Festplatten in Standby fahren

Um Strom zu sparen, lassen sich Festplatten nach einer bestimmten Zeit der Inaktivität automatisch herunterfahren. Das kann vor allem bei Heim-Servern, die mit mehreren (vielleicht noch älteren, nicht stromsparenden) Festplatten ausgestattet sind und auf die nur bei Bedarf zugegriffen werden, einiges an Strom und Geld sparen. Bisherige Festplatten (IDE, aber auch SATA) haben hierfür den “IDE idle timer” unterstützt, den man mit hdparm wie folgt setzen kann:

hdparm -S Zeitangabe /dev/sdX

Nach Ablauf der Zeitangabe (siehe Manpage, je nach Höhe ein Vielfaches von Sekunden oder Minuten) wird die Festplatte, wenn in dieser Zeit kein Zugriff erfolgt ist, heruntergefahren und automatisch wieder hochgefahren, wenn wieder darauf zugegriffen wird.

Leider unterstützten diese Funktion einige, neuere Festplatten nicht mehr. Daher muss der Inaktivitäts-Timer als Software realisiert und die Festplatte nach Ablauf der Zeit manuell heruntergefahren werden. Eine solche Implementierung ist hd-idle, die sich unter Ubuntu/Debian recht einfach einrichten lässt. Der Ubuntu-Homeserver-Artikel wurde hierfür um ein neues Kapitel erweitert, welches die Einrichtung von hd-idle kurz erläutert.

Undervolting mit Ubuntu

Mit Hilfe von Undervolting, dem gezielten Herabsetzen der Core-Spannung der CPU, lässt sich der Stromverbrauch und die Erwärmung der CPU senken. Im Gegensatz zum Underclocking, bei dem der CPU-Takt heruntergesetzt wird, bleibt beim Undervolting der CPU-Takt und damit die volle CPU-Leistung erhalten, sprich weniger Stromverbrauch und Abwärme bei gleicher Leistung. Da bei diesem Verfahren ähnlich wie beim Overclocking Fertigungstoleranzen der CPU ausgenutzt werden, lassen sich CPUs unterschiedlich “gut” undervolten.

Die CPU-Spannung lässt sich zum einen im BIOS einiger Mainboardhersteller herabsetzen oder auch per Software während des Betriebs. Unter Linux existiert das Linux-PHC Projekt.

Für Ubuntu steht in einem externen Repository der aktuelle Ubuntu-Linux-Kernel 2.6.28.11 mit den entsprechenden Linux-PHC-Patches zur Verfügung. Die Installation und die Verwendung mit einem Intel E5200 Dual-Core CPU und dem Intel DG45FC Mainboard ist im Wiki beschrieben.

Mit Hilfe von Undervolting konnte bei 100%iger CPU-Auslastung der erwähnten Systemkonfiguration 11 Watt eingespart werden. Leider limitiert das Intel DG45FC Mainboard das Undervolting. Bei anderen Mainboards sind weitere Einsparungen und diese auch im Idle möglich.

Bei dieser Gelegenheit habe ich den Stromverbrauch meines Mini-ITX-Systems in verschiedenen Konfigurationen getestet. Hier die interessantesten Ergebnisse:

• Ausgeschaltet mit GBe Link: 1.4W
• Idle nur mit 2.5″ Systemplatte: 35W
• Volllast nur mit 2.5″ Systemplatte: 51W (ohne Undervolting: 62W)
• 4x 1TB WD10EADS Idle im IntelliPark: +10W
• 4x 1TB WD10EADS Idle ohne IntelliPark: +16W
• 2x2GB statt 1x2GB RAM: +1.5W
• Idle ohne GBe Link: -1.2W

Der Idle-Wert von 35W schlägt sich im Vergleich zu aktuellen Dual-Core Atom-Systemen mit 25W (bis 35W je nach Ausstattung) recht gut. Dabei steht bei Bedarf wesentlich mehr CPU-Leistung als mit einem Atom-CPU zur Verfügung. Möchte man z.B. hohe IO-Raten mit Verschlüsselung erreichen kann es mit einem Atom-System eng werden (siehe dazu Performance-Einbrüche beim Zugriff auf verschlüsselte Daten auf NAS-Geräte mit Atom-CPUs).

Weitere Ergebnisse und Stromkostenberechnungen finden sich im Wiki.