man mit:
cat /proc/sys/vm/laptop_mode
(0 bedeutet aus; >0 bedeutet an)

Gnome Power Manager abschalten:
killall gnome-power-manager

== Links ==

* [http://www.lesswatts.org lesswatts] - Stromsparen-auf-Linux-Projekt von Intel
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/Idle_consumptions Idle Watt Tabelle] für alle Thinkpad-Modelle unter Linux
* [http://wiki.ubuntu.com/power-management-in-Ubuntu Power Management] - Stromspar-Seite im englischen Ubuntu-Forum
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/How_to_reduce_power_consumption Stromspar-Anleitung] im englischen ThinkWiki
* [http://de.gentoo-wiki.com/Aktivieren_von_Stromsparfunktionen Aktivieren von Stromsparfunktionen] - sehr detaillierte deutsche Anleitung im Gentoo-Wiki

[[Category:Linux]]
[[Category:Stromsparen]]
[[Kategorie:Kandidat_Lesenswerter_Artikel]]

Linux Stromsparen

2008-07-18T14:58:19Z

Dasvieh: /* WLAN Stromsparen */

Diese Seite diskutiert Maßnahmen zum Strom sparen unter Linux. Es werden aber auch einige generelle Faktoren erörtert, die den Stromverbrauch beeinflussen, so dass dieser Beitrag auch für Windows-Nutzer interessant sein dürfte.

== Stromverbrauch Linux im Vergleich zu Windows ==

Linux lag bezüglich des Stromverbrauchs lange Zeit abgeschlagen hinter Windows. Daher war Linux auf Notebooks nicht besonders verbreitet. Diese Situation hat sich seit stromsparenden Änderungen am Linux-Kernel umgekehrt (insbesondere durch [http://www.lesswatts.org/projects/tickless/ Dynticks] seit Kernel 2.6.21 vom April 2007). Dank optimierter Kernel-Interrupts und verbesserter Übergänge der P- und C-States konnte die Stromaufnahme der CPU unter Linux deutlich reduziert werden, siehe [http://www.lesswatts.org/results/mobile/ Grafik] von [http://www.lesswatts.org lesswatts.org], der Intel-Seite zum Stromsparen unter Linux.

Aber die CPU macht nur einen kleinen Anteil des Gesamtstromverbrauchs aus. So entfallen etwa auf Grafikkarte und Display oft mehr als die Hälfte des Stromverbrauchs des Gesamtsystems. Und ohne aktivierte Stromsparmechanismen verpulvert die WLAN-Schnittstelle unnötig Leistung. Der Stromverbrauch hängt also stark von der spezifischen Hardware und den Treibern ab.

Für ältere Hardware sind stromeffiziente Treiber oft nur für Windows vorhanden. Auf einem [[T40]] beispielsweise hat man schlechte Chancen, den Stromverbrauch mit Linux auf die Verbrauchswerte von Windows zu drücken. Für die neueren Modelle sind die Linux-Treiber aber recht stromsparoptimiert. Hier hat Linux in den letzten Monaten enorm aufgeholt. Die integrierte Intel-Grafik oder auch die gängigen Grafikkarten von ATI und NVIDIA werden ab der Generation des ThinkPad T43 gut unterstützt.

Da Linux durch das effektivere Paketmanagement (bessere Wiederverwendung von Software-Teilen) weniger Speicher benötigt und auch die CPU geringer belastet, liegt der Verbrauch von Linux etwas unter dem von Windows. Zudem eröffnet Linux mehr Möglichkeiten zum Stromsparen: Abschalten der Fesplatte, des DVD-Laufwerks und USB sowie optimieren der CPU-Wakeups gestaltet sich unter Windows deutlich schwieriger. Dank [http://www.lesswatts.org/projects/powertop/ PowerTOP], einem Tool von Intel, das die Hauptverbaucher identifiziert, wird unter Linux auch stärker auf die Stromsparoptimierung von Anwendungen geachtet. Als Daumenregel gilt daher, dass man unter Linux mit einem etwa ''10% niedrigeren Stromverbrauch im Vergleich zu Windows'' rechnen kann.

Allerdings erreichen beide Betriebssysteme ihr Stromsparpotenzial nicht out-of-the-box, stattdessen bedarf es einiger optimierender Einstellungen. Unter Linux sind dazu nachfolgende Tipps zu berücksichtigen (für Windows siehe [[Vista Stromverbrauch senken]]).

== Einfluss der CPU-States auf den Stromverbrauch ==

[[Bild:Powertop_Screenshot.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot unter einem frisch installierten Xubuntu Hardy auf einem x61t. Wie man sieht, verbringt die CPU zu viel Zeit in C2 statt in C3/C4. Durch das transparente Remapping werden C4-States als C3-States angezeigt.]]

[[Bild:PowerTOP_Screenshot_nx8220.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot auf einem HP nx8220, der anders als ThinkPads kein C4-BIOS-Remapping macht. Dadurch werden C4-States separat angezeigt.]]

Maßgeblich für den Stromverbrauch des Prozessors ist der Zeitanteil, den er in den unterschiedlichen Zuständen verbringt. Es gibt die P-States, in denen der Prozessor läuft, diese States unterscheiden sich durch unterschiedliche Taktung. Im höchsten Takt steigt der Verbraucht des Prozessors in den Bereich der spezifizierten [http://de.wikipedia.org/wiki/Thermal_Design_Power Thermal Design Power] (TDP), für einen Mobile Core-2-Duo liegt die TDP beispielsweise bei 35 Watt. In der Praxis liegt die Stromaufnahme des Prozessors aber meist deutlich unter dieser Maximalangabe.

Entscheidende Einsparungen beim Stromverbrauch erreichen die C-States Deep Sleep (C3) und Deeper Sleep (C4). Hier ist der Prozessor untätig und es werden bestimmte Bereiche der CPU abgeschaltet. Im Prinzip sollte der Prozessor bei Untätigkeit immer in den tiefsten C-State schalten, also in C4. Im C4-State werden die CPU-Kerne, die Level-1 Caches und auch der Level-2 Cache abgeschaltet und die Versorgungsspannung reduziert, so dass der Stromverbrauch der CPU unter 2 Watt geht. Das Abschalten dauert aber etwas Zeit. Wenn die CPU zu oft durch Arbeitsanforderungen unterbrochen wird, erreicht sie demzufolge nur die höheren Sleep-Zustände C1 bzw. C2 die weniger Bereiche der CPU von der Stromzufuhr abkoppeln und demzufolge nur geringe Einsparungen bringen. Um den Stromverbrauch der CPU zu minimieren gilt es daher, die Ursache für CPU-Wakeups aufzuspüren. Hierzu hat Intel ein Tool entwickelt: PowerTOP. Dies ermittel die Zeitanteile der CPU in den aktiven P-States und in den stromsparenden C-Sleep-States und zeigt an, welche Prozesse die CPU durch Wakeup-Interrupts aus den C-Sleep-States aufwecken.

== Stromsparen durch Deeper Sleep C4 ==

Im Office- und Surf-Betrieb wird eine moderne CPU kaum ausgelastet und verbringt über 95% im C4-Sleep-State.

Abhängig vom BIOS lässt sich der C4-State "Deeper Sleep" für den Akkubetrieb aktivieren bzw. deaktivieren. Bei ThinkPads macht das BIOS ein "transparentes Remapping" des C4-State auf den C3-State, d.h. PowerTOP sieht dann den C4-State nicht, obwohl dieser aktiviert wird. Stattdessen werden die C4-States mit bei den C3-States zusammengefasst. Leider lässt sich durch dieses transparente Remapping nicht feststellen, ob der besonders stromsparende C4-State sauber läuft bzw. zu welchem Zeitanteil er erreicht wird. Nur das typische [[Geräuschentwicklung_reduzieren#C4-Fiepen|C4-Fiepen]] liefert dann einen Hinweis. Aktivieren des C4-States bringt jedenfalls etwa 1,5 Watt Einsparungen beim Stromverbrauch.

== Einfluss der Core-Spannung ==

Die Leistungsaufnahme hängt linear vom Takt und quadratisch von der Spannung ab. Die Absenkung der Core-Spannung - Undervolting - ist demnach je nach CPU unterschiedlich effektiv.

Bei aktuellen CPU's bringt Undervolting vornehmlich Einsparungn bei hoher Last, da diese ansonsten so viel Zeit wie möglich in den C-States verbringen, wodurch die P-States (welche durch Undervolten mit niedrigerer Spannung betrieben werden) nur noch vernachlässigbaren Einfluss auf den Stromvebrauch haben. In den C3/C4-Sleep-States schaltet die CPU Teile komplett ab, wodurch auch ohne explizites Undervolting weniger Spannung gebraucht wird. Wird die CPU aufgeweckt, geht sie kurz auf Maximaltakt, erledigt die Aufgabe und fällt zurück in den Sleepstate. Je nachdem wie weit sich für eine konkrete CPU die Kernspannung reduzieren läßt, reduziert sich entsprechend auch die Stromaufnahme der P-States - dies bewegt sich etwa in der Größenordnung von 10-20%. Die Gesamteinsparung errechnet sich dann durch Multiplikation mit dem Anteil des P-States.

Beispiel: arbeitet eine CPU 33% Zeitanteil in P-States, reduziert sich die Leistungsaufnahme um insgesamt etwa 5%, wenn man von rund 15% Verringerung der Leistungsaufnahme im den P-States selber durch Undervolting ausgehen kann.
Zu beachten ist hier jedoch noch, dass die minimal mögliche Spannung bei niedrigen P-States geringer vom Originalwert abweicht als bei höheren.

Bei älteren CPU's ohne C-States sind die P-States die primären Sparfunktionen, wodurch Undervolting hier auch im Niedriglastbereich durchaus 10-15% reduzierte Stromaufnahme erreichen kann (nur bei Centrinos der ersten Generationen, seit Dual Core wurden Sperren eingebaut für niedrigste Spannungen).

Interessanter Weise unterscheiden sich normale T- und Low Voltage-CPUs von Intel gar nicht, siehe [[Vista_Stromverbrauch_senken#Undervolting|Intel Low Voltage-Skandal]].

== CPU-Wakeups optimieren ==

Die meisten Wakeups gehen auf Kosten des TouchPads bzw. des Trackpoints, bis zu 400 Interrupts sind hier normal. Ansonsten sollte die Zahl der Wakeups pro Sekunde bei unter 50 liegen. Instant-Messenger wie Skype sorgen dabei für circa 20 Wakeups/s, WLAN, ACPI und animierte Taskbar-Icons sind weitere Aufwecker. Stromschlucker die oft übersehen werden sind auch Webseiten mit Java, Flash oder Ajax. Ein nackter Desktop läuft mit unter 20 Wakeups/s. Hierbei unterscheiden sich Gnome, KDE oder XFCE übrigens kaum.

Neu seit Kernel 2.6.24 gibt es zudem "Rescheduling Interrupts" auf Mehrkern-CPUs. Hierbei wird die Verarbeitung der Wakeup-Interrupts auf die Kerne verteilt, so dass die CPU insgesamt trotzdem länger in den Sleep-Zuständen verweilen kann. Dieses [http://www.irqbalance.org/ Power Aware IRQ Balancing] ist im 2.6.24er-Kernel allerdings noch nicht ganz ausgereift. Der Kernel 2.6.25 produziert deutlich weniger Rescheduling Interrupts.

== USB Autosuspend ==

USB ist ein Polling-basierter Bus, d.h. die CPU muss ständig aufwachen, um auf dem Bus nach Daten zu schauen, selbst wenn dort gar nichts passiert. Dies verhindert auch im Leerlauf, dass die CPU ordentlich in C3/C4-Sleep wechseln kann. Hierzu kann man USB auf Autosuspend stellen, d.h. wenn keine USB-Geräte angeschlossen sind bzw. keine Daten anliegen, können die USB-Chipsätze in einen Stromsparmodus schalten bzw. die Polling-Rate kann reduziert werden. Da viele ältere Geräte (z.B. Drucker, Scanner und auch einige Kameras gehen dann nach wenigen Sekunden Untätigkeit aus) hiermit Probleme haben, ist USB-Autosuspend bei manchen Distributionen per default deaktiviert. Neuere Geräte funktionieren damit aber problemlos und man kann USB-Autosuspend getrost aktivieren. Hot-Pluging, also das Einstecken von USB-Geräten im laufenden Betrieb mit automatischer Erkennung, funktioniert dabei trotzdem. Mit:
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/level
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend
kann man die USB-Konfiguration abfragen (korrekte Ausgabe ist "auto" bzw. Zeit bis Autosuspend aktiviert wird).

PowerTOP macht hier leider falsche Angaben (Versionen 1.8 und 1.9). Zum einen sind die Stromspar-Vorschläge zu USB nur relevant, wenn USB-Treiber im Kernel integriert sind, aber nicht, wenn sie wie in Ubuntu als Kernel-Module konfiguriert sind (CONFIG_USB=m). Zum anderen beruht die Erkennung auf der Abfrage autosuspend=0, was aber ab Kernel 2.6.22 lediglich bedeutet, dass 0 Sekunden bis zum Autosuspend gewartet wird (vorher bedeutete es, dass Autosuspend abgeschaltet ist, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/powertop/+bug/136549 Bugreport]). Folgende ansonsten oft vorgeschlagene Methode hat daher keinen Effekt:
for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
bzw.
for i in /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend; do echo 1 > $i; done

Jedenfalls ist in Ubuntu Hardy usbcore als Modul konfiguriert und per default ist autosuspend bereits aktiviert.

Bei anderen Distributionen ist ggf. das usbcore Module auf Autosuspend zu stellen, am besten über Module-Optionen in /etc/modprobe.d/options (Debian/Ubuntu):
options usbcore autosuspend=1

Folgende ebenfalls oft vorgeschlagene Alternative funktioniert nur, wenn Autosuspend bei der Compilierung des Kernels aktiviert wurde (in Ubuntu Gutsy und Hardy ist dies ''nicht'' der Fall):
Bootoption "usbcore autosuspend=1" an die Kernel-Kommandozeile oder in der GRUB Konfiguration

Dennoch verbringt die CPU bei einer Out-of-th-Box Installation von Ubuntu Hardy etwa die Hälfte der Zeit in C2-Sleep, statt in C3/C4 zu gehen. Ursache ist ein Fehler im USB 1.1 Modul (uhci_hcd), das permanent Busmaster-Zugriff (DMA) erzeugt, selbst ohne angeschlossene USB-Geräte. Dies verhindert, dass die CPU in tiefere Schlafzustände gelangt (im DMA-Betrieb musst die CPU die Cache-Kohärenz mit dem RAM gewährleisten und kann daher nicht schlafen). Entladen des USB-Moduls sorgt dafür, das die CPU nicht mehr am Schlafen gehindert wird:
rmmod uhci_hcd
Der Anteil von C1 und C2 sollte damit auf 0% fallen und der Anteil an C3/C4-Sleep sollte im Niedriglastbereich dann über 95% liegen, was etwa 1-2 Watt reduzierten Strombedarf bringt.
Bei Bedarf lässt sich das USB-Modul wieder laden (wird für USB 1.1-Geräte benötigt, USB 2.0-Geräte laufen auch ohne dieses Modul):
modprobe uhci_hcd

Leider sind sowohl der Fingerprint Reader als auch Bluetooth über USB 1.1 angebunden und lassen sich ohne das Modul uhci_hcd nicht nutzen. Um beides zu kriegen - niedrigen Stromverbauch und trozdem funktionierenden Fingerprint Reader - müsste das Modul per Script jeweils temporär geladen bzw. wieder entladen werden. Gleiches gilt für die Nutzung der Bluetooth Schnittstelle oder anderer USB 1.1 Geräte. Hierfür ist bisher keine automatisierte Lösung bekannt.

