Определение величины потребления электроэнергии компьютером

Энергопотребление компьютеров: так сколько нужно ватт?

Вопрос выбора блока питания для конкретной конфигурации вечен — особенно когда конфигурация предполагается мощной, и становится понятно, что типовым 300- или 400-ваттником, поставляемым вместе с корпусом, можно и не обойтись. При этом и купить, не думая, что-нибудь ватт так на тысячу, не вариант — мало кому хочется впустую потратить несколько тысяч рублей. К сожалению, внятных данных по потребной для тех или иных компонентов мощности зачастую просто нет: производители видеокарт и процессоров перестраховываются, указывая в рекомендациях заведомо завышенные значения, всевозможные калькуляторы оперируют непонятно как полученными числами, а процесс измерения реального энергопотребления, хоть и освоен уже большинством околокомпьютерных изданий, зачастую оставляет желать лучшего.

Как правило, открыв раздел «Энергопотребление» в какой-либо статье, вы увидите результаты замера энергопотребления «от розетки» — то есть, какую мощность от сети 220 В (или 110 В, если дело происходит не в Европе) потребляет блок питания, в качестве нагрузки на который выступает тестируемый компьютер. Провести такие измерения очень просто: бытовые ваттметры, представляющие собой небольшой приборчик с одной розеткой, стоят буквально копейки — в Москве такой можно найти за 1200—1300 рублей, что на фоне серьёзных измерительных приборов очень мало.

Точность измерения у подобных приборчиков сравнительно неплоха, особенно если речь идёт о мощностях порядка сотен ватт, не пасуют они и перед нелинейной нагрузкой (а любой компьютерный блок питания является таковой, особенно если в нём нет активного PFC): внутри ваттметра стоит специализированный микроконтроллер, честно проводящий интегрирование тока и напряжения по времени, что позволяет рассчитывать активную мощность, потребляемую нагрузкой.

В результате, приборчики такие есть практически во всех редакциях околокомпьютерных изданий, занимающихся тестированием «железа».

У нас такой, как вы видите по фотографии, тоже есть — и, тем не менее, мы решили оставить его лишь для случаев, когда надо быстро прикинуть энергопотребление компьютера или иного устройства (в такой ситуации бытовой ваттметр крайне удобен, потому что не требует вообще никакой предварительной подготовки), но не для серьёзного тестирования.

Дело в том, что замер потребления от розетки, конечно, прост, но вот результат даёт очень для практического применения неудобный:

Не учитывается КПД блока питания: скажем, блок с КПД 80 % при нагрузке 500 Вт будет потреблять от розетки 500/0,8 = 625 Вт. Соответственно, если вы получаете в измерениях «от розетки» результат 625 Вт, не надо бежать за 650-Вт блоком питания — на самом деле 550-ваттный тоже справится. Конечно, эту поправку можно держать в уме, а то и, предварительно протестировав блок и измерив его КПД в зависимости от нагрузки, пересчитывать полученные ватты, но это неудобно, да и на точность результата влияет не лучшим образом.
Полученный в таких измерениях результат — среднее, а не максимальное значение. Современные процессоры и видеокарты могут очень быстро менять своё энергопотребление, однако отдельные короткие выбросы будут сглажены за счёт ёмкости конденсаторов блока питания, поэтому, измеряя потребляемый ток между блоком и розеткой, вы этих выбросов не увидите.
Измеряя потребление блока питания от розетки, мы не получаем ровным счётом никакой информации о распределении нагрузки по его шинам — сколько приходится на 5 В, сколько на 12 В, сколько на 3,3 В. А эта информация и важна, и интересна.
Наконец (и это самый главный пункт), при измерениях «от розетки» мы точно так же не можем узнать, сколько потребляет видеокарта, а сколько — процессор, мы видим только общее потребление системы. Тоже, конечно, информация полезная, но, тестируя процессоры или видеокарты, хотелось бы получать конкретную информацию именно о них.

Очевидная — хоть технически и более сложная — альтернатива заключается в измерении тока, потребляемого собственно нагрузкой от блока питания. Ничего невозможного в этом нет, например, мы даже тестировали блок питания Gigabyte Odin GT , в который такой измеритель был изначально встроен.

