Mniej zużytych watów

Starania o dłuższe życie baterii

W 2002 roku została założona grupa Extended Battery Life Working Group, zrzeszająca producentów notebooków. Do EBLWG należą m.in.: Dell, Fujitsu, Lenovo, Microsoft, NEC, Samsung, Toshiba, Seagate, Acer, Nvidia, a nad całością prac czuwa Intel. Grupa koncentruje działania na sukcesywnym zmniejszaniu zużycia energii przez podzespoły notebooka. Być może badania nad kolejnymi generacjami mechanizmów oszczędzania energii doprowadzą do tego, że nawet najtańsze notebooki będą pracowały na bateriach ponad 10 godzin.

Czym byłyby dzisiejsze notebooki, gdyby nie systemy oszczędzania energii? Aby odpowiedzieć na to pytanie, wystarczy spojrzeć na laptopy z grupy Desktop Replacement. Wykorzystują one komponenty komputera stacjonarnego i są bardzo wydajne, ale ich mobilność polega na możliwości przeniesienia laptopa z miejsca na miejsce – na baterii pracują nie dłużej niż 30–40 minut.

Inaczej jest w typowych note-bookach. Komputery te zostały zaprojektowane z myślą o pracy na zasilaniu bateryjnym. W modelach za ok. 3,5 tys. złotych może ona trwać nawet 4 godziny. To efekt rozsądnego gospodarowania dostępnymi zasobami energii przez użytkowników oraz technologii obniżania poboru prądu. Przyjrzyjmy się, jak one działają i jak komputery przenośne oszczędzają zużywaną energię.

Panel LCD – pochłania najwięcej

Największym pożeraczem prądu w notebooku jest wyświetlacz LCD – odpowiada on, wg danych EBLWG (patrz ramka „EBLWG – starania o dłuższe życie baterii”) za 30–40 procent zużywanej energii. Typowy 15-calowy wyświetlacz note- booka wraz z elektroniką sterującą potrzebuje do pracy ok. 3–4,5 wata (cały laptop tego typu zużywa podczas zwykłej biurowej pracy czy surfowania po internecie 13–16 W). Najwięcej energii pobiera tylne podświetlenie ekranu, a im wyższa jasność, tym większe zużycie energii. Typowy notebook wyświetla obraz o maksymalnej jasności około 60 cd/m2. Ściemnienie obrazu zmniejsza jasność do ok. 30 cd/m2, ale pozwala obniżyć zużycie prądu przez tylne podświetlenie do 0,5–0,6 W i wydłużyć czas pracy notebooka o około godzinę.

W większości tanich notebooków nie stosuje się mechanizmów automatycznej regulacji jasności. Jeśli chcemy pracować na komputerze dłużej, sami musimy ściemnić ekran – o ile słabe podświetlenie matrycy nam nie przeszkadza. Droższe notebooki są wyposażone w system ALS (Ambient Light Sensor). Użytkownik ustawia jedynie stopień jasności wyświetlacza, a układ ALS automatycznie dostosowuje natężenie podświetlenia matrycy do panujących warunków otoczenia. Robi to na podstawie informacji pochodzących z fotokomórki.

Dysk i napęd – redukcja potrzeb

Sporo prądu zużywają też dyski twarde. Notebookowe modele twardzieli są mniejsze niż ich stacjonarne odpowiedniki nie tylko z powodu braku miejsca, ale również ze względu na mniejsze zużycie prądu. Do obracania lżejszymi, małymi talerzami i głowicami zamontowanymi na krótszym ramieniu potrzeba mniej energii. W przenośnych dyskach twardych stosuje się też niższe prędkości obrotowe, do wyhamowania i ponownego rozpędzenia talerzy obracających się z niższą prędkością zużywa się też dużo mniej energii. Dyski twarde w notebookach zużywają średnio od 1,2 do 1,5 W energii, podczas gdy „stacjonarne” dyski 3,5” – aż 10–12 W.

Z podobnego poziomu zredukowana została energia pobierana przez notebookowe napędy DVD±R/RW. Ograniczono w nich do minimum liczbę sterowanych elektrycznie części. Napędy takie – jeśli tylko nie odczytują lub nie zapisują danych – są bardzo szybko wprowadzane w tryb uśpienia, co znacząco zmniejsza zużycie prądu. Notebookowe napędy optyczne pobierają podczas odczytu ok. 0,4 W, a podczas nagrywania – do 5 W.

USB – marnotrawca prądu

Specyfikacja interfejsu USB nie przewiduje implementacji mechanizmów oszczędzania energii. Co prawda same urządzenia nie zużywają jej dużo (od 100 do 700 mW), ale w ogólnym bilansie energetycznym notebooka mogą odgrywać istotną rolę. Dodatkowo złącza USB dostarczają też urządzeniom peryferyjnym zasilanie o maksymalnej wartości 500 mA. Właściwość ta eliminuje konieczność stosowania przez te urządzenia oddzielnych zasilaczy, ale dla notebooka pracującego na akumulatorze jest to rozwiązanie niekorzystne. Co gorsza, urządzenia USB przeszkadzają procesorowi w przełączeniu się w energooszczędny tryb pracy, bo zgodnie ze specyfikacją USB wysyłają za pośrednictwem kontrolera do procesora co 125 µs zapytania.

Aby uniknąć tego problemu, w notebookach stosuje się mechanizm USB Selective Suspend. Po pierwsze wyłącza on nieużywane porty USB, po drugie sprawia, że kierowane przez nieaktywne urządzenia USB zapytania nie są dalej przekazywane do procesora i dzięki temu może on przejść w stan zmniejszonego poboru mocy. Do procesora trafiają jedynie zapytania wysłane przez aktywne w danej chwili urządzenia USB.