== Grafikkarten ==

Integrierte Intel-Grafikkarten und NVIDIA Grafikkarten werden i.d.R. bei der Installation von Ubuntu Hardy automatisch erkannt und die Stromsparfunktionen aktiviert. Bei ATI-Karten muss man hierzu unter System/Hardware Treiber den "Beschleunigten Grafik-Treiber von ATI" aktivieren und rebooten. Abfragen des Modus mit:
aticonfig --lsp
Aktivieren der Stromsparfunktion bringt etwa 3 Watt:
aticonfig --set-powerstate=1

siehe auch:
* http://wiki.ubuntuusers.de/Strom_sparen
* http://wiki.cchtml.com/index.php/Ubuntu_Hardy_Installation_Guide

== Festplatte abschalten ==

Festplatte mit Laptop Mode kontrollieren und zum Stromsparen abschalten (wird bei Office-Arbeiten oder zum Web-Surfen nicht benötigt):
* Festplatte dazu auf maximales Stromsparen stellen (hdparm -B 1)
* Dirty Writeback Time des RAM-Caches für die Festplatte hochsetzen, z.B. auf 30 Minuten (Default ist 5 Sekunden), das sind 180000 Centisecs
* die Spindown on idle Zeit, also wie lange die Platte untätig bleibt, bevor sie abschaltet, entsprechend runter setzen, z.B. auf 1 Sekunde (mehr ist nicht nötig)
* Zusätzlich sind einige Log-Zugriffe abzuschalten syslog, noatime (siehe Doku zu Laptop Mode Tools)
* Problem: Cache-flush-Bug in Firefox-3 (bis Release Candidate 2): [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox-3.0/+bug/221009 Firefox keeps forcing disk to spin up when browsing because its sqlite storage calls fsync() for every recorded entry]
* [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox/+bug/160513 Änliches Problem] besteht in Firefox-2
* Man kann nun das ständige Flushen des RAM Write Caches in Firefox 3.0 durch die SQLite Voreinstellung "Pragma Syncronous off" abschalten, oder die Datenbank in eine RAM-Disk verlegen. Oder einen anderen Browser benutzen, Epiphany oder Opera erzeugen z.B. keine Festplattenzugriffe (am Write Cache vorbei).
* Nachtrag: im Final Release von Forefox 3.0 wurde der fsync-Bug weitgehend behoben, so dass ein Arbeiten ohne Festplattenzugriff nun auch mit Firefox möglich ist.
* die Platte bleibt damit solange aus, bis man wieder auf sie explizit zugreift. Mehrere Stunden Surfen ohne einen einzigen Plazzenzugriff ist kein Problem (lediglich Writeback Zeit entsprechend einstellen).
* mit ausreichend RAM (hier 3GB) und wenn man lange genug arbeitet ohne zu booten (Ram Cache bleibt erhalten, auch nach Sleep/Resume oder Hibernate) stehen die meisten Daten im Cache und die Festplatte wird fast nicht benutzt
* auch megabyteweise Downloads z.B. ein PDF-File und anschließendes Öffnen im PDF-Viewer erzeugt so dank Write-Caching keinen einzigen Plattenzugriff.
* ohne Lüfter- und Festplattenaktivität ist der Laptop fast unheimlich...

== Lüftersteuerung mit ThinkPad_Fan_Control ==

[[Bild:Fancontrol_Screenshot.png|thumb|ThinkPadFanControl erlaubt die Einstellung einer Triggerschwelle für alle Temperatursensoren]]

* [http://www.gambitchess.org/mediawiki/index.php/ThinkPad_Fan_Control Homepage ThinkPad_Fan_Control]
* Funktioniert einwandfrei mit Ubuntu Hardy
* Lässt den Lüfter bis zu einer einstellbaren Temperatur aus, darüber wird auf Hardwaresteuereung (BIOS) umgeschaltet

Dadurch erhält man kein weiches Anlaufen des Lüfters und oberhalb der eingestellten Schwelle zu hohe Drehzahlen, was sich leider nicht ändern lässt. Allerdings benötigt dieser Ansatz vergleichsweise wenige CPU Wakeups. In Ubunty Hardy gehen die ACPI Wakeups lediglich von circa 5 pro Sekunde auf etwa 10-25 pro Sekunde hoch. Dies entspricht (bei geringer Last) etwa einem Mehrverbrauch von 0,1 Watt (bei hoher Last haben diese Wakeups keinen Einfluss auf den Stromverbrauch).

Siehe auch [[Lüftersteuerung]]

== Stromhungrige Anwendungen ==

* mit TOP bzw. PowerTOP die Hauptverdächtigen anzeigen lassen, dann sieht man welche Prozesse/Anwendungen Last bzw. WakeUps verursachen
* oft übersehen wird der Browser als Lastfaktor. Etliche Webseiten haben inzwischen '''Java Script Animationen''' laufen, die bei diversen offenen Tabs schnell zu erheblichem Stromverbrauch führen. Wer im Akkubetrieb möglichst lange surfen möchte, sollte '''Java Script''' also in seinen Browser-Einstellungen deaktivieren. Allerdings werden dann auch einige erwünschte Effekte nicht dargestellt, beispielsweise verlangen viele WYSIWYG-Browser-Editoren Java Script. Leider gibt es bei den gängigen Browsern noch keine Möglichkeit, nur für bestimmt Webseiten oder für Teile daraus Java Script zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Auch '''Flash-Animationen''' und Flash-Videos sind ausgemachte Stromfresser. Diese starten - im Gegensatz zu Java Script Animationen - aber meistens erst, wenn man sie anclickt. Hinzu kommen '''Web 2.0''' Goodies wie Ajax. Leider belasten diese dynamischen Browser-Elemente den Rechner, auch wenn sie gar nicht angezeigt werden. Wer also '''tabbed browsing''' im Akkubetrieb macht, sollte bedenken, dass auch die nicht sichtbaren Tabs den Rechner belasten. Der Einfluss auf den Stromverbrauch ist erheblich, eine einzige dynamische Webseite sorgt bereits typisch für einige Watt Mehrverbrauch. Wer seine Mails also beispielsweise direkt über Google-Mail im Browser ließt, sollte diese Seite im Akkubetrieb nicht ständig im Hintergrund (als Tab) offen halten (besser für den Strombedarf: Mails per POP bzw IMAP abrufen).
* '''Scrolling''', '''Zooming''' und '''Rendering''': Die Ressorcenbelastung durch den Browser ist beim Rendering erheblich. Beim Scrolling mit aktivierter Smooth Option und Full Page Zooming, kommt ein System - speziell bei Intel Grafik in Verbindung mit aktiviertem Compositing und hoher Display-Auflösung - schnell an die Leistungsgrenze. Mehr zu den für den Stromverbrauch besten Einstellungen der Scrolling-Optionen der Browser in [http://www.thinkpad-forum.de/thinkpad-software/windows/43955-welcher-browser-ist-der-akku-freundlichste/ diesem Thread].
* '''dynamische Taskbar-Applets''' (etwa zum Anzeigen der CPU-Auslastung) oder Desktop-Applets (z.B. Anzeige einer Uhr mit Sekundenzeiger), erzeugen etliche Wakeups und sorgen schnell für ein paar Watt Mehrverbrauch auf einem ansonsten unbelasteten Rechner
* als Faustregel gilt: alles was sich bewegt, blinkt bzw. sonstwie dynamisch aktualisiert werden muss, erzeugt CPU-Wakeups, stört die CPU beim Schlafen und verbraucht damit Strom

== Diverse Linux Stromspar-Tipps ==

* neuesten Kernel benutzen. Standard in Ubuntu Hardy Heron ist 2.6.24. Zum Upgraden des Kernels siehe [[Kernel compilieren]]. Ein Upgrade von Kernel 2.6.24 auf 2.6.25 bringt auf Core Duo Prozessoren etwa 0,5 Watt. Ursache sind Verbesserungen beim IRQ-Balancing (in Powertop als "Rescheduling Interruts" angezeigt).
* PowerTOP starten und Stromspar-Vorschläge ausführen sowie die laufenden Prozesse auf Wakeup-Übeltäter durchforsten und ggf. beenden
* Optional: Undervolting (bringt Reduzierung des Stromverbrauchs bei höherer Last)
* zugehöriger [http://www.thinkpad-forum.de/thread.php?postid=351458 Thread im Thinkpad-Forum]
* Stromfresser sind vor allem USB 1.* (uhci_hcd), der _alte_ Bluetooth Treiber (leider sind die Broadcom Chips in den TPs per legacy USB angeschlossen), der CardBus für pcmcia etc., Musikapplikationen, Animationen, grafische Spielereien wie Compiz etc.
* Firefox Disk Cache disablen (über about:config), das reduziert die Festplattenzugriffe (dies spielt bei aktiviertem RAM Write Caching aber keine Rolle)
* [http://www.lesswatts.org/tips/graphics.php Framebuffer compression], bringt etwa 0,6 Watt laut Intel

== BIOS & Stromsparen ==

* Spezifisch für T61: Bios Version 1.26 ist scheinbar die sparsamste, macht ~2Watt aus im Vergleich zu 2.10. Bios Version (nur bei Meroms, also Prozessoren der T7* Familie). Siehe auch [[Vista_Stromverbrauch_senken#Richtige_BIOS-Version_w.C3.A4hlen|Vista, BIOS & Stromsparen]].

== WLAN Stromsparen ==

Stromsparmodus der WLAN-Karte aktivieren bei ipw-Treibern:
iwpriv eth0 set_power 5

Für iwl-Treiber:
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
oder
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl4965/*/power_level

WLAN Stromsparmodus spart etwa 0,25-0,5 Watt (je nach Belastung) und sorgt zudem für eine kühlere WLan Karte (liegt bei vielen Thinkpad-Modellen - z.B. [[TP-Modelle#X-Serie|X-Serie]] - unter der rechten Handballenauflage).

== Stromspar-Änderungen persistent machen ==

Im Startupscript etc/rc.local kann man die Einstellungen persistent machen, hier eine Beispieldatei (x61t):

# By default this script does nothing.
# Trackpoint sensibler (empfohlen für Trackpoint-Experten)
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/sensitivity
# und schneller
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/speed
# Wake-on-Lan aus
ethtool -s eth0 wol d
# PCI Geräte stromsparen
for i in /sys/bus/pci/devices/*/power_level ; do echo 5 > $i ; done
# WLAN stromsparen, hier 3945agb mit iwl-treibern
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
# WLAN Stromsparen bei intel2200 (z.B. T43)
# iwpriv eth1 set_power 5
# Sound stromsparen nach 10 sec
echo 10 > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save
# Sound stromsparen auf AC97 Chipsätzen (z.B. T40 - T43)
# echo 1 > /sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save
# xbacklight aktivieren (Workaround für einen Bug in Hardy-Alpha-6)
# xrandr --output LVDS --set BACKLIGHT_CONTROL native
# USB autosuspenden (bringt ab Kernel 2.6.22 nichts mehr)
# for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
# Laptop Mode aktivieren
laptop_mode start
# governor auf ondemand (macht auch Laptop Mode)
# echo ondemand > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
# Stromsparenden Scheduler aktivieren
echo 1 > /sys/devices/system/cpu/sched_mc_power_savings
# AHCI Link Power Management. Auskommentiert wenn statt AHCI
# "Compatibility Mode" im Bios aktiviert ist
echo min_power > /sys/class/scsi_host/host0/link_power_management_policy
# Falls CD Laufwerk vorhanden das Polling abschalten
# hal-disable-polling --device /dev/cdrom
# Dirty Writeback Time vergrößern für weniger Festplattenaktivität
# 180000 Centisecs entspricht 30 Minuten Ruhe ((macht auch Laptop Mode)
echo 180000 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
# Bluetooth abschalten
hciconfig hci0 down ; rmmod hci_usb
exit 0

Unnötige Kernel-Module in die Blacklist /etc/modprobe.d/blacklist (deaktiviert PCMCIA, USB, FireWire, späteres manuelles Nachtladen der Module ist kein Problem):

# folgende Module nicht laden wegen Wakeups/Stromverbrauch
blacklist pcmcia
blacklist yenta_socket
blacklist ehci_hcd
blacklist uhci_hcd # USB 1.1, verbraucht 1-2 Watt!
blacklist usbcore
blacklist ohci1394
blacklist sbp2
blacklist ieee1394

Einige Module werden schon während der initramfs-Phase geladen. Die blacklist auch dort durchsetzen durch:
update-initramfs -u

== Zusammenspiel Laptop Mode Tools und Gnome Power Manager ==
Dummer Weise überschreibt der Gnome Power Manager (GPM) beim Wechsel Akku/AC die Dirty Writeback Time, siehe auch [http://forum.ubuntuusers.de/topic/166821/?p=1428216#1428216 diesen Thread] auf ubuntuusers. Das heißt, man muss sie jedes mal manuell oder per script wieder auf den gewünschten Wert setzen. Hierzu ist bisher keine saubere Lösung bekannt, außer den GPM zu deaktivieren. Der GPM übernimmt aber auch einige weitere Funktionen, etwa die Keycodes. Denn leider funktionieren im 2.6.24 Kernel die Fakekey propagates durch den kernel nicht, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/linux/+bug/217504 Bugreport], d.h. ohne GPM funktionieren die HotKeys nicht. Ein Workaround sind setkeycode Befehle für jede Taste, die der Kernel durchlassen soll, diese kann man in /etc/rc.local persistent machen.

Ein anderes Problem ist, dass einige Schnittstellen nach einem Suspend/Resume ihre Einstelungen verlieren, so wird etwa Wake-on-Lan nach dem Aufwachen immer wieder aktiviert.