В принципе, в качестве законченной измерительной системы подошёл бы и Odin GT — кстати, трудно понять, почему другие издания не пользуются такими блоками именно для проведения измерений, а компания Gigabyte не пользуется такой возможностью порекламироваться — но мы решили сделать систему более универсальную и более гибкую с точки зрения возможных вариантов подключения нагрузки.

Какие элементы наиболее энергозатратны

Компьютер — сложное устройство, в состав которого входят разные элементы.

Самые энергозатратные компоненты:

1. Материнская плата. Это основное устройство, обеспечивающее корректную работу всех составляющих системы. В зависимости от модели она имеет разную функциональность и в час потребляет 20-40 Вт.
2. Центральный процессор. Современные устройства, по сравнению с предшественниками, которым для работы требовалось 100-150 Вт, более экономичны. Энергопотребление современного центрального 4-ядерного процессора составляет до 65 Вт. Если говорить о 8-ядерных устройствах, их энергопотребление будет равно 95 Вт и выше, но это компенсируется высокой частотой и быстродействием процессора. Кулер, который используется для охлаждения процессора, расходует всего около 5 Вт.
3. Видеокарта. Это наиболее энергозатратный элемент. Наименьшее энергопотребление имеют встроенные в процессор, а потребление энергии внешними устройствами зависит от их мощности. Те, которые рассчитаны на несложную работу, просмотр видео и простые игры, потребляют до 80 Вт, а видеокарты с высоким разрешением — 150 Вт.
4. Жесткий диск. Новые технологии изготовления позволили уменьшить мощность жестких дисков. Она составляет от 5 до 15 Вт, а у SSD — всего 3 Вт.
5. Звуковая карта. Если она не встроена в процессор, а является отдельным элементом системы, то ее мощность — до 50 Вт.
6. DVD-привод. В большинстве современных компьютеров он отсутствует, но при наличии его мощность достигает 25 Вт.
7. Монитор. Важны размер, разрешение и другие характеристики. В среднем он потребляет 40 Вт.
8. Колонки. В зависимости от используемой модели при средней нагрузке для их функционирования требуется 20-50 Вт.

Энергопотребление материнской платы

Сама по себе системная плата не потребляет много электроэнергии — в среднем около 30-60 Вт (плюс-минус). Ее мощность зависит от уровня энергопотребления встроенных компонентов. К ним относятся, например, интегрированная аудиокарта, видеокарта или сетевая карта. Но их показатели мощности суммируется только в случае, если пользователь не использует аналогичные внешние устройства. Также сюда можно отнести и охлаждающие вентиляторы и планки ОЗУ (оперативная память).

Мощность материнской платы, к сожалению, далеко не всегда указывается в документации к ней. Потому к общей сумме потребляемых компьютером ватт можно просто добавить 40-50 Вт.

Счётчик электроэнергии

Хоть ваттметр и недорогой прибор, стоит до 1000 руб., но, друзья, есть совершенно бесплатный способ определения, сколько электроэнергии потребляет компьютер в час. Более того, этот способ ближе к нашему кошельку: какая разница, что и сколько конкретно потребляет электроэнергии, важно, как всё это считает счётчик, и сколько мы за это заплатим. Правда, счётчик покажет очень грубо: модели современных цифровых обычно не отображают ватт-часы, т.е. сотые доли кВт/ч, а показывают только десятые доли кВт/ч, а аналоговые счётчики и вовсе дают нам знать только о сотых долях кВт/ч. Но имеем то, что имеем.

