Optimiser la gestion d'énergie des portables centrino (pentium M) sous Linux (Debian en particulier)
 

Intro
Comme beaucoup le comprendront, je ne suis pas un spécialiste ingénieur en économie d'énergie, ni en Linux, je ne suis qu'un Linuxien autodidacte. J'ai passé du temps à optimiser la gestion de l'énergie de mon portable sous debian, beaucoup de sites m'ont aidé (cf. liens utiles), mais j'ai pensé qu'un  tuto qui regroupe tout, en français, pourrait en aider plus un. De plus, le monde du libre m'apporte énormément, il est bon que j'apporte mon gravier à l'édifice. Je vous invite donc à apporter vos conseils constructifs et vos méthodes personnelles pour optimiser la gestion de l'énergie.

Plan utilisé  
 
I)Présentation du « Centrino »
II)Configuration et optimisation pour Linux
A) le processeur
B) le disque dur
C) l'affichage
III) Les modes de mises en veille
IV) Compléments
V) Liens utiles
 
I) Présentation de l'appellation centrino
Qu'est-ce qu'un portable centrino?
 
Pour avoir droit à cette appellation, un portable doit être équipé de trois éléments indissociables fabriqués par Intel : un  processeur Pentium M, un chipset particulier nommé i855 et une mini carte réseau sans fil normée Wi-Fi.  
Le processeur Pentium M .  
 
<débuts des citations de Paul Philipon-Dollet , Micro Hebdo>
[...]Avec ses 77 millions de transistors, contre 42 millions pour le Pentium 4, un Pentium M peut [ par exemple] se contente[r] d'une fréquence de 1,6 GHz, là où le P4 culmine à 2,8 GHz. Cela ne l'empêche pas d'être plus efficace. [...]
Le principe de base reste le même. Pour être traitées, les instructions envoyées par les logiciels au processeur (via la carte mère) sont divisées en calculs très simples. Le processeur les absorbe par lots, au rythme d'un lot par cycle de son horloge interne (deux milliards de cycles par seconde pour un processeur à 2 GHz).  
 
[...]L'astuce du Pentium M consiste à savoir trier les calculs à effectuer en fonction de leur ressemblance, et à les diriger vers le circuit le mieux adapté. Les additions seront traitées ensemble, les divisions également, etc. Cette méthode est plus efficace que celle adoptée pour le Pentium 4, qui consistait à doubler, mais sans trier, la quantité d'opérations que le processeur prenait en charge à chaque cycle. Au risque d'aller trop vite pour les logiciels devant exploiter les résultats. Avec ce tri préalable, le Pentium M peut travailler « utile » , c'est-à-dire n'utiliser que les circuits logiques qui sont nécessaires, et toujours à leur pleine capacité. [...]
Économiser l'énergie
[...] nombre d'opérations simples effectuées par le processeur occasionnent des pertes inutiles d'énergie, parce que l'intensité de l'impulsion électrique envoyée au processeur est supérieure à l'intensité de celle qu'il restituera en sortie. Ces « fuites » peuvent multiplier par cinq la quantité d'électricité nécessaire à un calcul. Au total, et en comptant la capacité du processeur à mettre en sommeil les circuits logiques ou les segments de mémoire cache qu'il n'utilise pas, la consommation électrique moyenne d'un Pentium M arrive à descendre à 1 watt/heure, contre 2 watts/heure pour le Pentium 4 Mobile et 3 watts/heure pour le Pentium III-M.[...]
Et si cela ne suffit pas, le chipset i855 peut aussi réduire de près de 2 watts/heure la consommation générale du portable.
 
<fin des citations de Paul Philipon-Dollet , Micro Hebdo>

II) Configuration et optimisation pour Linux  
A) le processeur
 
Le but est de vous rendre capable d'économiser au maximum l'énergie de votre portable lorsque vous le souhaitez, tout en garantissant les performances de votre portable.