== Debugging ==

Zum Debugging hilfreich:
Überprüfen der Dirty Writeback Zeit geht mit:
cat /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
Ob Laptop Mode aktiviert ist, prüft man mit:
cat /proc/sys/vm/laptop_mode
(0 bedeutet aus; >0 bedeutet an)

Gnome Power Manager abschalten:
killall gnome-power-manager

== Links ==

* [http://www.lesswatts.org lesswatts] - Stromsparen-auf-Linux-Projekt von Intel
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/Idle_consumptions Idle Watt Tabelle] für alle Thinkpad-Modelle unter Linux
* [http://wiki.ubuntu.com/power-management-in-Ubuntu Power Management] - Stromspar-Seite im englischen Ubuntu-Forum
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/How_to_reduce_power_consumption Stromspar-Anleitung] im englischen ThinkWiki
* [http://de.gentoo-wiki.com/Aktivieren_von_Stromsparfunktionen Aktivieren von Stromsparfunktionen] - sehr detaillierte deutsche Anleitung im Gentoo-Wiki

[[Category:Linux]]
[[Category:Stromsparen]]
[[Kategorie:Kandidat_Lesenswerter_Artikel]]

Linux Stromsparen

2008-07-18T14:58:05Z

Dasvieh: /* WLAN Stromsparen */

Diese Seite diskutiert Maßnahmen zum Strom sparen unter Linux. Es werden aber auch einige generelle Faktoren erörtert, die den Stromverbrauch beeinflussen, so dass dieser Beitrag auch für Windows-Nutzer interessant sein dürfte.

== Stromverbrauch Linux im Vergleich zu Windows ==

Linux lag bezüglich des Stromverbrauchs lange Zeit abgeschlagen hinter Windows. Daher war Linux auf Notebooks nicht besonders verbreitet. Diese Situation hat sich seit stromsparenden Änderungen am Linux-Kernel umgekehrt (insbesondere durch [http://www.lesswatts.org/projects/tickless/ Dynticks] seit Kernel 2.6.21 vom April 2007). Dank optimierter Kernel-Interrupts und verbesserter Übergänge der P- und C-States konnte die Stromaufnahme der CPU unter Linux deutlich reduziert werden, siehe [http://www.lesswatts.org/results/mobile/ Grafik] von [http://www.lesswatts.org lesswatts.org], der Intel-Seite zum Stromsparen unter Linux.

Aber die CPU macht nur einen kleinen Anteil des Gesamtstromverbrauchs aus. So entfallen etwa auf Grafikkarte und Display oft mehr als die Hälfte des Stromverbrauchs des Gesamtsystems. Und ohne aktivierte Stromsparmechanismen verpulvert die WLAN-Schnittstelle unnötig Leistung. Der Stromverbrauch hängt also stark von der spezifischen Hardware und den Treibern ab.

Für ältere Hardware sind stromeffiziente Treiber oft nur für Windows vorhanden. Auf einem [[T40]] beispielsweise hat man schlechte Chancen, den Stromverbrauch mit Linux auf die Verbrauchswerte von Windows zu drücken. Für die neueren Modelle sind die Linux-Treiber aber recht stromsparoptimiert. Hier hat Linux in den letzten Monaten enorm aufgeholt. Die integrierte Intel-Grafik oder auch die gängigen Grafikkarten von ATI und NVIDIA werden ab der Generation des ThinkPad T43 gut unterstützt.

Da Linux durch das effektivere Paketmanagement (bessere Wiederverwendung von Software-Teilen) weniger Speicher benötigt und auch die CPU geringer belastet, liegt der Verbrauch von Linux etwas unter dem von Windows. Zudem eröffnet Linux mehr Möglichkeiten zum Stromsparen: Abschalten der Fesplatte, des DVD-Laufwerks und USB sowie optimieren der CPU-Wakeups gestaltet sich unter Windows deutlich schwieriger. Dank [http://www.lesswatts.org/projects/powertop/ PowerTOP], einem Tool von Intel, das die Hauptverbaucher identifiziert, wird unter Linux auch stärker auf die Stromsparoptimierung von Anwendungen geachtet. Als Daumenregel gilt daher, dass man unter Linux mit einem etwa ''10% niedrigeren Stromverbrauch im Vergleich zu Windows'' rechnen kann.

Allerdings erreichen beide Betriebssysteme ihr Stromsparpotenzial nicht out-of-the-box, stattdessen bedarf es einiger optimierender Einstellungen. Unter Linux sind dazu nachfolgende Tipps zu berücksichtigen (für Windows siehe [[Vista Stromverbrauch senken]]).

== Einfluss der CPU-States auf den Stromverbrauch ==

[[Bild:Powertop_Screenshot.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot unter einem frisch installierten Xubuntu Hardy auf einem x61t. Wie man sieht, verbringt die CPU zu viel Zeit in C2 statt in C3/C4. Durch das transparente Remapping werden C4-States als C3-States angezeigt.]]

[[Bild:PowerTOP_Screenshot_nx8220.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot auf einem HP nx8220, der anders als ThinkPads kein C4-BIOS-Remapping macht. Dadurch werden C4-States separat angezeigt.]]

Maßgeblich für den Stromverbrauch des Prozessors ist der Zeitanteil, den er in den unterschiedlichen Zuständen verbringt. Es gibt die P-States, in denen der Prozessor läuft, diese States unterscheiden sich durch unterschiedliche Taktung. Im höchsten Takt steigt der Verbraucht des Prozessors in den Bereich der spezifizierten [http://de.wikipedia.org/wiki/Thermal_Design_Power Thermal Design Power] (TDP), für einen Mobile Core-2-Duo liegt die TDP beispielsweise bei 35 Watt. In der Praxis liegt die Stromaufnahme des Prozessors aber meist deutlich unter dieser Maximalangabe.

Entscheidende Einsparungen beim Stromverbrauch erreichen die C-States Deep Sleep (C3) und Deeper Sleep (C4). Hier ist der Prozessor untätig und es werden bestimmte Bereiche der CPU abgeschaltet. Im Prinzip sollte der Prozessor bei Untätigkeit immer in den tiefsten C-State schalten, also in C4. Im C4-State werden die CPU-Kerne, die Level-1 Caches und auch der Level-2 Cache abgeschaltet und die Versorgungsspannung reduziert, so dass der Stromverbrauch der CPU unter 2 Watt geht. Das Abschalten dauert aber etwas Zeit. Wenn die CPU zu oft durch Arbeitsanforderungen unterbrochen wird, erreicht sie demzufolge nur die höheren Sleep-Zustände C1 bzw. C2 die weniger Bereiche der CPU von der Stromzufuhr abkoppeln und demzufolge nur geringe Einsparungen bringen. Um den Stromverbrauch der CPU zu minimieren gilt es daher, die Ursache für CPU-Wakeups aufzuspüren. Hierzu hat Intel ein Tool entwickelt: PowerTOP. Dies ermittel die Zeitanteile der CPU in den aktiven P-States und in den stromsparenden C-Sleep-States und zeigt an, welche Prozesse die CPU durch Wakeup-Interrupts aus den C-Sleep-States aufwecken.

== Stromsparen durch Deeper Sleep C4 ==

Im Office- und Surf-Betrieb wird eine moderne CPU kaum ausgelastet und verbringt über 95% im C4-Sleep-State.

Abhängig vom BIOS lässt sich der C4-State "Deeper Sleep" für den Akkubetrieb aktivieren bzw. deaktivieren. Bei ThinkPads macht das BIOS ein "transparentes Remapping" des C4-State auf den C3-State, d.h. PowerTOP sieht dann den C4-State nicht, obwohl dieser aktiviert wird. Stattdessen werden die C4-States mit bei den C3-States zusammengefasst. Leider lässt sich durch dieses transparente Remapping nicht feststellen, ob der besonders stromsparende C4-State sauber läuft bzw. zu welchem Zeitanteil er erreicht wird. Nur das typische [[Geräuschentwicklung_reduzieren#C4-Fiepen|C4-Fiepen]] liefert dann einen Hinweis. Aktivieren des C4-States bringt jedenfalls etwa 1,5 Watt Einsparungen beim Stromverbrauch.

== Einfluss der Core-Spannung ==

Die Leistungsaufnahme hängt linear vom Takt und quadratisch von der Spannung ab. Die Absenkung der Core-Spannung - Undervolting - ist demnach je nach CPU unterschiedlich effektiv.

Bei aktuellen CPU's bringt Undervolting vornehmlich Einsparungn bei hoher Last, da diese ansonsten so viel Zeit wie möglich in den C-States verbringen, wodurch die P-States (welche durch Undervolten mit niedrigerer Spannung betrieben werden) nur noch vernachlässigbaren Einfluss auf den Stromvebrauch haben. In den C3/C4-Sleep-States schaltet die CPU Teile komplett ab, wodurch auch ohne explizites Undervolting weniger Spannung gebraucht wird. Wird die CPU aufgeweckt, geht sie kurz auf Maximaltakt, erledigt die Aufgabe und fällt zurück in den Sleepstate. Je nachdem wie weit sich für eine konkrete CPU die Kernspannung reduzieren läßt, reduziert sich entsprechend auch die Stromaufnahme der P-States - dies bewegt sich etwa in der Größenordnung von 10-20%. Die Gesamteinsparung errechnet sich dann durch Multiplikation mit dem Anteil des P-States.

Beispiel: arbeitet eine CPU 33% Zeitanteil in P-States, reduziert sich die Leistungsaufnahme um insgesamt etwa 5%, wenn man von rund 15% Verringerung der Leistungsaufnahme im den P-States selber durch Undervolting ausgehen kann.
Zu beachten ist hier jedoch noch, dass die minimal mögliche Spannung bei niedrigen P-States geringer vom Originalwert abweicht als bei höheren.

Bei älteren CPU's ohne C-States sind die P-States die primären Sparfunktionen, wodurch Undervolting hier auch im Niedriglastbereich durchaus 10-15% reduzierte Stromaufnahme erreichen kann (nur bei Centrinos der ersten Generationen, seit Dual Core wurden Sperren eingebaut für niedrigste Spannungen).

Interessanter Weise unterscheiden sich normale T- und Low Voltage-CPUs von Intel gar nicht, siehe [[Vista_Stromverbrauch_senken#Undervolting|Intel Low Voltage-Skandal]].

== CPU-Wakeups optimieren ==

Die meisten Wakeups gehen auf Kosten des TouchPads bzw. des Trackpoints, bis zu 400 Interrupts sind hier normal. Ansonsten sollte die Zahl der Wakeups pro Sekunde bei unter 50 liegen. Instant-Messenger wie Skype sorgen dabei für circa 20 Wakeups/s, WLAN, ACPI und animierte Taskbar-Icons sind weitere Aufwecker. Stromschlucker die oft übersehen werden sind auch Webseiten mit Java, Flash oder Ajax. Ein nackter Desktop läuft mit unter 20 Wakeups/s. Hierbei unterscheiden sich Gnome, KDE oder XFCE übrigens kaum.

Neu seit Kernel 2.6.24 gibt es zudem "Rescheduling Interrupts" auf Mehrkern-CPUs. Hierbei wird die Verarbeitung der Wakeup-Interrupts auf die Kerne verteilt, so dass die CPU insgesamt trotzdem länger in den Sleep-Zuständen verweilen kann. Dieses [http://www.irqbalance.org/ Power Aware IRQ Balancing] ist im 2.6.24er-Kernel allerdings noch nicht ganz ausgereift. Der Kernel 2.6.25 produziert deutlich weniger Rescheduling Interrupts.

== USB Autosuspend ==

USB ist ein Polling-basierter Bus, d.h. die CPU muss ständig aufwachen, um auf dem Bus nach Daten zu schauen, selbst wenn dort gar nichts passiert. Dies verhindert auch im Leerlauf, dass die CPU ordentlich in C3/C4-Sleep wechseln kann. Hierzu kann man USB auf Autosuspend stellen, d.h. wenn keine USB-Geräte angeschlossen sind bzw. keine Daten anliegen, können die USB-Chipsätze in einen Stromsparmodus schalten bzw. die Polling-Rate kann reduziert werden. Da viele ältere Geräte (z.B. Drucker, Scanner und auch einige Kameras gehen dann nach wenigen Sekunden Untätigkeit aus) hiermit Probleme haben, ist USB-Autosuspend bei manchen Distributionen per default deaktiviert. Neuere Geräte funktionieren damit aber problemlos und man kann USB-Autosuspend getrost aktivieren. Hot-Pluging, also das Einstecken von USB-Geräten im laufenden Betrieb mit automatischer Erkennung, funktioniert dabei trotzdem. Mit:
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/level
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend
kann man die USB-Konfiguration abfragen (korrekte Ausgabe ist "auto" bzw. Zeit bis Autosuspend aktiviert wird).

PowerTOP macht hier leider falsche Angaben (Versionen 1.8 und 1.9). Zum einen sind die Stromspar-Vorschläge zu USB nur relevant, wenn USB-Treiber im Kernel integriert sind, aber nicht, wenn sie wie in Ubuntu als Kernel-Module konfiguriert sind (CONFIG_USB=m). Zum anderen beruht die Erkennung auf der Abfrage autosuspend=0, was aber ab Kernel 2.6.22 lediglich bedeutet, dass 0 Sekunden bis zum Autosuspend gewartet wird (vorher bedeutete es, dass Autosuspend abgeschaltet ist, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/powertop/+bug/136549 Bugreport]). Folgende ansonsten oft vorgeschlagene Methode hat daher keinen Effekt:
for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
bzw.
for i in /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend; do echo 1 > $i; done

Jedenfalls ist in Ubuntu Hardy usbcore als Modul konfiguriert und per default ist autosuspend bereits aktiviert.

Bei anderen Distributionen ist ggf. das usbcore Module auf Autosuspend zu stellen, am besten über Module-Optionen in /etc/modprobe.d/options (Debian/Ubuntu):
options usbcore autosuspend=1

Folgende ebenfalls oft vorgeschlagene Alternative funktioniert nur, wenn Autosuspend bei der Compilierung des Kernels aktiviert wurde (in Ubuntu Gutsy und Hardy ist dies ''nicht'' der Fall):
Bootoption "usbcore autosuspend=1" an die Kernel-Kommandozeile oder in der GRUB Konfiguration

Dennoch verbringt die CPU bei einer Out-of-th-Box Installation von Ubuntu Hardy etwa die Hälfte der Zeit in C2-Sleep, statt in C3/C4 zu gehen. Ursache ist ein Fehler im USB 1.1 Modul (uhci_hcd), das permanent Busmaster-Zugriff (DMA) erzeugt, selbst ohne angeschlossene USB-Geräte. Dies verhindert, dass die CPU in tiefere Schlafzustände gelangt (im DMA-Betrieb musst die CPU die Cache-Kohärenz mit dem RAM gewährleisten und kann daher nicht schlafen). Entladen des USB-Moduls sorgt dafür, das die CPU nicht mehr am Schlafen gehindert wird:
rmmod uhci_hcd
Der Anteil von C1 und C2 sollte damit auf 0% fallen und der Anteil an C3/C4-Sleep sollte im Niedriglastbereich dann über 95% liegen, was etwa 1-2 Watt reduzierten Strombedarf bringt.
Bei Bedarf lässt sich das USB-Modul wieder laden (wird für USB 1.1-Geräte benötigt, USB 2.0-Geräte laufen auch ohne dieses Modul):
modprobe uhci_hcd

Leider sind sowohl der Fingerprint Reader als auch Bluetooth über USB 1.1 angebunden und lassen sich ohne das Modul uhci_hcd nicht nutzen. Um beides zu kriegen - niedrigen Stromverbauch und trozdem funktionierenden Fingerprint Reader - müsste das Modul per Script jeweils temporär geladen bzw. wieder entladen werden. Gleiches gilt für die Nutzung der Bluetooth Schnittstelle oder anderer USB 1.1 Geräte. Hierfür ist bisher keine automatisierte Lösung bekannt.

