A la recherche de l’efficacité énergétique d’un PC
De nombreuses données sont disponibles pour caractériser la consommation et l’efficacité des PC mais comment se retrouver? Ou trouve-t-on ses données et comment peut-on agir sur ces données. Une petite balade entre les chiffres par une manipulation sur mon barebone Shuttle PC.
Le commencement : La puissance maximale
La première donnée sur l’énergie se trouve dans les caractéristiques du PC : la puissance de l’alimentation. Les caractéristiques me donnent 250W. Il s’agit en faite de la puissance de l’alimentation maximum que peut fournir l’alimentation.
Deuxième donnée : la Puisssance de l’alimentation maximum recommandée. Il s’agit de la puissance nécessaire en fonction des composants du PC. Des calculateurs en ligne permettent de l’obtenir. Dans ce cas j’ai utilisé eXtreme power Supply Calculator. Résultat : 225W
La spécification de l’alimentation me donne ensuite l’Efficience de l’alimentation. Résultat : 72%. Si l’on prend le standard en cours sur l’efficacité des alimentations 80 Plus, le minimum pour avoir le niveau le plus bas est 80%. L’alimentation ne respecte donc pas la norme 80 Plus.
En allant plus loin on peut calculer la puissance consommée. Si l’alimentation fournie son maximum alors elle prendra plus d’énergie sur la prise secteur. Il s’agit de la Puissance maximum consommée soit 347 W.
Vers l’utilisation : La puissance instantanée.
Pour cela j’utilise un wattmètre pour mesurer cette donnée. L’énergie fluctue en fonction de l’utilisation que je fais du PC : 50 W à 120 W. Deux mesures sont affichées : Puissance instantanée active et Puissance instantanée apparente. La puissance active est la puissance payée par le consommateur et est égal à UI*Cos(Phi) avec phi le décalage entre le courant efficace I et la tension efficace U. Le phi variera en fonction de l’installation du consommateur (moteur par exemple). EDF par contre parle de puissance apparente P= UI car cela permet de dimensionner ses installations. Une autre dimension existe mais est peu utilisée, c’est la Puissance instantanée réactive qui est l’autre composante de la puissance apparente soit UI*Sin(Phi).
Intégration de l’utilisation : L’énergie consommée
L’énergie intègre la notion de temps et donc d’utilisation. Mes mesures me donnent 69 Wh par heure. Cette consommation moyenne est intéressante car elle peut être comparée à la consommation moyenne d’autre appareil. Cependant cette mesure ne correspond pas forcément à une utilisation habituelle et encore moins à une utilisation standardisée. En effet pour avoir cette donnée, j’ai stimulé le PC d’une manière qui n’est pas la même que pourrait le faire une autre personne.
Standardisation de l’utilisation : TEC
Energy Star répond en partie à cette standardisation par la mesure TEC Typical Energy Consumption. Pour chaque type d’appareil (Serveur, imprimante…), on associe une formule donnant la consommation fonction de plusieurs états (Veille, actif éteint généralement) et de temps d’utilisation typique.
Par exemple la norme Energy Star 5.0 pour PC donne la formule suivante :
TEC = (8760/1000)*(55 * P arrêt + 5 * P veille + 40 * P idle)
Ce qui me donne en effectuant un peu plus de mesures (veille…), TEC = 30,23 kWh par an. Energy Star 5.0 demande pour les stations de travail moins de 167 kWh par an et 40 kWh par an pour les PC portable. Le barbone respecte dont très bien la norme Energy Star.
Intégration de la performance par Watt
Il manque encore une notion de performance à cette dernière donnée. Si un autre PC possède le même TEC, il est sur qu’il n’aura pas les mêmes capacités que mon PC ! La Performance par Watt est une mesure générique qui est dérivée en fonction du contexte : nombre de transaction par watt pour les serveurs par exemple. Pour les PC, la mesure la plus représentative est le nombre d’opération floattante par seconde par watt encore appelé GFLOPS par Watt. La mesure de la performance peut être réalisée en lancer des benchmarks. Plusieurs benchmarks existent, pour cette manipulation j’ai pris le benchmark Gromach-MD qui est utilisé pour des calculs scientifiques.
Le résultat obtenu est de 1,75 GFlops. Le wattmètre me donne une consommation continue de 118 Watt pendant toute la mesure. Ce qui donne une performance par watt de 14,8 MFLops par Watt.
Optimisation de la performance.
Reste maintenant à savoir si je peux optimiser cette performance : J’utilise alors l’underclocking qui me permet de modifier la fréquence et le voltage de mon processeur (je ne rentre pas dans les détails, plus d’information sont disponibles en lien Voir Aussi)
- Configuration d’usine 1,4V et 3 Ghz: 14,8 MFLops par Watt et TEC = 30,23 kWh par an
- Configuration 1,4V et 2,3 Ghz : 13,07 MFlops par Watt et TEC = 28,26 kWh par an
- Configuration 1V et 2,3 Ghz : 19 MFlops par Watt et TEC = 22,78 kWh par an
La configuration underclocké est donc la plus avantageuse énergétiquement ! De plus à l’utilisation que j’en fais, je ne ressens pas la baisse de performance pure. Je l’adopte!
Conclusion
La caractérisation de la consommation et de l’efficacité énergétique d’un PC n’est pas simple. Même si la consommation commence a être standardisée par des labels comme le label Energy Star ou l’efficience des alimentations par le label 80 plus, l’efficacité du PC n’est pas une donnée rependu. Cependant, cette notion est très utile par elle permet de comparer plusieurs PC et cela en fonction d’une donnée utile : la performance. La recherche continuelle de la performance a atteint une limite : les technologies actuelles suffisent largement pour les besoins du plus grand nombre. Il est temps maintenant de mettre en place d’autre mesure comme la performance par watt.
A vos wattmètres !