Préalables:
Vous disposez :  

• d'une distribution de linux installée (Debian, Gentoo, Ubuntu, Mandrake, Fedora, Suse),  
• des sources du noyau 2.6, téléchargeables ici ftp://ftp.kernel.org/pub/linux/kernel/v2.6/ (prenez la dernière version : à l'heure où j'écris, c'est le fichier linux-2.6.11.5.tar.gz)  
• des outils de recompilation du noyau  

1 ère étape, activer l'ACPI
déplacez le fichier des sources du noyau vers /usr/src

 
décompressez-le et placez le lien symbolique des sources:

 
configuration du noyau

 
Le but de ce tuto n'est pas vous apprendre à configuer TOUT votre noyau, mais seulement ce qui concerne la gestion de votre centrino.
Voici des liens qui vous expliqueront mieux que moi la manière de configurer tout le reste, c'est à dire tout ou presque sauf les rubriques « Processor type and features » et  « Power management options (ACPI, APM) » :
http://lea-linux.org/kernel/kernel.html (assez complet)
http://people.via.ecp.fr/~alexis/f [...] noyau.html (bien simplifié)
 
Une fois que vous avez fini de configurer votre noyau pour le reste, voici les options à passer:

 
Et voilà, c'est fini, on sauvegarde le tout et on quitte.
 
On lance la compilation du noyau, et on installe le nouveau noyau. (cf.: http://lea-linux.org/kernel/kernel.html)  
 
Je suppose que vous avez maintenant redémmarrer en utilisant votre nouveau noyau.
Assurez-vous que le module speedstep-centrino a bien été chargé.  
Pour cela, vérifiez que le répertoire /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/ existe.  
Pour être sûr qu'il soit systématiquement chargé, ajoutez le à votre liste de modules:
 
pour debian

rajoutez à la fin la ligne suivante:
speedstep-centrino
sauvegardez et quittez.
 
Maintenant, il nous faut un petit démon nommé ACPID pour gérer au mieux les états du Pentium M en fonction des besoins de puissance.
installez-le en fonction de votre distribution. Exemple pour Debian:

Il nous faut aussi cpudyn pour optimiser la gestion de votre processeur.

 
Faites en sorte que cpudyn soit chargé dès le démarrage:

 
 
la commande

doit vous indiquer les possibilités de votre processeur.

 
Vous pouvez alors jongler avec les modes de consommation:
 
Pour utiliser la vitesse maximum

 
Pour consommer le minimum d'énergie  

 
En mode userspace, vous pouvez régler vous-même la fréquence du CPU. Par exemple, pour la placer à 900 Mhz, vous lancez:

 
Pour lire facilement les infos sur votre processeur, je vous propose torsmo

Vous pourrez lire ensuite sur le bureau les différentes informations sur votre CPU.
 
 
Cette partie est l'oeuvre d'un internaute au pseudo de « Minimalist » sur le forum de PC Inpact, que j'ai légèrement adapté pour ce tuto.
 
<citations de Minimalist>
B) Le disque dur
On ne s'en rend pas forcement compte dans une machine de bureau, mais sur un portable, un disque dur consomme, chauffe et fait du bruit. Au repos, c'est même le seul élément à émettre un son. L'idée est donc de l'éteindre quand on en a pas besoin (par exemple lorsqu'on regarde un DVD. C'est là que hdparm peut nous être utile.
 
hdparm
Tout d'abord, si ce n'est pas déjà fait, il faut installer ce petit programme (téléchargeable à l'adresse suivante : http://www.ibiblio.org/pub/Linux/system/hardware ). Vérifiez bien que vous ne le possédez pas déjà, car c'est un programme standard sur bon nombre de distributions. C'est par exemple hdparm qui active le mode Ultra DMA des disques compatibles (par la commande hdparm -d1 /dev/hda). Attention cependant, ce programme travaille à bas niveau et est donc dangereux. Ne faites pas n'importe quoi avec!
 
Pour éteindre le disque au bout d'une minute d'inactivité, utilisez la commande

-q (quiet mode) demande à hdparm de ne pas afficher ce qu'il fait. Pratique dans une séquence de boot, pour ne pas polluer l'écran.
-S xx éteint le disque au bout de xx * 5 secondes. Par exemple -S10 éteint le disque au bout de... 50s.
 
ATTENTION un disque est avant tout une pièce mécanique, d'une durée de vie assez limitée. Regardez bien la documentation de votre disque, pour voir le nombre de démarrages qu'il supporte en moyenne. Ce serait bête de perdre un disque dur pour gagner 30min d'autonomie...
 
 
laptop_mode
Ok, le disque a maintenant le droit de s'éteindre quand il est inutile. Le problème est que Linux ne se retient pas pour écrire ce qu'il veut pour autant. Pour que les logs et autres "garbages" ne perturbent pas la mise en veille, il existe un petit script, compatible avec les derniers kernels (2.6), nommé laptop_mode.
Il se trouve au milieu du fichier /usr/src/linux/Documentation/laptop-mode.txt, qui explique entre autre le fonctionnement de ce script. Copiez/collez, rendez le script executable par root :

 
Lancez-le par la commande laptop_mode start si vous avez appelé votre script comme ça (pour l'arrêter, laptop_mode stop).
 