== Grafikkarten ==

Integrierte Intel-Grafikkarten und NVIDIA Grafikkarten werden i.d.R. bei der Installation von Ubuntu Hardy automatisch erkannt und die Stromsparfunktionen aktiviert. Bei ATI-Karten muss man hierzu unter System/Hardware Treiber den "Beschleunigten Grafik-Treiber von ATI" aktivieren und rebooten. Abfragen des Modus mit:
aticonfig --lsp
Aktivieren der Stromsparfunktion bringt etwa 3 Watt:
aticonfig --set-powerstate=1

siehe auch:
* http://wiki.ubuntuusers.de/Strom_sparen
* http://wiki.cchtml.com/index.php/Ubuntu_Hardy_Installation_Guide

== Festplatte abschalten ==

Festplatte mit Laptop Mode kontrollieren und zum Stromsparen abschalten (wird bei Office-Arbeiten oder zum Web-Surfen nicht benötigt):
* Festplatte dazu auf maximales Stromsparen stellen (hdparm -B 1)
* Dirty Writeback Time des RAM-Caches für die Festplatte hochsetzen, z.B. auf 30 Minuten (Default ist 5 Sekunden), das sind 180000 Centisecs
* die Spindown on idle Zeit, also wie lange die Platte untätig bleibt, bevor sie abschaltet, entsprechend runter setzen, z.B. auf 1 Sekunde (mehr ist nicht nötig)
* Zusätzlich sind einige Log-Zugriffe abzuschalten syslog, noatime (siehe Doku zu Laptop Mode Tools)
* Problem: Cache-flush-Bug in Firefox-3 (bis Release Candidate 2): [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox-3.0/+bug/221009 Firefox keeps forcing disk to spin up when browsing because its sqlite storage calls fsync() for every recorded entry]
* [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox/+bug/160513 Änliches Problem] besteht in Firefox-2
* Man kann nun das ständige Flushen des RAM Write Caches in Firefox 3.0 durch die SQLite Voreinstellung "Pragma Syncronous off" abschalten, oder die Datenbank in eine RAM-Disk verlegen. Oder einen anderen Browser benutzen, Epiphany oder Opera erzeugen z.B. keine Festplattenzugriffe (am Write Cache vorbei).
* Nachtrag: im Final Release von Forefox 3.0 wurde der fsync-Bug weitgehend behoben, so dass ein Arbeiten ohne Festplattenzugriff nun auch mit Firefox möglich ist.
* die Platte bleibt damit solange aus, bis man wieder auf sie explizit zugreift. Mehrere Stunden Surfen ohne einen einzigen Plazzenzugriff ist kein Problem (lediglich Writeback Zeit entsprechend einstellen).
* mit ausreichend RAM (hier 3GB) und wenn man lange genug arbeitet ohne zu booten (Ram Cache bleibt erhalten, auch nach Sleep/Resume oder Hibernate) stehen die meisten Daten im Cache und die Festplatte wird fast nicht benutzt
* auch megabyteweise Downloads z.B. ein PDF-File und anschließendes Öffnen im PDF-Viewer erzeugt so dank Write-Caching keinen einzigen Plattenzugriff.
* ohne Lüfter- und Festplattenaktivität ist der Laptop fast unheimlich...

== Lüftersteuerung mit ThinkPad_Fan_Control ==

[[Bild:Fancontrol_Screenshot.png|thumb|ThinkPadFanControl erlaubt die Einstellung einer Triggerschwelle für alle Temperatursensoren]]

* [http://www.gambitchess.org/mediawiki/index.php/ThinkPad_Fan_Control Homepage ThinkPad_Fan_Control]
* Funktioniert einwandfrei mit Ubuntu Hardy
* Lässt den Lüfter bis zu einer einstellbaren Temperatur aus, darüber wird auf Hardwaresteuereung (BIOS) umgeschaltet

Dadurch erhält man kein weiches Anlaufen des Lüfters und oberhalb der eingestellten Schwelle zu hohe Drehzahlen, was sich leider nicht ändern lässt. Allerdings benötigt dieser Ansatz vergleichsweise wenige CPU Wakeups. In Ubunty Hardy gehen die ACPI Wakeups lediglich von circa 5 pro Sekunde auf etwa 10-25 pro Sekunde hoch. Dies entspricht (bei geringer Last) etwa einem Mehrverbrauch von 0,1 Watt (bei hoher Last haben diese Wakeups keinen Einfluss auf den Stromverbrauch).

Siehe auch [[Lüftersteuerung]]

== Stromhungrige Anwendungen ==

* mit TOP bzw. PowerTOP die Hauptverdächtigen anzeigen lassen, dann sieht man welche Prozesse/Anwendungen Last bzw. WakeUps verursachen
* oft übersehen wird der Browser als Lastfaktor. Etliche Webseiten haben inzwischen '''Java Script Animationen''' laufen, die bei diversen offenen Tabs schnell zu erheblichem Stromverbrauch führen. Wer im Akkubetrieb möglichst lange surfen möchte, sollte '''Java Script''' also in seinen Browser-Einstellungen deaktivieren. Allerdings werden dann auch einige erwünschte Effekte nicht dargestellt, beispielsweise verlangen viele WYSIWYG-Browser-Editoren Java Script. Leider gibt es bei den gängigen Browsern noch keine Möglichkeit, nur für bestimmt Webseiten oder für Teile daraus Java Script zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Auch '''Flash-Animationen''' und Flash-Videos sind ausgemachte Stromfresser. Diese starten - im Gegensatz zu Java Script Animationen - aber meistens erst, wenn man sie anclickt. Hinzu kommen '''Web 2.0''' Goodies wie Ajax. Leider belasten diese dynamischen Browser-Elemente den Rechner, auch wenn sie gar nicht angezeigt werden. Wer also '''tabbed browsing''' im Akkubetrieb macht, sollte bedenken, dass auch die nicht sichtbaren Tabs den Rechner belasten. Der Einfluss auf den Stromverbrauch ist erheblich, eine einzige dynamische Webseite sorgt bereits typisch für einige Watt Mehrverbrauch. Wer seine Mails also beispielsweise direkt über Google-Mail im Browser ließt, sollte diese Seite im Akkubetrieb nicht ständig im Hintergrund (als Tab) offen halten (besser für den Strombedarf: Mails per POP bzw IMAP abrufen).
* '''Scrolling''', '''Zooming''' und '''Rendering''': Die Ressorcenbelastung durch den Browser ist beim Rendering erheblich. Beim Scrolling mit aktivierter Smooth Option und Full Page Zooming, kommt ein System - speziell bei Intel Grafik in Verbindung mit aktiviertem Compositing und hoher Display-Auflösung - schnell an die Leistungsgrenze. Mehr zu den für den Stromverbrauch besten Einstellungen der Scrolling-Optionen der Browser in [http://www.thinkpad-forum.de/thinkpad-software/windows/43955-welcher-browser-ist-der-akku-freundlichste/ diesem Thread].
* '''dynamische Taskbar-Applets''' (etwa zum Anzeigen der CPU-Auslastung) oder Desktop-Applets (z.B. Anzeige einer Uhr mit Sekundenzeiger), erzeugen etliche Wakeups und sorgen schnell für ein paar Watt Mehrverbrauch auf einem ansonsten unbelasteten Rechner
* als Faustregel gilt: alles was sich bewegt, blinkt bzw. sonstwie dynamisch aktualisiert werden muss, erzeugt CPU-Wakeups, stört die CPU beim Schlafen und verbraucht damit Strom

== Diverse Linux Stromspar-Tipps ==

* neuesten Kernel benutzen. Standard in Ubuntu Hardy Heron ist 2.6.24. Zum Upgraden des Kernels siehe [[Kernel compilieren]]. Ein Upgrade von Kernel 2.6.24 auf 2.6.25 bringt auf Core Duo Prozessoren etwa 0,5 Watt. Ursache sind Verbesserungen beim IRQ-Balancing (in Powertop als "Rescheduling Interruts" angezeigt).
* PowerTOP starten und Stromspar-Vorschläge ausführen sowie die laufenden Prozesse auf Wakeup-Übeltäter durchforsten und ggf. beenden
* Optional: Undervolting (bringt Reduzierung des Stromverbrauchs bei höherer Last)
* zugehöriger [http://www.thinkpad-forum.de/thread.php?postid=351458 Thread im Thinkpad-Forum]
* Stromfresser sind vor allem USB 1.* (uhci_hcd), der _alte_ Bluetooth Treiber (leider sind die Broadcom Chips in den TPs per legacy USB angeschlossen), der CardBus für pcmcia etc., Musikapplikationen, Animationen, grafische Spielereien wie Compiz etc.
* Firefox Disk Cache disablen (über about:config), das reduziert die Festplattenzugriffe (dies spielt bei aktiviertem RAM Write Caching aber keine Rolle)
* [http://www.lesswatts.org/tips/graphics.php Framebuffer compression], bringt etwa 0,6 Watt laut Intel

== BIOS & Stromsparen ==

* Spezifisch für T61: Bios Version 1.26 ist scheinbar die sparsamste, macht ~2Watt aus im Vergleich zu 2.10. Bios Version (nur bei Meroms, also Prozessoren der T7* Familie). Siehe auch [[Vista_Stromverbrauch_senken#Richtige_BIOS-Version_w.C3.A4hlen|Vista, BIOS & Stromsparen]].

== WLAN Stromsparen ==

Stromsparmodus der WLAN-Karte aktivieren bei ipw-Treibern:
iwpriv eth0 set_power 5

Für iwl-Treiber:
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
oder
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl4965/*/power_level

WLAN Stromsparmodus spart etwa 0,25-0,5 Watt (je nach Belastung) und sorgt zudem für eine kühlere WLan Karte (liegt bei vielen Thinkpad-Modellen - z.B. [[TP-Modelle#X-Serie|X-Serie]] - unter der rechten Handballenauflage).

== Stromspar-Änderungen persistent machen ==

Im Startupscript etc/rc.local kann man die Einstellungen persistent machen, hier eine Beispieldatei (x61t):

# By default this script does nothing.
# Trackpoint sensibler (empfohlen für Trackpoint-Experten)
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/sensitivity
# und schneller
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/speed
# Wake-on-Lan aus
ethtool -s eth0 wol d
# PCI Geräte stromsparen
for i in /sys/bus/pci/devices/*/power_level ; do echo 5 > $i ; done
# WLAN stromsparen, hier 3945agb mit iwl-treibern
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
# WLAN Stromsparen bei intel2200 (z.B. T43)
# iwpriv eth1 set_power 5
# Sound stromsparen nach 10 sec
echo 10 > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save
# Sound stromsparen auf AC97 Chipsätzen (z.B. T40 - T43)
# echo 1 > /sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save
# xbacklight aktivieren (Workaround für einen Bug in Hardy-Alpha-6)
# xrandr --output LVDS --set BACKLIGHT_CONTROL native
# USB autosuspenden (bringt ab Kernel 2.6.22 nichts mehr)
# for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
# Laptop Mode aktivieren
laptop_mode start
# governor auf ondemand (macht auch Laptop Mode)
# echo ondemand > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
# Stromsparenden Scheduler aktivieren
echo 1 > /sys/devices/system/cpu/sched_mc_power_savings
# AHCI Link Power Management. Auskommentiert wenn statt AHCI
# "Compatibility Mode" im Bios aktiviert ist
echo min_power > /sys/class/scsi_host/host0/link_power_management_policy
# Falls CD Laufwerk vorhanden das Polling abschalten
# hal-disable-polling --device /dev/cdrom
# Dirty Writeback Time vergrößern für weniger Festplattenaktivität
# 180000 Centisecs entspricht 30 Minuten Ruhe ((macht auch Laptop Mode)
echo 180000 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
# Bluetooth abschalten
hciconfig hci0 down ; rmmod hci_usb
exit 0

Unnötige Kernel-Module in die Blacklist /etc/modprobe.d/blacklist (deaktiviert PCMCIA, USB, FireWire, späteres manuelles Nachtladen der Module ist kein Problem):

# folgende Module nicht laden wegen Wakeups/Stromverbrauch
blacklist pcmcia
blacklist yenta_socket
blacklist ehci_hcd
blacklist uhci_hcd # USB 1.1, verbraucht 1-2 Watt!
blacklist usbcore
blacklist ohci1394
blacklist sbp2
blacklist ieee1394

Einige Module werden schon während der initramfs-Phase geladen. Die blacklist auch dort durchsetzen durch:
update-initramfs -u

== Zusammenspiel Laptop Mode Tools und Gnome Power Manager ==
Dummer Weise überschreibt der Gnome Power Manager (GPM) beim Wechsel Akku/AC die Dirty Writeback Time, siehe auch [http://forum.ubuntuusers.de/topic/166821/?p=1428216#1428216 diesen Thread] auf ubuntuusers. Das heißt, man muss sie jedes mal manuell oder per script wieder auf den gewünschten Wert setzen. Hierzu ist bisher keine saubere Lösung bekannt, außer den GPM zu deaktivieren. Der GPM übernimmt aber auch einige weitere Funktionen, etwa die Keycodes. Denn leider funktionieren im 2.6.24 Kernel die Fakekey propagates durch den kernel nicht, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/linux/+bug/217504 Bugreport], d.h. ohne GPM funktionieren die HotKeys nicht. Ein Workaround sind setkeycode Befehle für jede Taste, die der Kernel durchlassen soll, diese kann man in /etc/rc.local persistent machen.

Ein anderes Problem ist, dass einige Schnittstellen nach einem Suspend/Resume ihre Einstelungen verlieren, so wird etwa Wake-on-Lan nach dem Aufwachen immer wieder aktiviert.

== Debugging ==

Zum Debugging hilfreich:
Überprüfen der Dirty Writeback Zeit geht mit:
cat /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
Ob Laptop Mode aktiviert ist, prüft man mit:
cat /proc/sys/vm/laptop_mode
(0 bedeutet aus; >0 bedeutet an)

Gnome Power Manager abschalten:
killall gnome-power-manager

== Links ==

* [http://www.lesswatts.org lesswatts] - Stromsparen-auf-Linux-Projekt von Intel
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/Idle_consumptions Idle Watt Tabelle] für alle Thinkpad-Modelle unter Linux
* [http://wiki.ubuntu.com/power-management-in-Ubuntu Power Management] - Stromspar-Seite im englischen Ubuntu-Forum
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/How_to_reduce_power_consumption Stromspar-Anleitung] im englischen ThinkWiki
* [http://de.gentoo-wiki.com/Aktivieren_von_Stromsparfunktionen Aktivieren von Stromsparfunktionen] - sehr detaillierte deutsche Anleitung im Gentoo-Wiki

[[Category:Linux]]
[[Category:Stromsparen]]
[[Kategorie:Kandidat_Lesenswerter_Artikel]]

Linux Stromsparen

2008-07-18T14:57:14Z

Dasvieh: /* BIOS & Stromsparen */

Diese Seite diskutiert Maßnahmen zum Strom sparen unter Linux. Es werden aber auch einige generelle Faktoren erörtert, die den Stromverbrauch beeinflussen, so dass dieser Beitrag auch für Windows-Nutzer interessant sein dürfte.