Чтобы вычислить потребление электроэнергии компьютером, необходимо в помещении отключить все остальные электроприборы и оставить работать только стационарный ПК со всей его периферией. Далее фиксируем показатели счётчика до и после определённого промежутка времени, в течение этого времени выполняем на компьютере те или иные задачи и вычисляем разницу показателей. Давайте, друзья, измерим, сколько в разных ситуациях потребляет энергии наш тестовый компьютер с номинальными мощностями:

Для начала посмотрим, сколько электроэнергии потребляет компьютер в час в спящем режиме. Фиксируем показатель десятых долей кВт/ч на счётчике – 81. Погружаем компьютер в сон, запускаем на смартфоне таймер на час, через час смотрим на счётчик — его показатель стал больше на 2 десятые доли кВт/ч и составил 83. Т.е. за час было использовано примерно 20 Вт. Но, друзья, на время проведения этого эксперимента я не отключал роутер, и я просто отниму от 20 Вт номинальную мощность роутера 5,4 Вт. В итоге у меня выйдет, что компьютер в спящем режиме использовал менее 15 Вт (0,015 кВт).

Пробудим компьютер и поработаем на нём в текстовом редакторе 10 минут. До этого счётчик показывал десятые доли кВт/ч 83, после – 86. За 10 минут минимальных нагрузок компьютер скушал 30 Вт. Умножим этот показатель на 6 и определим, что за 60 минут, т.е. за один час таких минимальных нагрузок скушать компьютеру пришлось бы 180 Вт (0,18 кВт)

Ещё раз зафиксируем показатель счётчика и 10 минут посмотрим на компьютере видео на YouTube. В итоге показатель десятых долей с 86 увеличился до 89. Здесь также на выполнение задачи ушло 30 Вт, и за час это составило бы 180 Вт (0,18 кВт).

А вот в стресс-тесте, выполненной программой AIDA64, с максимальной нагрузкой на процессор, видеокарту, оперативную память и жёсткие диски, расход электроэнергии компьютером увеличился. За 10 минут он потребил 40 Вт, подняв показатель счётчика с 89 до 93. Соответственно, за час потребление в условиях стресс-теста составило бы 240 Вт (0,24 кВт).

Вот это, друзья, так потребляет электроэнергию усреднённый стационарный компьютер – не самого экономного, но и не самого прожорливого класса процессора и монитора, но с экономной видеокартой. Ну а если у вас аналоговый счётчик электроэнергии, показывающий только сотые доли кВт/ч, можете просто проводить тесты дольше.

Как можно «посчитать» сколько съедает кВт ПК

В сети есть спец. конфигураторы , в которые можно указать своё железо, и они рассчитают его энергопотребление. Разумеется, чтобы воспользоваться ими — вам для начала понадобиться запустить утилиту AIDA 64 (например) — она покажет вам все ваши «железки» (их наименование, модель).

https://www.dns-shop.ru/configurator/ (от DNS для сборки системного блока. Просто добавьте сюда аналогичное железо, что установлено в вашем «системнике» — AIDA в помощь!)

https://www.bequiet.com/ru/psucalculator (аналогичный сервис от be quiet!)

*

Небольшой пример см. ниже — суммарное энергопотребление комплектующих составляет 288 Вт.

Конфигуратор DNS подсчитал сколько Вт потребляет железо

Кстати, не забудьте, что помимо системного блока электроэнергию будут потреблять монитор, колонки, МФУ и пр. устройства. Обычно, по той же модели монитора (например) очень быстро можно найти его мощность (см. пример ниже). Разумеется, ее нужно прибавить к предыдущей цифре (в моем случае 288 Вт + 19 Вт = 307 Вт).

Потребление мощности при работе (характеристики монитора)

Если у вас достаточно старое «железо» и в конфигураторах нет ничего такого — можно оценить еще «грубее» (за это в меня полетят «камни») :

• с помощью утилиты CPU-Z узнать мощность ЦП (TDP), видеокарты;
• добавить к этому ∼50 Вт на мат. плату;
• до-плюсовать по 15-20 Вт на каждый жесткий диск в системе;
• не забыть про ОЗУ — еще около 15-20 Вт;
• кулер + вентиляторы — это еще на каждый по 10-15 Вт (очень усреднено; можно попробовать посмотреть на них воочию) ;
• мышь, клавиатура — еще по 5 Вт.