ATTENTION ce script force le système à écrire ses "données sales" toutes les 10 minutes. Si 10 minutes de votre travail sont trop précieuses pour être perdues en cas de panne de batterie (par exemple), n'utilisez pas ce script !
 
 
hddtemp
Pour finir avec les disques dur, voici un petit programme qui permet de lire la température fournie par les informations SMART de votre disque. La première chose à faire, si ce n'est pas fait, est donc d'activer le support SMART dans le BIOS.
 
Les sources sont récupérables ici : http://coredump.free.fr/linux/hddtemp.php (ainsi qu'un plug-in pour gkrellm, inutile maintenant). Compilez, installez.
Maintenant, root peut lire la température. Pour que tout le monde le puisse, 2 solutions sont là :
 
1 - Activer le Super-user bit :

(si hddtemp est bien là. Pour le savoir,

)
 
2 - Lancer hddtemp en mode serveur :

dans un script de démarrage. Il ouvre alors le port 7634.
Des logiciels comme gkrellm (dans Intégré->Capteurs->Température) peuvent se connecter à ce serveur pour y lire la température. Vous aussi, grâce entre autre à netcat.  
 

C) L'affichage
Bien que ce soit lui qui consomme le plus d'énergie, à part l'éteindre complètement, il n'est pas possible de faire grand chose d'autre. Règlez bien le contraste au minimum acceptable pour vous, afin de ne pas consommer trop pour rien.
La seule chose qui reste à faire est de permettre à l'écran de s'éteindre quand vous ne l'utilisez pas. C'est plus un pense-bête qu'autre chose, mais c'est toujours utile.
 
 
Les terminaux
L'économie d'énergie est dépendante de l'environnement que vous utilisez. Sous un terminal, utilisez les commandes

pour activer l'économie d'énergie

affiche un écran noir au bout de X minutes (ça consomme moins que d'afficher du blanc, ou des mouvements)

éteind l'écran au bout de Y minutes.
 
 
Sous X
Voilà ce qu'il faut activer/ajouter dans votre fichier de config X (XF86config ou xorg.conf suivant votre serveur)

 
(je n'ai pas bien compris la différence entre les 2 dernières lignes, et celle d'avant. Sûrement des modes d'économie différents, avec des temps de reprises différents)

 
 
Avec tout ça, votre écran consommera un minimum quand vous serez absent ou occupé.  
 
< fin des citations de Minimalist>

III) Les modes de mises en veille
IV) Compléments
V) Liens utiles
patience

réservé

réservé

the last but also least reserved

Trés bonne initiative

Ouaip, bonne idée.
Bon courage pour la mise en veille

moi j'utilise cpufreqd qui est vraiment pas mal pour gérer la fréquence du cpu.

pour parametrer hdparm : http://guide.andesi.org/html/ihdparm.html

pour la mise en veille. Il faut un noyau assez recent (mon mien 2.6.9, mais apparement le 2.6.11 & le futur 2.6.12 sont encore plus optimisé).
pour mon cas, j'unload le module usb avant de lancer la mise en veille.
echo -n "mem" >/sys/power/state ( suspend to ram)
echo -n "disk" >/sys/power/state (susprend to disk)
 
 

Cool!
j'ai pas tout lu mais c'est bien complet.
 
A quand la même chose pour les Apple?

très bon tuto, je pense tout de même pouvoir apporter quelques précisions :
 
pour le noyau, il n'est pas forcément nécessaire de le recompiler ; par ex, le noyau de base de la Mandrake 10.1 a l'acpi activé et la gestion du centrino présente.
 
pour le disque dur, monter ses partitions avec le drapeau noatime permet de gagner un peu d'écritures sur le disque (le système ne met plus à jour le champ access time, lequel est normalement modifié à chaque lecture, soit 1 écriture pour chaque lecture)

Bonne initiative

 
Oui mais c'est lourd de conséquence, je ne ferais pas ça sur une station de travail. Ça irait bien pour une borne interactive en mode kiosque où là on n'a pas besoin de ces détails.

lesquelles ?
 
je monte toute mes partitions comme ça depuis pas mal de temps et j'avoue ne pas avoir de pb à première vue.

Putain mais c'est n'importe quoi ce tutoriel, encore un fatras d'âneries sur la compilation de noyaux.
 
Hé ho on se réveille, les noyaux Debian 2.6 intègrent l'ACPI et le speedstep, il suffit d'installer acpid et cpufreqd, et de charger le module acpi.