== Stromverbrauch Linux im Vergleich zu Windows ==

Linux lag bezüglich des Stromverbrauchs lange Zeit abgeschlagen hinter Windows. Daher war Linux auf Notebooks nicht besonders verbreitet. Diese Situation hat sich seit stromsparenden Änderungen am Linux-Kernel umgekehrt (insbesondere durch [http://www.lesswatts.org/projects/tickless/ Dynticks] seit Kernel 2.6.21 vom April 2007). Dank optimierter Kernel-Interrupts und verbesserter Übergänge der P- und C-States konnte die Stromaufnahme der CPU unter Linux deutlich reduziert werden, siehe [http://www.lesswatts.org/results/mobile/ Grafik] von [http://www.lesswatts.org lesswatts.org], der Intel-Seite zum Stromsparen unter Linux.

Aber die CPU macht nur einen kleinen Anteil des Gesamtstromverbrauchs aus. So entfallen etwa auf Grafikkarte und Display oft mehr als die Hälfte des Stromverbrauchs des Gesamtsystems. Und ohne aktivierte Stromsparmechanismen verpulvert die WLAN-Schnittstelle unnötig Leistung. Der Stromverbrauch hängt also stark von der spezifischen Hardware und den Treibern ab.

Für ältere Hardware sind stromeffiziente Treiber oft nur für Windows vorhanden. Auf einem [[T40]] beispielsweise hat man schlechte Chancen, den Stromverbrauch mit Linux auf die Verbrauchswerte von Windows zu drücken. Für die neueren Modelle sind die Linux-Treiber aber recht stromsparoptimiert. Hier hat Linux in den letzten Monaten enorm aufgeholt. Die integrierte Intel-Grafik oder auch die gängigen Grafikkarten von ATI und NVIDIA werden ab der Generation des ThinkPad T43 gut unterstützt.

Da Linux durch das effektivere Paketmanagement (bessere Wiederverwendung von Software-Teilen) weniger Speicher benötigt und auch die CPU geringer belastet, liegt der Verbrauch von Linux etwas unter dem von Windows. Zudem eröffnet Linux mehr Möglichkeiten zum Stromsparen: Abschalten der Fesplatte, des DVD-Laufwerks und USB sowie optimieren der CPU-Wakeups gestaltet sich unter Windows deutlich schwieriger. Dank [http://www.lesswatts.org/projects/powertop/ PowerTOP], einem Tool von Intel, das die Hauptverbaucher identifiziert, wird unter Linux auch stärker auf die Stromsparoptimierung von Anwendungen geachtet. Als Daumenregel gilt daher, dass man unter Linux mit einem etwa ''10% niedrigeren Stromverbrauch im Vergleich zu Windows'' rechnen kann.

Allerdings erreichen beide Betriebssysteme ihr Stromsparpotenzial nicht out-of-the-box, stattdessen bedarf es einiger optimierender Einstellungen. Unter Linux sind dazu nachfolgende Tipps zu berücksichtigen (für Windows siehe [[Vista Stromverbrauch senken]]).

== Einfluss der CPU-States auf den Stromverbrauch ==

[[Bild:Powertop_Screenshot.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot unter einem frisch installierten Xubuntu Hardy auf einem x61t. Wie man sieht, verbringt die CPU zu viel Zeit in C2 statt in C3/C4. Durch das transparente Remapping werden C4-States als C3-States angezeigt.]]

[[Bild:PowerTOP_Screenshot_nx8220.png|thumb|300px|PowerTOP Screenshot auf einem HP nx8220, der anders als ThinkPads kein C4-BIOS-Remapping macht. Dadurch werden C4-States separat angezeigt.]]

Maßgeblich für den Stromverbrauch des Prozessors ist der Zeitanteil, den er in den unterschiedlichen Zuständen verbringt. Es gibt die P-States, in denen der Prozessor läuft, diese States unterscheiden sich durch unterschiedliche Taktung. Im höchsten Takt steigt der Verbraucht des Prozessors in den Bereich der spezifizierten [http://de.wikipedia.org/wiki/Thermal_Design_Power Thermal Design Power] (TDP), für einen Mobile Core-2-Duo liegt die TDP beispielsweise bei 35 Watt. In der Praxis liegt die Stromaufnahme des Prozessors aber meist deutlich unter dieser Maximalangabe.

Entscheidende Einsparungen beim Stromverbrauch erreichen die C-States Deep Sleep (C3) und Deeper Sleep (C4). Hier ist der Prozessor untätig und es werden bestimmte Bereiche der CPU abgeschaltet. Im Prinzip sollte der Prozessor bei Untätigkeit immer in den tiefsten C-State schalten, also in C4. Im C4-State werden die CPU-Kerne, die Level-1 Caches und auch der Level-2 Cache abgeschaltet und die Versorgungsspannung reduziert, so dass der Stromverbrauch der CPU unter 2 Watt geht. Das Abschalten dauert aber etwas Zeit. Wenn die CPU zu oft durch Arbeitsanforderungen unterbrochen wird, erreicht sie demzufolge nur die höheren Sleep-Zustände C1 bzw. C2 die weniger Bereiche der CPU von der Stromzufuhr abkoppeln und demzufolge nur geringe Einsparungen bringen. Um den Stromverbrauch der CPU zu minimieren gilt es daher, die Ursache für CPU-Wakeups aufzuspüren. Hierzu hat Intel ein Tool entwickelt: PowerTOP. Dies ermittel die Zeitanteile der CPU in den aktiven P-States und in den stromsparenden C-Sleep-States und zeigt an, welche Prozesse die CPU durch Wakeup-Interrupts aus den C-Sleep-States aufwecken.

== Stromsparen durch Deeper Sleep C4 ==

Im Office- und Surf-Betrieb wird eine moderne CPU kaum ausgelastet und verbringt über 95% im C4-Sleep-State.

Abhängig vom BIOS lässt sich der C4-State "Deeper Sleep" für den Akkubetrieb aktivieren bzw. deaktivieren. Bei ThinkPads macht das BIOS ein "transparentes Remapping" des C4-State auf den C3-State, d.h. PowerTOP sieht dann den C4-State nicht, obwohl dieser aktiviert wird. Stattdessen werden die C4-States mit bei den C3-States zusammengefasst. Leider lässt sich durch dieses transparente Remapping nicht feststellen, ob der besonders stromsparende C4-State sauber läuft bzw. zu welchem Zeitanteil er erreicht wird. Nur das typische [[Geräuschentwicklung_reduzieren#C4-Fiepen|C4-Fiepen]] liefert dann einen Hinweis. Aktivieren des C4-States bringt jedenfalls etwa 1,5 Watt Einsparungen beim Stromverbrauch.

== Einfluss der Core-Spannung ==

Die Leistungsaufnahme hängt linear vom Takt und quadratisch von der Spannung ab. Die Absenkung der Core-Spannung - Undervolting - ist demnach je nach CPU unterschiedlich effektiv.

Bei aktuellen CPU's bringt Undervolting vornehmlich Einsparungn bei hoher Last, da diese ansonsten so viel Zeit wie möglich in den C-States verbringen, wodurch die P-States (welche durch Undervolten mit niedrigerer Spannung betrieben werden) nur noch vernachlässigbaren Einfluss auf den Stromvebrauch haben. In den C3/C4-Sleep-States schaltet die CPU Teile komplett ab, wodurch auch ohne explizites Undervolting weniger Spannung gebraucht wird. Wird die CPU aufgeweckt, geht sie kurz auf Maximaltakt, erledigt die Aufgabe und fällt zurück in den Sleepstate. Je nachdem wie weit sich für eine konkrete CPU die Kernspannung reduzieren läßt, reduziert sich entsprechend auch die Stromaufnahme der P-States - dies bewegt sich etwa in der Größenordnung von 10-20%. Die Gesamteinsparung errechnet sich dann durch Multiplikation mit dem Anteil des P-States.

Beispiel: arbeitet eine CPU 33% Zeitanteil in P-States, reduziert sich die Leistungsaufnahme um insgesamt etwa 5%, wenn man von rund 15% Verringerung der Leistungsaufnahme im den P-States selber durch Undervolting ausgehen kann.
Zu beachten ist hier jedoch noch, dass die minimal mögliche Spannung bei niedrigen P-States geringer vom Originalwert abweicht als bei höheren.

Bei älteren CPU's ohne C-States sind die P-States die primären Sparfunktionen, wodurch Undervolting hier auch im Niedriglastbereich durchaus 10-15% reduzierte Stromaufnahme erreichen kann (nur bei Centrinos der ersten Generationen, seit Dual Core wurden Sperren eingebaut für niedrigste Spannungen).

Interessanter Weise unterscheiden sich normale T- und Low Voltage-CPUs von Intel gar nicht, siehe [[Vista_Stromverbrauch_senken#Undervolting|Intel Low Voltage-Skandal]].

== CPU-Wakeups optimieren ==

Die meisten Wakeups gehen auf Kosten des TouchPads bzw. des Trackpoints, bis zu 400 Interrupts sind hier normal. Ansonsten sollte die Zahl der Wakeups pro Sekunde bei unter 50 liegen. Instant-Messenger wie Skype sorgen dabei für circa 20 Wakeups/s, WLAN, ACPI und animierte Taskbar-Icons sind weitere Aufwecker. Stromschlucker die oft übersehen werden sind auch Webseiten mit Java, Flash oder Ajax. Ein nackter Desktop läuft mit unter 20 Wakeups/s. Hierbei unterscheiden sich Gnome, KDE oder XFCE übrigens kaum.

Neu seit Kernel 2.6.24 gibt es zudem "Rescheduling Interrupts" auf Mehrkern-CPUs. Hierbei wird die Verarbeitung der Wakeup-Interrupts auf die Kerne verteilt, so dass die CPU insgesamt trotzdem länger in den Sleep-Zuständen verweilen kann. Dieses [http://www.irqbalance.org/ Power Aware IRQ Balancing] ist im 2.6.24er-Kernel allerdings noch nicht ganz ausgereift. Der Kernel 2.6.25 produziert deutlich weniger Rescheduling Interrupts.

== USB Autosuspend ==

USB ist ein Polling-basierter Bus, d.h. die CPU muss ständig aufwachen, um auf dem Bus nach Daten zu schauen, selbst wenn dort gar nichts passiert. Dies verhindert auch im Leerlauf, dass die CPU ordentlich in C3/C4-Sleep wechseln kann. Hierzu kann man USB auf Autosuspend stellen, d.h. wenn keine USB-Geräte angeschlossen sind bzw. keine Daten anliegen, können die USB-Chipsätze in einen Stromsparmodus schalten bzw. die Polling-Rate kann reduziert werden. Da viele ältere Geräte (z.B. Drucker, Scanner und auch einige Kameras gehen dann nach wenigen Sekunden Untätigkeit aus) hiermit Probleme haben, ist USB-Autosuspend bei manchen Distributionen per default deaktiviert. Neuere Geräte funktionieren damit aber problemlos und man kann USB-Autosuspend getrost aktivieren. Hot-Pluging, also das Einstecken von USB-Geräten im laufenden Betrieb mit automatischer Erkennung, funktioniert dabei trotzdem. Mit:
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/level
cat /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend
kann man die USB-Konfiguration abfragen (korrekte Ausgabe ist "auto" bzw. Zeit bis Autosuspend aktiviert wird).

PowerTOP macht hier leider falsche Angaben (Versionen 1.8 und 1.9). Zum einen sind die Stromspar-Vorschläge zu USB nur relevant, wenn USB-Treiber im Kernel integriert sind, aber nicht, wenn sie wie in Ubuntu als Kernel-Module konfiguriert sind (CONFIG_USB=m). Zum anderen beruht die Erkennung auf der Abfrage autosuspend=0, was aber ab Kernel 2.6.22 lediglich bedeutet, dass 0 Sekunden bis zum Autosuspend gewartet wird (vorher bedeutete es, dass Autosuspend abgeschaltet ist, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/powertop/+bug/136549 Bugreport]). Folgende ansonsten oft vorgeschlagene Methode hat daher keinen Effekt:
for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
bzw.
for i in /sys/bus/usb/devices/*/power/autosuspend; do echo 1 > $i; done

Jedenfalls ist in Ubuntu Hardy usbcore als Modul konfiguriert und per default ist autosuspend bereits aktiviert.

Bei anderen Distributionen ist ggf. das usbcore Module auf Autosuspend zu stellen, am besten über Module-Optionen in /etc/modprobe.d/options (Debian/Ubuntu):
options usbcore autosuspend=1

Folgende ebenfalls oft vorgeschlagene Alternative funktioniert nur, wenn Autosuspend bei der Compilierung des Kernels aktiviert wurde (in Ubuntu Gutsy und Hardy ist dies ''nicht'' der Fall):
Bootoption "usbcore autosuspend=1" an die Kernel-Kommandozeile oder in der GRUB Konfiguration

Dennoch verbringt die CPU bei einer Out-of-th-Box Installation von Ubuntu Hardy etwa die Hälfte der Zeit in C2-Sleep, statt in C3/C4 zu gehen. Ursache ist ein Fehler im USB 1.1 Modul (uhci_hcd), das permanent Busmaster-Zugriff (DMA) erzeugt, selbst ohne angeschlossene USB-Geräte. Dies verhindert, dass die CPU in tiefere Schlafzustände gelangt (im DMA-Betrieb musst die CPU die Cache-Kohärenz mit dem RAM gewährleisten und kann daher nicht schlafen). Entladen des USB-Moduls sorgt dafür, das die CPU nicht mehr am Schlafen gehindert wird:
rmmod uhci_hcd
Der Anteil von C1 und C2 sollte damit auf 0% fallen und der Anteil an C3/C4-Sleep sollte im Niedriglastbereich dann über 95% liegen, was etwa 1-2 Watt reduzierten Strombedarf bringt.
Bei Bedarf lässt sich das USB-Modul wieder laden (wird für USB 1.1-Geräte benötigt, USB 2.0-Geräte laufen auch ohne dieses Modul):
modprobe uhci_hcd

Leider sind sowohl der Fingerprint Reader als auch Bluetooth über USB 1.1 angebunden und lassen sich ohne das Modul uhci_hcd nicht nutzen. Um beides zu kriegen - niedrigen Stromverbauch und trozdem funktionierenden Fingerprint Reader - müsste das Modul per Script jeweils temporär geladen bzw. wieder entladen werden. Gleiches gilt für die Nutzung der Bluetooth Schnittstelle oder anderer USB 1.1 Geräte. Hierfür ist bisher keine automatisierte Lösung bekannt.