Max TDP 15W — 15 Вт

Виды персонального компьютера

Стоит полноценно понять, почему так много нужно электричества для компьютерной техники. При покупке персонального компьютера человек преднамеренно ориентируется взять универсальную модель. Чтобы и фильм посмотреть, и поработать, и поиграть. Соответственно потребление такого системного блока увеличивается, по сравнению со средними и слабыми. Затем следует знать о том, что к потребляемой энергии, которую накручивает системник, нужно добавить монитор, акустическую систему, клавиатуру, мышь и модем. Это все в комплекте показывает довольно большие числа потребления электричества за час.

Чтобы точно вывести числа и узнать значение, нужно понимать, что есть разные случаи, связанные с особенностями компьютерной техники:

• Компьютер средней мощности.
• Геймерский аппарат.
• Серверный режим 24/7.

В современном мире компьютеры со слабой мощностью в принципе не рассматриваются, так как они постепенно пропадают. Мы смогли достаточно быстро и без особых проблем вывести три основных типа компьютерной техники. В зависимости от их особенностей и возможностей потребление электроэнергии, легко преследуется определенная закономерность. Чем мощнее, лучше в параметрах персональный компьютер, тем больше он будет использовать электричества.

ПК средней мощности

Берем изначально ПК средней мощности. Он ориентирован на работу, просмотр информации в сети, несложных игр. Из этого можно легко вычесть приблизительное количество энергии в сутки.

Мало кто использует компьютер не более одного часа в сутки. Принято считать, что человек, который приобрел для себя рабочую лошадку, в среднем проводит за использованием компьютера не менее 4 часов. Посмотрев на этикетку системника, нам становится известна и мощность персонального компьютера. Все показатели, необходимые для выведения общего количества потребляемой энергии в сутки есть. Начинаем считать.

• Среднее потребление рабочего ПК в час не превышает 200 ватт. Умножаем этот показатель на 4 часа и получаем 800 Вт. Это приблизительное количество потребляемой энергии в день.
• Берем монитор. Самые удобные варианты для работы используют не более 50 Вт в час. Опять же, умножаем на 4 и получаем 200 Вт в сутки.
• Акустическая система. Все зависит от того, на какой мощности любит использовать эту часть техники пользователь. Берем средний показатель 5 ватт. Для среднего ПК используют две колонки. Это значит, что необходимо 5 Вт умножить на 2. Это узнаем потребление всей акустики в час. Затем умножаем показатель на известные нам 4 часа. Выходит, что акустическая система потребляет 40 Вт в сутки.
• Использование модема. Его принято не выключать, поэтому 4 часа здесь не играют роли. За сутки для полноценного его функционирования необходимо не более 10 Вт энергии.
• Складываем все наши показатели и получаем такой пример:

(200+50+40)*4+10= 1170 Вт

Мы сумели вычислить примерное количество потребляемой энергии в сутки персонального компьютера. Среднее значение потребления энергии в сутки — 1,17 кВт. В час же этот показатель менее страшен приблизительно 300 Вт.

Игровой компьютер

Геймерский компьютер в два, а то и три раза мощнее, чем тот, что мы проанализировали. Но это не значит, что все показатели необходимо умножать на два.

Сделав небольшой анализ, можно заметить, что в верхней формуле будет изменено числовое значение потребления энергии системником. Остальные же показатели не изменятся. Выводим такой пример:

(400+50+40)*4+10= 1970 Вт

Не очень красивые цифры, согласитесь. Если за сутки используем практически 2 кВт энергии, что в месяц выплывает плачевное значение. В один час персональный компьютер настоящего геймера потребляет около 500 Вт.

Серверный компьютер

Серверная система 24/7. Это определенный аналог большого хранилища данных в сети для дальнейшего хранения всех важных файлов, видео- и фотоматериалов, музыки и так далее. Такой ПК представляет собою большой жесткий диск. Чаще всего монитор не используется. При круглосуточном использовании система употребит энергии столько же, сколько и нормальный монитор. То есть за час показатель покажет приблизительно 50 ватт. Особенности такого сервера в том, что он работает круглосуточно, поэтому в сутки он покажет: 50*24= 1200 Вт или 1.2 кВт.