Et la suite c'est n'importe quoi aussi : apt-get install laptop-mode-tools pour le laptop mode. Et pour l'affichage, il suffit de configurer xscreensaver correctement, pas besoin de farfouiller dans les fichiers de configuration de X.

moi aussi il faut que j'enleve le module usb puis le remette quand je ressorts de la veille, pourquoi ?

parce qu'il ne supporte pas la mise en veille

à tous => Merci pour vos encouragements, je suis en train de terminer la partie sur la mise en veille. Vos remarques seront intégrées dans la mise à jour à venir (ce week end je pense)
 
à Jar Jar=> Ta suffisance et ta condescendance ne te font pas honneur. Le minimum avant de déblatérer tes critiques si ouvertes et aggressive aurait quand même été de chercher à comprendre ce tuto. Tu aurais lu que le but (annoncé clairement dans le titre) est de tendre vers "l'optimisation" (même si je ne promets pas d'y arriver). Je n'ai pas envie de m'expliquer plus auprès de toi en argumentant pendant des heures, tu ne mérites plus d'attention.

Pauvre naze. Tu vas encore décourager des dizaines de personnes de faire quoi que ce soit avec leur Centrino alors que 5 minutes suffisent à obtenir le même résultat.

OK, 3 choses
- j'affirme que j'ai testé tout ce que j'annonce, et que les performances sont très largement améliorées.  
- Personne n'est obligé de suivre ce tuto.
- tes insultes, tu te les gardes pour toi, ça soignera ton ego

Et le rapport avec la choucroute ? Je comprends que tu n'as pas envie de jeter à la poubelle la moitié de ce tutoriel après avoir passé tant de temps à le rédiger, mais c'est ce que tu devrais faire si tu veux vraiment rendre service.

Si c'est pour dire "le gros noyau standard de la mandrake supporte le centrino" je veux bien le reconnaître, maintenant je ne reconnais pas DU TOUT l'optimisation de la CONSOMMATION d'ENERGIE avec les portables centrino en standard dans toutes les distribution que j'ai testé.
Le but ultime de ce tuto est de pouvoir passer un maximum de temps en autonomie quand tu ne peux pas te brancher sur secteur, ce n'est pas seulement le support "centrino".
 
Si tu crois que j'invente le gain de performance, je m'en tape, ça ne m'empêche pas de le proposer.

J'ai le même gain sans tous tes efforts. Et tu m'indiqueras l'intérêt (par exemple) de hddtemp pour économiser de l'énergie.

non!, je ne vais pas m'amuser à te prouver que chaque option que je suggère peut être utile, tu ne mérites pas une telle attention,
rien ne t'empêche à toi, de prouver à tous que tous les points que je propose sont totalement inutiles.

Jar JAr > Je n'ai pas la prétention de dire que Nelyot Tchagui a tord ou pas, je n'ai pas les compétences pour. Mais tes remarques agressives et stériles ne sont que ridicules . Que tu considères qu'il y'ai des erreurs, peut importe. Mais la moindre des choses est d'expliquer ton point de vue calmement sans dénigrer le travail de Nelyot Tchagui, qui lui essayes d'aider les forumeurs.

Allez Jar Jar !
 
Compiler un noyau pourquoi pas, s'il s'agit d'un truc exotique mais là ...
Le coup des "echo" de barbare et tout, c'est un peu de la branlette quoi ...
 
ps : ceci dit bel effort sur le tuto, où il a tout de même pleins d'infos à pécher

Intéressant tout ca.
Je sais pas encore trop si je vais en prendre un mais ca peut faire pencher la balance.

Merci, Merci, Génieal le tuto.
Maintenant j'ai presque le systeme parfait (Gentoo)
Par contre j'ai toujours ce foutu FAN qui ne s'arête jammais une fois qu'il a démarré: même quanq la température du CPU redescend. (Bien qu'il demmare plus tard maintenant)
Il fait plein de boucan et il doit consommer pas mal d'energie aussi.  
Mon /proc/acpi/fan est vide.
 
Des que je reviens sur XP: quel calme !
J'espère qu'il y aura la solution dans la suite du tuto.

ouais, je sais qu'il faut que je le complète ce tuto, depuis le temps.
 
Ce qui me fait galérer le plus c'est d'écrire un tuto sur la mise en veille sachant qu'elle n'est pas du tout supportée de la même manière selon les constructeurs et les bios. Je ne vois pas trop comment faire quelque chose de "standard" sachant que même sur le mien, tous les modes ne fonctionnent pas.
 