== Grafikkarten ==

Integrierte Intel-Grafikkarten und NVIDIA Grafikkarten werden i.d.R. bei der Installation von Ubuntu Hardy automatisch erkannt und die Stromsparfunktionen aktiviert. Bei ATI-Karten muss man hierzu unter System/Hardware Treiber den "Beschleunigten Grafik-Treiber von ATI" aktivieren und rebooten. Abfragen des Modus mit:
aticonfig --lsp
Aktivieren der Stromsparfunktion bringt etwa 3 Watt:
aticonfig --set-powerstate=1

siehe auch:
* http://wiki.ubuntuusers.de/Strom_sparen
* http://wiki.cchtml.com/index.php/Ubuntu_Hardy_Installation_Guide

== Festplatte abschalten ==

Festplatte mit Laptop Mode kontrollieren und zum Stromsparen abschalten (wird bei Office-Arbeiten oder zum Web-Surfen nicht benötigt):
* Festplatte dazu auf maximales Stromsparen stellen (hdparm -B 1)
* Dirty Writeback Time des RAM-Caches für die Festplatte hochsetzen, z.B. auf 30 Minuten (Default ist 5 Sekunden), das sind 180000 Centisecs
* die Spindown on idle Zeit, also wie lange die Platte untätig bleibt, bevor sie abschaltet, entsprechend runter setzen, z.B. auf 1 Sekunde (mehr ist nicht nötig)
* Zusätzlich sind einige Log-Zugriffe abzuschalten syslog, noatime (siehe Doku zu Laptop Mode Tools)
* Problem: Cache-flush-Bug in Firefox-3 (bis Release Candidate 2): [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox-3.0/+bug/221009 Firefox keeps forcing disk to spin up when browsing because its sqlite storage calls fsync() for every recorded entry]
* [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/firefox/+bug/160513 Änliches Problem] besteht in Firefox-2
* Man kann nun das ständige Flushen des RAM Write Caches in Firefox 3.0 durch die SQLite Voreinstellung "Pragma Syncronous off" abschalten, oder die Datenbank in eine RAM-Disk verlegen. Oder einen anderen Browser benutzen, Epiphany oder Opera erzeugen z.B. keine Festplattenzugriffe (am Write Cache vorbei).
* Nachtrag: im Final Release von Forefox 3.0 wurde der fsync-Bug weitgehend behoben, so dass ein Arbeiten ohne Festplattenzugriff nun auch mit Firefox möglich ist.
* die Platte bleibt damit solange aus, bis man wieder auf sie explizit zugreift. Mehrere Stunden Surfen ohne einen einzigen Plazzenzugriff ist kein Problem (lediglich Writeback Zeit entsprechend einstellen).
* mit ausreichend RAM (hier 3GB) und wenn man lange genug arbeitet ohne zu booten (Ram Cache bleibt erhalten, auch nach Sleep/Resume oder Hibernate) stehen die meisten Daten im Cache und die Festplatte wird fast nicht benutzt
* auch megabyteweise Downloads z.B. ein PDF-File und anschließendes Öffnen im PDF-Viewer erzeugt so dank Write-Caching keinen einzigen Plattenzugriff.
* ohne Lüfter- und Festplattenaktivität ist der Laptop fast unheimlich...

== Lüftersteuerung mit ThinkPad_Fan_Control ==

[[Bild:Fancontrol_Screenshot.png|thumb|ThinkPadFanControl erlaubt die Einstellung einer Triggerschwelle für alle Temperatursensoren]]

* [http://www.gambitchess.org/mediawiki/index.php/ThinkPad_Fan_Control Homepage ThinkPad_Fan_Control]
* Funktioniert einwandfrei mit Ubuntu Hardy
* Lässt den Lüfter bis zu einer einstellbaren Temperatur aus, darüber wird auf Hardwaresteuereung (BIOS) umgeschaltet

Dadurch erhält man kein weiches Anlaufen des Lüfters und oberhalb der eingestellten Schwelle zu hohe Drehzahlen, was sich leider nicht ändern lässt. Allerdings benötigt dieser Ansatz vergleichsweise wenige CPU Wakeups. In Ubunty Hardy gehen die ACPI Wakeups lediglich von circa 5 pro Sekunde auf etwa 10-25 pro Sekunde hoch. Dies entspricht (bei geringer Last) etwa einem Mehrverbrauch von 0,1 Watt (bei hoher Last haben diese Wakeups keinen Einfluss auf den Stromverbrauch).

Siehe auch [[Lüftersteuerung]]

== Stromhungrige Anwendungen ==

* mit TOP bzw. PowerTOP die Hauptverdächtigen anzeigen lassen, dann sieht man welche Prozesse/Anwendungen Last bzw. WakeUps verursachen
* oft übersehen wird der Browser als Lastfaktor. Etliche Webseiten haben inzwischen '''Java Script Animationen''' laufen, die bei diversen offenen Tabs schnell zu erheblichem Stromverbrauch führen. Wer im Akkubetrieb möglichst lange surfen möchte, sollte '''Java Script''' also in seinen Browser-Einstellungen deaktivieren. Allerdings werden dann auch einige erwünschte Effekte nicht dargestellt, beispielsweise verlangen viele WYSIWYG-Browser-Editoren Java Script. Leider gibt es bei den gängigen Browsern noch keine Möglichkeit, nur für bestimmt Webseiten oder für Teile daraus Java Script zu aktivieren bzw. zu deaktivieren. Auch '''Flash-Animationen''' und Flash-Videos sind ausgemachte Stromfresser. Diese starten - im Gegensatz zu Java Script Animationen - aber meistens erst, wenn man sie anclickt. Hinzu kommen '''Web 2.0''' Goodies wie Ajax. Leider belasten diese dynamischen Browser-Elemente den Rechner, auch wenn sie gar nicht angezeigt werden. Wer also '''tabbed browsing''' im Akkubetrieb macht, sollte bedenken, dass auch die nicht sichtbaren Tabs den Rechner belasten. Der Einfluss auf den Stromverbrauch ist erheblich, eine einzige dynamische Webseite sorgt bereits typisch für einige Watt Mehrverbrauch. Wer seine Mails also beispielsweise direkt über Google-Mail im Browser ließt, sollte diese Seite im Akkubetrieb nicht ständig im Hintergrund (als Tab) offen halten (besser für den Strombedarf: Mails per POP bzw IMAP abrufen).
* '''Scrolling''', '''Zooming''' und '''Rendering''': Die Ressorcenbelastung durch den Browser ist beim Rendering erheblich. Beim Scrolling mit aktivierter Smooth Option und Full Page Zooming, kommt ein System - speziell bei Intel Grafik in Verbindung mit aktiviertem Compositing und hoher Display-Auflösung - schnell an die Leistungsgrenze. Mehr zu den für den Stromverbrauch besten Einstellungen der Scrolling-Optionen der Browser in [http://www.thinkpad-forum.de/thinkpad-software/windows/43955-welcher-browser-ist-der-akku-freundlichste/ diesem Thread].
* '''dynamische Taskbar-Applets''' (etwa zum Anzeigen der CPU-Auslastung) oder Desktop-Applets (z.B. Anzeige einer Uhr mit Sekundenzeiger), erzeugen etliche Wakeups und sorgen schnell für ein paar Watt Mehrverbrauch auf einem ansonsten unbelasteten Rechner
* als Faustregel gilt: alles was sich bewegt, blinkt bzw. sonstwie dynamisch aktualisiert werden muss, erzeugt CPU-Wakeups, stört die CPU beim Schlafen und verbraucht damit Strom

== Diverse Linux Stromspar-Tipps ==

* neuesten Kernel benutzen. Standard in Ubuntu Hardy Heron ist 2.6.24. Zum Upgraden des Kernels siehe [[Kernel compilieren]]. Ein Upgrade von Kernel 2.6.24 auf 2.6.25 bringt auf Core Duo Prozessoren etwa 0,5 Watt. Ursache sind Verbesserungen beim IRQ-Balancing (in Powertop als "Rescheduling Interruts" angezeigt).
* PowerTOP starten und Stromspar-Vorschläge ausführen sowie die laufenden Prozesse auf Wakeup-Übeltäter durchforsten und ggf. beenden
* Optional: Undervolting (bringt Reduzierung des Stromverbrauchs bei höherer Last)
* zugehöriger [http://www.thinkpad-forum.de/thread.php?postid=351458 Thread im Thinkpad-Forum]
* Stromfresser sind vor allem USB 1.* (uhci_hcd), der _alte_ Bluetooth Treiber (leider sind die Broadcom Chips in den TPs per legacy USB angeschlossen), der CardBus für pcmcia etc., Musikapplikationen, Animationen, grafische Spielereien wie Compiz etc.
* Firefox Disk Cache disablen (über about:config), das reduziert die Festplattenzugriffe (dies spielt bei aktiviertem RAM Write Caching aber keine Rolle)
* [http://www.lesswatts.org/tips/graphics.php Framebuffer compression], bringt etwa 0,6 Watt laut Intel

== BIOS & Stromsparen ==

* Spezifisch für T61: Bios Version 1.26 ist scheinbar die sparsamste, macht ~2Watt aus im Vergleich zu 2.10. Bios Version (nur bei Meroms, also Prozessoren der T7* Familie). Siehe auch [[Vista_Stromverbrauch_senken#Richtige_BIOS-Version_w.C3.A4hlen|Vista, BIOS & Stromsparen]].

== WLAN Stromsparen ==

Stromsparmodus der WLAN-Karte aktivieren bei ipw-Treibern:
iwpriv eth0 set_power 5

Für iwl-Treiber:
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level

WLAN Stromsparmodus spart etwa 0,25-0,5 Watt (je nach Belastung) und sorgt zudem für eine kühlere WLan Karte (liegt bei vielen Thinkpad-Modellen - z.B. [[TP-Modelle#X-Serie|X-Serie]] - unter der rechten Handballenauflage).

== Stromspar-Änderungen persistent machen ==

Im Startupscript etc/rc.local kann man die Einstellungen persistent machen, hier eine Beispieldatei (x61t):

# By default this script does nothing.
# Trackpoint sensibler (empfohlen für Trackpoint-Experten)
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/sensitivity
# und schneller
echo -n 250 > /sys/devices/platform/i8042/serio1/speed
# Wake-on-Lan aus
ethtool -s eth0 wol d
# PCI Geräte stromsparen
for i in /sys/bus/pci/devices/*/power_level ; do echo 5 > $i ; done
# WLAN stromsparen, hier 3945agb mit iwl-treibern
echo 5 > /sys/bus/pci/drivers/iwl3945/*/power_level
# WLAN Stromsparen bei intel2200 (z.B. T43)
# iwpriv eth1 set_power 5
# Sound stromsparen nach 10 sec
echo 10 > /sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save
# Sound stromsparen auf AC97 Chipsätzen (z.B. T40 - T43)
# echo 1 > /sys/module/snd_ac97_codec/parameters/power_save
# xbacklight aktivieren (Workaround für einen Bug in Hardy-Alpha-6)
# xrandr --output LVDS --set BACKLIGHT_CONTROL native
# USB autosuspenden (bringt ab Kernel 2.6.22 nichts mehr)
# for i in `find /sys -name autosuspend -exec echo {} \;` ; do echo "1" > $i ; done
# Laptop Mode aktivieren
laptop_mode start
# governor auf ondemand (macht auch Laptop Mode)
# echo ondemand > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
# Stromsparenden Scheduler aktivieren
echo 1 > /sys/devices/system/cpu/sched_mc_power_savings
# AHCI Link Power Management. Auskommentiert wenn statt AHCI
# "Compatibility Mode" im Bios aktiviert ist
echo min_power > /sys/class/scsi_host/host0/link_power_management_policy
# Falls CD Laufwerk vorhanden das Polling abschalten
# hal-disable-polling --device /dev/cdrom
# Dirty Writeback Time vergrößern für weniger Festplattenaktivität
# 180000 Centisecs entspricht 30 Minuten Ruhe ((macht auch Laptop Mode)
echo 180000 > /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
# Bluetooth abschalten
hciconfig hci0 down ; rmmod hci_usb
exit 0

Unnötige Kernel-Module in die Blacklist /etc/modprobe.d/blacklist (deaktiviert PCMCIA, USB, FireWire, späteres manuelles Nachtladen der Module ist kein Problem):

# folgende Module nicht laden wegen Wakeups/Stromverbrauch
blacklist pcmcia
blacklist yenta_socket
blacklist ehci_hcd
blacklist uhci_hcd # USB 1.1, verbraucht 1-2 Watt!
blacklist usbcore
blacklist ohci1394
blacklist sbp2
blacklist ieee1394

Einige Module werden schon während der initramfs-Phase geladen. Die blacklist auch dort durchsetzen durch:
update-initramfs -u

== Zusammenspiel Laptop Mode Tools und Gnome Power Manager ==
Dummer Weise überschreibt der Gnome Power Manager (GPM) beim Wechsel Akku/AC die Dirty Writeback Time, siehe auch [http://forum.ubuntuusers.de/topic/166821/?p=1428216#1428216 diesen Thread] auf ubuntuusers. Das heißt, man muss sie jedes mal manuell oder per script wieder auf den gewünschten Wert setzen. Hierzu ist bisher keine saubere Lösung bekannt, außer den GPM zu deaktivieren. Der GPM übernimmt aber auch einige weitere Funktionen, etwa die Keycodes. Denn leider funktionieren im 2.6.24 Kernel die Fakekey propagates durch den kernel nicht, siehe [https://bugs.launchpad.net/ubuntu/+source/linux/+bug/217504 Bugreport], d.h. ohne GPM funktionieren die HotKeys nicht. Ein Workaround sind setkeycode Befehle für jede Taste, die der Kernel durchlassen soll, diese kann man in /etc/rc.local persistent machen.

Ein anderes Problem ist, dass einige Schnittstellen nach einem Suspend/Resume ihre Einstelungen verlieren, so wird etwa Wake-on-Lan nach dem Aufwachen immer wieder aktiviert.