Как узнать, сколько электроэнергии потребляет компьютер

Объемы потребляемого тока зависят от комплектующих. Если к розеткам подключены системник и монитор, учитывают «аппетиты» процессора, видеоадаптера, накопителей, материнки, ОЗУ и прочее, не забывая о дисплее. Можно:

1. Сложить их мощности на калькуляторе.
2. Воспользоваться специализированным онлайн-калькулятором.
3. Подключить оборудование через измеритель мощности.

Геймерский ПК

При подсчетах в онлайн-калькуляторах не получится воссоздать точную картину энергопотребления за день или месяц, поскольку в них фигурируют возможные максимумы. Самый точный способ подсчитать, сколько электроэнергии расходует игровой компьютер — протестировать его под нагрузкой, подключив через измеритель мощности. При работающих современных играх дисплей прибора может показывать до 400 Ватт и больше.

Приведем пример тестирования средненького игрового компа с воздушной системой охлаждения и одной видеокартой:

• На прогретом ПК не запущено тяжелых программ. Энергопотребление — 140 Вт.
• Запустили рендеринг видео — 240 Вт.
• Не прерывая рендеринг, решили поиграть — 400 Вт.
• Закончили рендерить, продолжаем стрелять/гонять — 300 Вт.

Если использовать комп исключительно для игр, и тратить на это ежедневно по 5 час. — за месяц выйдет 300*5*30=45 кВт/ч. Аналогичный расчет для монитора: 40*5*30=6 кВт/ч. Итого: 45+6=51 кВт/ч

Обычный ПК

Люди, не увлекающиеся играми, обычно проводят время за менее ресурсоемкими задачами: серфингом в интернете, общением в соцсетях, по видеосвязи и т.п. На потребление электроэнергии домашним компьютером, не оснащенным продвинутым процессором и видеокартой, более существенное значение оказывает монитор.

Его тоже учтем в примерных расчетах, но сделаем это после тестирования системного блока. Если гонять системник с процессором i5 и видеоадаптером GTX650Ti, он потребляет при чтении и просмотре в YouTube — 110, незамысловатых игрушках — 150, рендеринге — 160 Вт.

Усредняем и выходит 140 Вт. Плюсуем 40 Вт, которые «кушает» дисплей — выходит 180 Ватт/час. Если брать те же 5 ч. в день, в ежемесячную платежку попадает 180*5*30=27 кВт/ч Тестирование подтверждает, что, в отличие от игрового компа, для офисного ПК достаточно БП на 400 Вт.

Ноутбук

В основном пользователей интересует, сколько киловаттушек потребляет компьютер, а ноутбуки люди не отключают целыми днями, не опасаясь за показания счетчика. Такая позиция оправдана, поскольку мощность обычного лэптопа находится примерно на уровне LED-ламы. Она зависит от:

• диагонали ноута,
• его начинки,
• интенсивности эксплуатации.

У многих 15-дюймовых лэптопов БП рассчитаны на 45 Вт, у 17-дюймовых — на 65 Вт. Если мощность не указана, ее узнают, умножив выходящее напряжение блока питания V на силу тока A. К примеру, так: 20*3,25=65 Вт. Игровой ноутбук может потреблять 170 Вт и более. По прожорливости офисный лэптоп можно сравнить с лампочкой накаливания, игровой — со стационарным бюджетным устройством.

Потребление электроэнергии компьютером в спящем режиме

Современные компьютеры отличает не только низкое потребление, но и разнообразие режимов. Многие их путают, поэтому давайте уточним.

Спящий режим: отключает жесткие диски, приложения остаются в оперативной памяти, работа возобновляется практически моментально. Потребляет 7-10% от общей мощности системы.

Режим гибернации: полностью отключает компьютер, данные сохраняются в отдельный файл, работа возобновляется медленнее, чем после сна. Потребляет 5-10 Ватт.

Полное выключение или режим ожидания, как его называют иногда, по аналогии с бытовой техникой. Происходит полный выход из системы, все несохраненные данные теряются. Работа начинается с новой загрузки системы. Потребляет 4-5 Ватт.