Je vais quand même tâcher de le poursuivre,
merci pour l'encouragement!

Il y a de bons éléments dans le tutoriel, mais toutes les étapes ou opérations ne sont pas toujours nécessaires pour arriver à un résultat satisfaisant.
 
 
Si je puis donner mon avis sur la question, mon expérience (commune à plusieurs distributions différentes, Debian, Gentoo, Fedora pour ne pas les nommer) me fait dire que :
 
 
1)  
Pour commencer il existe plusieurs méthodes différentes pour arriver à mettre en place et optimiser son système d'économie d'energie. Il n'y a donc pas une méthode standard pour y arriver mais plusieurs, de plus cela n'est pas forcément en rapport avec le bios ou les constructeurs dans la mesure où il s'agit dans certains cas de proposer plusieurs alternatives pour, au final, arriver au même résultat (notamment pour la couche logicielle haute -celle servant d'interface de gestion à la couche logicielle basse, plus en rapport direct avec la version du noyau GNU/Linux employée).
 
 
2)  
Il est déconseillé d'installer sur le même système plusieurs logiciels de gestion d'énergie dédiés à la même tâche ou des logiciels dédié à des tâches différentes mais partageant des fonctions similaires (par exemple installer simultanément deux logiciels qui vont s'occuper en même temps de vouloir règler la fréquence du cpu en fonction de la montée en charge -un seul suffit à cette tâche). Dans ce dernier cas les performances peuvent se dégrader, on peut même voir se produire l'effet inverse à celui attendu...
 
 
3)  
La solution générique la plus simple, à mon sens, est la suivante :
 
- utiliser le noyau récent (un 2.6.x.y est de mise) fourni par sa distribution
- installer la prise en charge de l'acpi (acpi + acpid)
- installer un logiciel pour la gestion de l'énergie (varie selon les besoins)
 
Les distributions récentes incluent _tout_ le support nécessaire et ne demandent normalement _aucune_ intervention de la part de l'utilisateur au niveau du noyau (comprendre: toute compilation est parfaitement inutile et n'apportera rien -exemple concret, les noyaux fournis par Debian incluent le support acpi et cpufreq).  
 
Pour compléter l'installation, il faut simplement rajouter le paquet (sous Debian: aptitude install acpi) qui va gérer le support acpi intégré au noyau, et les utilitaires qui y sont relatifs (sous Debian : aptitude install acpid).
 
Pour le logiciel de gestion d'energie cela dépend : dans mon cas (une bonne gestion du rapport fréquence/charge cpu me suffit, je n'emploie pas de mise en veille pour mes disques durs) après en avoir testé quelques uns, je trouve que la seule installation de cpudyn reste la solution la plus efficace (température du proc correcte : 47° (P4-M à 2,4 GHz), faible vitesse/bruit du ventilo pour une utilisation bureautique (voire de la lecture de divx) le ventilo est très rarement à fond sauf compilation bien sûr et autres opérations gourmandes en calcul).  
Autrement il y a aussi laptop-mode-tools qui est très prometteur surtout puisque le projet tente justement d'unifier les méthodes de mise en veille pour pc portables ; cependant en terme d'efficacité purement dite, quelques progrès restent encore à faire selon moi.
 
Enfin pour l'économie d'affichage/écran, une simple installation de xscreensaver est suffisante et remplie parfaitement son rôle d'énconomiseur d'écran (on peut y configurer l'écran de veille bien sûr, mais aussi le blank screen puis l'extinction du moniteur selon ses désirs, d'autant qu'il peut être également pratique avec sa fonction de verrouillage de l'écran par mot de passe pour certains).

ça y est j'ai trouvé pour le ventilo qui ne s'arrete pas.  
=> j'utilise i8kutils
http://people.debian.org/~dz/i8k/00-README
 
ça marche tiptop. Mias c'est que pour les Dell Inspiron 8xxx.  
Pour les autres le module fan marche peut-etre.  
 

drapo bleu

super le tuto merci!

qu'est ce que vous utilisez comme programme sympa qui affiche la freq reelle du processeur ?  
(pour verifier que les changements de freq fonctionnent bien ?)

l'applet adéquat de gnome ... (sous ubuntu)

ok !  
je cherche plutot un truc qui tourne sous kde ou agnostique....

moi j'utilise ca :
 
http://www.archilinux.org/utilitai [...] rellm.html
http://www.linuxfrench.net/article.php3?id_article=797