== Debugging ==

Zum Debugging hilfreich:
Überprüfen der Dirty Writeback Zeit geht mit:
cat /proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs
Ob Laptop Mode aktiviert ist, prüft man mit:
cat /proc/sys/vm/laptop_mode
(0 bedeutet aus; >0 bedeutet an)

Gnome Power Manager abschalten:
killall gnome-power-manager

== Links ==

* [http://www.lesswatts.org lesswatts] - Stromsparen-auf-Linux-Projekt von Intel
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/Idle_consumptions Idle Watt Tabelle] für alle Thinkpad-Modelle unter Linux
* [http://wiki.ubuntu.com/power-management-in-Ubuntu Power Management] - Stromspar-Seite im englischen Ubuntu-Forum
* [http://www.thinkwiki.org/wiki/How_to_reduce_power_consumption Stromspar-Anleitung] im englischen ThinkWiki
* [http://de.gentoo-wiki.com/Aktivieren_von_Stromsparfunktionen Aktivieren von Stromsparfunktionen] - sehr detaillierte deutsche Anleitung im Gentoo-Wiki

[[Category:Linux]]
[[Category:Stromsparen]]
[[Kategorie:Kandidat_Lesenswerter_Artikel]]

Linux Distributionen

2008-07-18T14:52:36Z

Dasvieh:

Mittlerweile liest man häufiger über Linux und bei manchen Nutzern entsteht - angeregt durch die zunehmende Berichterstattung sowie durch frustrierende Erfahrungen mit anderen Betriebssystemen - der Wunsch, Linux einmal auszuprobieren. Zunächst stellt sich hier die Frage "welches Linux möchte ich denn ausprobieren?". Beim intensiveren Beschäftigen mit Linux stellt man nämlich fest, daß es sehr viele Distributionen gibt. [http://distrowatch.com Distrowatch] listet über 300 Linux-Distributionen. Wie nun die richtige wählen? [http://www.zegeniestudios.net/ldc/index.php?firsttime=true Hier] gibt es z.B. einen Test, um herauszufinden welche Distribution zu einem passt. Wer eine Distribution ausprobieren möchte oder sich bereits entschieden hat, findet unter [[Linux Installation]] genaue Installationsanleitungen. Für Linux-Einsteiger sind auch die 4 Stunden Videomaterial, die Gallileo-Press [http://www.galileo-press.de/presse/pressemeldungen/gp/pmID-142 hier] kostenlos zum Download anbietet ein guter Einstig in Ubuntu Hardy bzw. in Grundfunktionen von Linux.

Hier nun ein paar Grundlagen, Entscheidungshilfen, sowie ein Überblick über die gängigsten Distributionen:

== Grundlagen ==

Linux ist ein modulares Betriebssystem. Eine Distribution ist eine maßgeschneiderte Zusammenstellung einiger dieser Module - vom Umfang überlicherweise gerade so, dass sie auf eine CD passt. Eine Distribution besteht aus Paket-Manager, Kernel, Treibern, Fenstermanager, 3D-Effekt-Manager (Compositor), Scripte zum Booten und Power Management, GUI-Helferlein zum Installieren und Konfigurieren sowie schließlich einer identitätsstiftenden Artwork die das ganze abrundet. Damit die CD voll wird, bringen die meisten Distributionen noch eine Reihe vorausgewählter Anwendungen beispielsweise für Email oder Textverarbeitung mit.

== Welchen Desktop-Manager wählen? ==

Augenfälligstes Merkmal einer Distribution ist der Desktop-Manager. Die gebräuchlichsten sind [http://www.gnome.org/ Gnome] (z.B. in Ubuntu) und [http://www.kde.org/ KDE] (Kubuntu) gefolgt von [http://www.xfce.org/ XFCE] (Xubuntu).

'''Gnome''' wirkt aufgeräumt und übersichtlich, ist aber trotzdem sehr komfortable und mächtig. Einige Nutzer fühlen sich allerdings von der Gnome-Saubermann-Philosophie bevormundet und wünschen sich mehr Einstellmöglichkeiten. Andere monieren die Trägheit des Systems.

'''KDE''' ähnelt Windows, ist enorm flexibel konfigurierbar mit diversen Einstellmöglichkeiten und enthält eine komplette Umgebung mit eigenem Office, Web Browser und zahlreichen Tools - wodurch es auf manche Benutzer überfrachtet wirkt.

'''XFCE''' ist dank des schnellen Fenstermanagers ([http://www.xfce.org/projects/xfwm4/ XFWM4]) etwas flotter beim grafischen User-Interface, benötigt wegen der ressourcensparenden Auslegung weniger Hauptspeicher und bootet dadurch auch schneller. Besonders geeignet für schwächere Rechner ist Xubuntu aber auch auf neueren Rechnern eine lohnenswerte Alternative zu den Platzhirschen Gnome und KDE. Siehe dazu auch [http://forum.ubuntuusers.de/topic/140017/ diesen Thread zu Xubuntu/XFCE] auf ubuntuusers.de.

Wer maximale Geschwindigkeit sucht (aber immer noch komfortabel und besonders funktionell arbeiten will) nutzt am besten das schlichte Fluxbox auf einer Distribution seiner Wahl. Ebenfalls in Frage kommen hier IceWM oder Blackbox.

=== Detailunterschiede der Desktop-Manager ===

Da sowohl Gnome als auch XFCE auf der Grafikbibiotherk [http://www.gtk.org/ GTK+] aufsetzen, lassen sich Tools wechselweise austauschen (allerdings müssen dazu einige Gnome-Libraries geladen werden, was den Ballast erhöht). KDE basiert dagegen auf [http://trolltech.com/products/qt Qt]. Qt erzeugt auch bei genauerem Hinsehen eine etwas Bonbon-artige Optik. Durch die Verwendung von Qt statt GTK+ sind viele KDE-Anwendungen nicht unter Gnome oder XFCE nutzbar bzw. benötigen zusätzliche Bibliotheken und sehen optisch im Detail anders aus. Einige User stören sich z.B. an der Darstellung von GTK-Anwendungen wie Firefox oder Thunderbird unter KDE. Ansonsten unterscheiden sich die 3 Ubuntu-Distributionen optisch aber kaum und kommen mit ähnlichen Icon-Sets und Effekten. Für viele Anwendungen gibt es aber inzwischen sowohl Qt- als auch GTK-Versionen, beispielsweise basiert der Mediaplayer Amarok für KDE auf Qt, [http://www.exaile.org/ Exaile] hat einen etwa vergleichbaren Umfang auf Basis von GTK.

Im Vergleich zwischen Gnome und XFCE erscheint der Gnome-Destop in einigen Details etwas ausgereifter. So kann man neue Anwendungen direkt im Anwendungen-Menü mit einem einfachen Click hinzufügen, bei XFCE ist dazu der Weg durch die Menüs nötig (zu finden unter Anwendungen/System/Hinzufügen und Entfernen). Gerade für Neueinsteiger können solche kleinen Details eine Hürde darstellen. Außerdem hat Gnome ein Panel, das man per Drag&Drop bestücken kann. Drag&Drop geht beim XFCE-Panel zwar auch, aber nur durch Umweg über den Appfinder. Das Gnome-Panel enthält zudem default bereits Panel-Applets zum einstellen der Display-Helligkeit, der Lautstärke oder zur Desktop-Suche. Diese kleinen Helferlein muss man unter XFCE manuell nachkonfigurieren. XFCE hat andererseits mit der IconBox unmittelbar eine iconifizierte Taskbar á la MacOS Dock, die sich nahtlos in das XFCE-Panel integriert. Für das Gnome-Panel gibt es sowas nicht. Allerdings kann man sich Docks nachrüsten, was aber mit einigen Stolpersteinen verbunden ist, siehe nachfolgend.

== Look-and-Feel ==

Wer ein Mac-artiges Dock möchte, kann Engage, Cairo Dock, AWN oder Kiba Dock zu jeder Distribution ohne großen Aufwand nachrüsten. Diese Docks fungieren als Launcher, ersetzen die Task-Leiste und können durch Dock-Applets Anwendungs-Infos einblenden bzw. sonstige Panel-Icons ersetzen. Ebenso kommen sie inzwischen alle mit den von MacOS Leopard bekannten Stacks. Der augenfällige Würfel von Compiz Fusion lässt sich ebenso zu jeder Distribution dazukonfigurieren. Ob diese optischen Schmankerl die Produktivität steigern können oder nur die Kollegen beeindrucken sollen muss jeder selber entscheiden. Insbesondere für Tablet-User sind solche Docks interessant, da sie im Portrait-Modus mit weniger horizontalem Platz auskommen als eine herkömmliche Taskbar. Die quadratischen Dock-Icons lassen sich mit einem Stift auch besser treffen als die schmalen Tasks einer Taskbar.

Allerdings sind obige Docks zum gegenwärtigen Stand (Mai 2008) noch "work in progress" und etliche Fallstricke lauern. So erfordern sie einen [http://de.wikipedia.org/wiki/Composition_Manager Composition-Manager], diese haben bei einigen Grafikkarten (ATI bzw. Intel) mit Scroll-Performance-Problemen zu kämpfen. Wichtig für Tablet-User ist auch, dass das Rotieren des Displays bei aktiviertem Compositing problematisch ist, mehr dazu unter [[TabletBuntu]]. Außerdem arbeiten nicht alle Composition-Manager sauber mit den verschiedenen Docks zusammen, hinzu kommen diversen Bugs in den unterschiedlichen Dock-Applets und die Auswahl der Dock-Applets ist noch begrenzt (siehe [[Dock-Installation]]). Die Mainstream-Distibutionen verzichten daher noch darauf, diese optischen Effekte per Default zu integrieren.

Einige spezielle Distributionen kommen aber bereits entsprechend vorkonfiguriert, etwa [http://www.dreamlinux.com.br Dreamlinux], das den Desktop XFCE mit dem AWN-Dock zu einem effizienten, MacOS-artigen Look-and-Feel kombiniert. Wer es optisch stylisch und trotzdem effizient mag, für den sind noch [http://www.enlightenment.org/ Enlightment]-basierte Distributionen interessant, also z.B. Ebuntu (=Enlightment+Ubuntu) - zwischenzeitlich in [http://opengeu.intilinux.com OpenGEU] umbenannt. Noch gibt es den besonders eleganten und ressourcenschonenden Fenstermanager Enlightment, der meist zusammen mit dem Dock Engage kommt, nur als Beta-Version, weshalb er bislang noch wenig Verbreitung gefunden hat.

[[Bild:Xubuntu_Screenshot.gif|thumb|Xubuntu-Desktop mit IconBox - funktionelles MacOS-Feeling ohne ressourcenfressende Animationen]]

Ausgereift sind hingegen die einfachen Docks Kooldock für KDE oder IconBox für XFCE, die sich problemlos in die jeweiligen Desktop-Panels integrieren. Sie kommen ohne Animationen daher und erfordern daher auch kein Compositing. Ein KDE-Dock mit Parabolic Zoom ist [http://ksmoothdock.sourceforge.net/ KSmoothDock], der Mac-ähnliches Look-n-Feel aufkommen lässt, siehe [http://www.linux-knowledge-portal.org/de/content.php?&content/desktop/sexy_desktop.html Anleitung Sexy Desktop] für KDE.

[http://sourceforge.net/projects/simdock Simdock] ist eine ressourceneffiziente Dock-bar mit parabolic Zooming, die ohne Composition-Manager auskommt. Ebenfalls ohne Compositing funktioniert [http://freshmeat.net/projects/wbar/ Wbar] als animierte Launcher-Lösung. Allerdings liefern beide Lösungen nicht den Funktionsumfang eines MacOS-Dock und können damit leider nicht die Task-Leiste ''und'' das Panel ersetzen.

== Einsteiger- oder Profi-Linux? ==

Einsteigerfreundliche Distributionen wie Suse oder Ubuntu unterstützen die Installation und Konfiguration durch zahlreiche kleine GUI-Tools, so dass auch Anfänger sofort mit ihrem System klarkommen. Wer mehr Linux-Know-How hat, verzichtet gerne auf derlei Schnickschnack und macht das sowieso effizienter von der Console - und bastelt seinen Lieblings-Desktop-Manager auf [http://www.gentoo.de/ Gentoo], [http://www.archlinux.de/ ArchLinux] oder [http://sidux.com/ Sidux]. Diese Distributionen verzichten auf GUI-Tools und bestechen stattdessen durch besseres Paket-Management für selbstkompilierte Sourcen oder continous Updates.

== Desktop Performance ==

Wesentlicher Performance-Verantwortlicher ist der Composition Manager im Zusammenhang mit unausgereiften Grafiktreibern. Mit aktiviertem Compositing werden Teile der Grafikverarbeitung statt von der CPU von der Grafikkarte ausgeführt. Im Prinzip ist dies eine gute Idee und steigert die Performance. Allerdings sind ATI- und Intel-Treiber als problematisch bekannt. Sie wurden zwar in letzter Zeit stark verbessert, mit Stand Mai 2008 besteht aber weiterhin das Scroll-Performance-Problem im ATI Catalyst 8.4 Treiber. Smooth Scrolling (pixelweise), wie man es in IE7 oder Firefox (unter erweiterten Einstellungen "Sanften Bildlauf" aktivieren) findet, stellt hohe Anforderungen an die 2D-Grafikleistung. Die Desktop-Performance spielt umso mehr eine Rolle, je größer die Auflösung im Verhältnis zur Leistung der Grafikkarte ist. Auf ATI-Grafikkarten und auch auf den integrierten Intel Grafik-Systemen kommt es bei aktiviertem Compositing zu einem störenden "Nachlaufen" des Scrollings bei komplexen Webseiten oder PDFs.

Einige Distributionen wie Kubuntu oder Xubuntu (seit Hardy kann das auch Metacity in Ubuntu) bringen ihren eigenen Composition Manager mit, so dass ein paar Effekte wie transparente Fenster und Schatten auch ohne das etwas träge Compiz Fusion möglich sind. Das Compositing in XFCE ist dabei etwas schneller als bei Gnome oder KDE. Dennoch sind diese Composition Manager bei ATI- und Intel-Grafik vom 2D-Performance-Problem betroffen.

Wer also lieber ein sanftes Scrolling statt Transparenzeffekten oder Fensterschatten möchte, sollte das Compositing abschalten. XFCE ist hierbei wiederum ein gutes Stück schneller als KDE oder Gnome. Gute Linux-Unterstützung liefern dagegen schon länger NVIDIA-Treiber, bei denen diese 2D-Performance-Probleme unkritisch sind. Einen guten Überblick über den Status der Grafiktreiber-Unterstützung findet man [https://wiki.ubuntu.com/X/Drivers hier].

Stromspareigenschaften und Anwendungsperformance sind ansonsten bei allen Distributionen nahezu gleich. Das hängt nur vom Kernel (Scheduler) und den Treibern ab.

== Ubuntu ==

Wird immer mehr als die Alternative zu Windows angesehen. In der Tat ist [http://www.ubuntu.net Ubuntu] eine einsteigerfreundliche Distribution. Es gibt unterschiedliche "Ableger":
*Ubuntu - als Desktopumgebung "GNOME"
*Kubuntu - als Desktopumgebung "KDE"
*[http://www.xubuntu.org/ Xubuntu] - als Desktopumgebung "XFCE"

(K/X)Ubuntu unterscheiden sich zunächst durch die jeweiligen Desktop-Umgebungen. Diese lassen sich aber auch einfach nachträglich austauschen oder sogar parallel installieren, so dass man per Session Manager (GDM) einfach jederzeit umschalten kann. Jede der (K/X)Ubuntu-Distributionen hat zudem eine unterschiedliche Auswahl der vorinstallierten [http://wiki.ubuntuusers.de/Standardanwendungen Standardanwendungen]. Ubuntu setzt auf weitgehende Ähnlichkeit zu Windows und bundelt u.a. den Outlook-Clone Evolution sowie das Office Paket OpenOffice. Dagegen setzt Xubuntu auf Einfachheit, Funktionalität und Ressourceneffizienz. So finden man in dieser Distribution z.B. die Gnumeric Tabellenkalkulation oder Abiword als Textverarbeitung. Beide gehen bei beachtlichem Funktionsumfang eine Größenordnung zügiger zu Werke als ihre bekannten Windows-Pendants. Mit Kubuntu installiert man gleich zahlreiche kleine Helferlein (z.B. Ktorrent als Torrent-Client) aber auch größere Softwarepakete wie Amarok (Mediaplayer) oder Koffice (Word Ersatz), die besonders gut in den KDE-Desktop integriert sind.

Neben den 3 Mainstream-Ubuntu-Varianten gibt es einige weitere inoffizielle Ableger wie das beliebte Linux Mint (KDE) oder die recht selten anzutreffenden Varianten Edubuntu (für Schulen), Ebuntu (Enlightment als Fenstermanager), gOS (Enligthment+Web 2.0 Anwendungen) oder Gobuntu (nur Open Source), die sich in weiteren kleineren Details unterscheiden, aber alle zu den Ubuntu-Repositories kompatibel sind.

Alle 6 Monate gibt es eine neue Version, diese werden nach Erscheinungsjahr und -monat benannt (z.B. 7.10 - 2007, Oktober) und bekommen zusätzlich einen Spitznamen (z.B. Gutsy Gibbon). Die meisten Anwender sprechen dann nur noch von "Gutsy". Die aktuelle Version ist 8.04 "Hardy Heron".

Innerhalb kürzester Zeit setzte sich die noch recht junge Distribution deutlich an die Spitze der beliebtesten Linux-Distributionen (siehe [http://distrowatch.com/stats.php?section=popularity DistroWatch Popularitätsranking]) und wird sowohl von Linux-Anfängern als auch von erfahrenen Linux-Administratoren eingesetzt. Ein Grund für den Erfolg ist sicher das Debian-Paketmanagement APT (Advanced Package Tool) mit der größten Verbreitung. Über die weiteren Gründe wird spekuliert: gelungenes Marketing, die Unterstützung durch Canonical oder die [http://en.wikipedia.org/wiki/Ubuntu_(ideology) Ubuntu Philosophie] - freie Software für freie Menschen. Wer sich jetzt jedenfalls für Ubuntu entscheidet, erhält eine ausgereifte, solide und anfängertaugliche Distribution. Nicht zuletzt die besonders aktive Community sorgt dafür, dass man für Ubuntu gut Hilfestellungen erhält und zahlreiche Anleitungen zur Installation oder zum Umgang mit spezieller Hardware findet. Auch unter ThinkPad-Usern rangiert Ubuntu an vorderster Stelle der Popularität. Gerade Anfänger, die noch nicht genau Wissen, welche Distribution für sie die geeignete ist, machen mit einer Entscheidung für Ubuntu sicher keinen Fehler.

Einer der Kritikpunkt an Ubuntu ist, dass es nicht unbedingt die neuesten Entwicklungen beinhaltet, also z.B. eine Kernelversion hinterherhinkt. Auch bis Updates oder neue Versionen in die Ubuntu-Repositories Einzug halten, vergehen oft Tage bis Wochen. Für die meisten Anwender ist dies aus Stabilitätsgründen aber eine gute Wahl. Andererseits wurde Hardy Heron aus [http://forum.ubuntuusers.de/topic/169207/ den hier diskutierten Gründen] ausnahmsweise mit der Beta-Version von Firefox 3.0 ausgeliefert, die noch diverse Bugs hatte. Wer auch in anderen Situationen unbedingt das Aktuellste haben möchte, kann - Dank der Kompatibilität zu den umfassenden verfügbaren .deb Paketen und Repositories - unter Ubuntu leicht Repositories seines Vertrauens einbinden. So erhält man (ggf. auf Kosten der Stabilität) Updates meist unmittelbar nach ihrem Release ohne gleich von den Sourcen selber kompilieren zu müssen. Beispielsweise lassen sich so auch .deb-Pakete für den "Bleeding Edge" Zen-Kernel konfigurieren, siehe [https://wiki.ubuntu.com/ZenKernel diese Anleitung] im Ubuntu-Wiki. Natürlich lassen sich - wie bei allen Linux-Distributionen - Anwendungen auch direkt von den Sourcen compilieren. Und wer auf den allerneuesten Kernel upgraden möchte, kann sich auch den [http://wiki.ubuntu-forum.de/index.php/Kernel_bauen Kernel selber bauen] oder das Tool [http://ubuntuforums.org/showthread.php?t=618563 Kernelcheck] nutzen, das den gesamten Updatevorgang incl. Compilieren und Eintragen in die Boot-Liste übernimmt.

== OpenSuSE ==

[http://www.opensuse.org/ OpenSUSE] ist eine Distribution mit sehr großer Community. Das Projekt wird von Novell gesponsort und es gibt auch eine kommerzielle Variante. Die Standard Oberfläche ist KDE, andere Desktopumgebungen lassen sich problemlos nachinstallieren. Der Einstieg ist ähnlich wie bei Ubuntu recht einfach und vor allem der KDE-Desktop ist vom "Look and Feel" dem von Windows recht ähnlich. Sehr angenehmen sind auch die [http://news.opensuse.org/2007/08/21/sneak-peeks-at-opensuse-103-1-click-install/ "One Click"-Installationen] die im Wiki der Community bereitstehen und dem Einsteiger viel lästige Arbeit abnehmen.
Opensuse 11.0 ist das neueste Release und bringt unter anderem den neuen Desktop KDE 4 mit.

== Slackware ==

[http://www.slackware.com/ Slackware] ist eine der ältesten Linux-Distriubtionen überhaupt und die älteste noch existierende.
Das zeigt sich auch an der Zusammenstellung der Distribution. Anders als andere verzichtet Slackware weitgehend auf selbsterstellte Tools, die die verschiedenen Programme in einen Zusammenhang setzen und z.B. eine zentrale Konfiguration ermöglichen. Auch fehlt dem Paketmanagment eine Funktion zum Erkennen und Auflösen von Abhängigkeiten.

Daher ist Slackware eher schlecht für den Einsteiger geeignet, sondern richtet sich mehr an den fortgeschrittenen Linuxuser, der den Wunsch hat, sein System persönlich an seine Vorstellungen anzupassen.

[http://www.zenwalk.org/ '''ZenWalk'''] ist ein Ableger von Slackware, der versucht, die Funktionen nachzurüsten, die zu einer "modernen" Distribution fehlen, vor allem also ein Paketmanagement mit Abhängigkeitscheck und Tools zur zentralen Konfiguration des Systems.

Die ZenWalk-CD enthält ein komplett eingerichtetes XFCE-System, mit dem man sofort produktiv werden kann. Auf Wunsch kann man aber auch KDE oder Gnome nachinstallieren.

ZenWalk ist zwar weiterhin binärkompatibel zu den Paketen von Slackware, hat sich aber inzwischen soweit von seinem Ursprung weg entwickelt, daß man es eigentlich als eigenständige Distribution ansehen kann.

== Gentoo ==
[http://www.gentoo.org Gentoo] ist eine Quellcode-basierende Distribution, d.h. (fast) alle Pakete liegen ausschließlich im Quellcode vor und müssen zur Installation lokal kompiliert werden. Ausnahmen gibt es nur bei großen Paketen (z.B. OpenOffice) und Closed-Source-Packeten (z.B. Google-Earth, Opera).

==== Kompilieren ====
Bei den meisten Paketen ist das Kompilieren dank des Packetmanagers 'Portage' nicht schwer (meist reicht ein 'emerge -auv <PACKETNAME> '), auch Abhängigkeiten und Installation übernimmt dann 'Portage'. Für Portage gibt es auch grafische Aufsätze (ähnlich wie Synaptics für apt-get). Die großen Nachteile des selbst Kompilierens sind natürlich der Zeitaufwand und die große Hitzeenwicklung. Vorteile sind der (geringe) Performancegewinn und der Sicherheitsaspekt (was nicht integriert ist, kann auch kein Sicherheitsrisiko darstellen). Außerdem lässt sich Linux so sehr gut an persönliche Bedürfnisse anpassen.

====Installation ====
Die Standardinstallation mit Hilfe der rund 50MB großen Minimal-CD ist Konsolen-basiert und wird Linux-Anfänger abschrecken. Dies ist auch einer der Gründe, warum Gentoo häufig als Experten-Linux verschrieen ist. Mit Hilfe des ausführlichen [http://www.gentoo.org/doc/de/handbook/handbook-x86.xml (deutschen) Online-Handbuches] ist die Installation aber auch für Linux-Anfänger (mit geringen Computerkenntnissen) zu bewerkstelligen. Großer Nachteil ist auch hier der Zeitaufwand, da auch hier viel kompiliert werden muss. Kompilieren des Basissystem mit Systemtools, Treibern, grafischer Oberfläche, Browser, Multimediaprogrammen, Tools, Entwicklungsumgebung und einigen Spielen benötigt beispielsweise auf einem [[T43]] etwa ein Wochenende. Die intensive Auseinandersetzung mit dem System sorgt für einen immensen Lerneffekt. Gentoo-User kennen zwangsläufig ihr System, Probleme lassen sich dann meist sehr viel schneller lösen als bei "Einsteigerdistributionen". Für die Installation mit der Minimal-CD wird eine Internetverbindung benötigt, da die Sourcen und Stages online bezogen werden. Alternativ gibt es jedoch auch ein CD-Image für die Offline-Installation.

==== Besonderheiten ====
Neben den Festlegungen der Compileroptionen auf den aktuellen Prozessor, werden bei der Installation eines Paketes über USE-Flags bestimmt, welche Abhängigkeiten und Funktionen einbezogen werden sollen. Weitere Vorteile sind die Aktualität der Pakete und eine relativ große, kompetente Community (welche auch sehr einsteigerfreundlich ist), sowie eine gute, umfangreiche [http://de.gentoo-wiki.com/ Dokumentation (inkl. deutscher Übersetzungen)], Unterstützung verschiedener Profile und eine große [http://www.gentoo-portage.com/Browse Paketauswahl].

==== Updates & Aktualität ====
Gentoo ist versionslos, es gibt keine Versionen wie bei vielen anderen Distributionen und damit auch keine typischen Upgradeprobleme beim Umstieg von Vorgänger-Versionen. Im Regelfall werden nur gewünschte Pakete aktualisiert, so ist es möglich, parallel sehr alte Pakete neben den neuesten Betapaketen zu betreiben. Es gibt aber natürlich auch die Möglichkeit, sein System automatisch auf den aktuellen Stand zu bringen, ohne sich um einzelne Pakete explizit kümmern zu müssen.

==== Thinkpad-Kompatibilität ====
Dank der Struktur von Gentoo und des sehr großen Paketangebotes werden ThinkPads sehr gut unterstützt:
integriertes WLAN; integriertes LAN; Fingerprint-Reader; Active-Protection; integriertes BlueTooth; TPM-Chip; ATI- & Intel-Grafik; Soundkarte; auch die Tablet-Funktionen werden weitestgehend unterstützt.

==== Gentoo-Fazit ====
Gentoo lässt sich für die User empfehlen, welche:
* mehr Zeit in ihr System/Linux investieren können/möchten
* ein optimales System aufsetzen möchten
* keine unnötigen Pakete installieren wollen
* etwas tiefer in Linux eingreifen wollen
* mehr über Ihr System/Linux lernen wollen

== Arch Linux ==
Arch Linux gibt es als i686 und als x86_64 Variante mit vorkompilierten Paketen.
Es ist eine für fortgeschrittene User (und solche, die es werden wollen) gedachte Distribution, die auf ihre eigene Paketverwaltung via pacman setzt. Arch Linux ist Gentoo in vielen Dingen sehr änhlich, sei es die Konfiguration, oder die Tatsache, dass man sämtliche Pakete mit einem Befehl neu kompilieren kann. Desweiteren wird nichts installiert, was man nicht will. Man kann also sein System auf einfach Art und Weise sehr schlank und schnell halten. Die BSD-like Initskripts sorgen für ein sehr schnelles Booten.

Bei Arch gibt es keine festen Releases wie bei z.B. bei Debian, sondern nur sogenannte Rolling Releases. Mit jeder neuen Kernelversion gibt es eine neue Installations-CD. Wenn man regelmäßig sein System aktualisiert, ist man immer auf dem neusten Stand, wie bei Gentoo.
Man kann auf eine große Auswahl an hochaktuellen, aber Paketen, die von offiziellen Entwicklern betreut werden, zugreifen. Daneben exisitert das Community Repository, in welches sogenannte Trusted User (TU) eigens kompilierte Pakete anbieten können. Zusätzlich gibt es noch das AUR (Arch User Repository), wo jedermann PKGBUILDs (äquivalent zu ebuilds bei Gentoo, aber einfacher zu handhaben, dafür aber nicht so mächtig), also buildskripts für Pakete hochladen und warte kann, diese sind einfach z.B. per [http://aur.archlinux.org/packages.php?ID=5863 yaourt] abrufbar, welches auch automatisch Abhängigkeiten installiert und das Paket kompiliert.

== andere Distributionen ==

[[Bild:Qsicon_inArbeit.png]] noch Baustelle - bitte ergänzen:
*'''Fedora'''
** siehe ausführlichen User-Bericht zu [[Fedora 9]]
** [http://www.heise.de/open/Ein-erster-Blick-auf-Fedora-9--/artikel/107813/0 Artikel] auf Heise-Open
** [http://www.pro-linux.de/berichte/fedora9.html Artikel] von pro-linux
* [[TabletBuntu]]
* '''Mandriva 2008'''
*'''Debian 4.0'''
*'''(Simply-)MEPIS 6.0'''
*'''Linspire 6'''
*'''Freespire 2'''
*'''Xandros 4'''
*'''PCLinuxOS 2007'''
*'''Foresight Linux 1.4.1'''

== Links ==

* http://de.wikipedia.org/wiki/Linux-Distribution
* http://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_X_Window_System_desktop_environments
* http://de.wikipedia.org/wiki/GNOME
* http://de.wikipedia.org/wiki/Kde
* http://de.wikipedia.org/wiki/Xfce
* http://distrowatch.com/ mit einer [http://distrowatch.com/dwres.php?resource=major Beschreibung der 10 am meisten verbreiteten Distributionen
* [http://www.internetling.com/2008/07/04/the-ultimate-guide-to-choosing-the-right-desktop-enviroment/ the-ultimate-guide-to-choosing-the-right-desktop-enviroment]

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