ubuntu 笔记本电源管理优化指南

作者：yuk
版本：1.0
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论坛里看到许多朋友抱怨linux电源管理很糟糕,说什么电池使用比win下短了很多。实际上linux提供很多电源优化的功能，只不过默认情况下的设置没有考虑电源使用罢了。下面我以ubuntu edgy为例，系统的讨论一下笔记本电源管理优化。
目标:最长的电池使用时间

概述
笔记本由许多不同的组件组成，各个组件的耗电不用，引用gentoo power management的一张图，其耗电比重如下图所示:
Power Budget For Each Component

从上图我们可以看到主要的耗电部件是液晶显示器、CPU、芯片组和硬盘。虽然我们可以在BIOS里面设置操作系统无关的电源管理模式，但是在操作系统之上我们可以设置一些更smart的电源管理模式自动适应各种环境。
本文分下面几个部分分别讨论各个部件的电源管理优化。

0. 前提
在讨论各个设备的电源管理优化之前，先确定我们是否满足下面一些前提条件。

BOIS
首先你要检查一下你的BOIS的电源管理设置,先关闭所有bois支持的电源管理方式，只通过操作系统设置电源管理，然后再恢复BOIS的电源管理。
kernel
acpi支持,edgy默认内核是支持acpi的，如果你自定义编译了内核，记住要把电源管理相关的模块选上 

 Power Management Options --->
  [*] Power Management Support
  [ ] Software Suspend
  ACPI( Advanced Configuration and Power Interface ) Support --->
    [*] ACPI Support
    [ ]   Sleep States
    [ ]     /proc/acpi/sleep (deprecated)
    [*]   AC Adapter
    [*]   Battery
    <M>   Button
    <M>   Video
    [ ]   Generic Hotkey
    <M>   Fan
    <M>   Processor
    <M>     Thermal Zone
    < >   ASUS/Medion Laptop Extras
    < >   IBM ThinkPad Laptop Extras
    < >   Toshiba Laptop Extras
    (0)   Disable ACPI for systems before Jan 1st this year
    [ ]   Debug Statements
    [*]   Power Management Timer Support
    < >   ACPI0004,PNP0A05 and PNP0A06 Container Driver (EXPERIMENTAL)
  CPU Frequency Scaling --->
    [*] CPU Frequency scaling
    [ ]   Enable CPUfreq debugging
    < >   CPU frequency translation statistics
    [ ]     CPU frequency translation statistics details
          Default CPUFreq governor (userspace)
    <*>   'performance' governor
    <*>   'powersave' governor
    <*>   'ondemand' cpufreq policy governor
    <*>   'conservative' cpufreq governor
    <*>   CPU frequency table helpers
    <M> ACPI Processor P-States driver
    <*> CPUFreq driver for your processor

1.显示器
如上图所示，LCD是最耗电的部件，这一节我们讨论如何降低LCD的耗电
首先,尽可能调低亮度,这个不多说手动调节就可以了；
然后设置 DPMS（Display Power Management Signaling）
修改sudo vi /etc/X11/xorg.conf文件 

  Section "ServerLayout"
  Identifier  [...]
  [...]
  Option  "BlankTime"  "5"  # Blank the screen after 5 minutes (Fake)
  Option  "StandbyTime"  "10"  # Turn off screen after 10 minutes (DPMS)
  Option  "SuspendTime"  "20"  # Full suspend after 20 minutes
  Option  "OffTime"  "30"  # Turn off after half an hour
  [...]
  EndSection
  [...]
  Section "Monitor"
  Identifier  [...]
  Option  "DPMS"  "true"
  [...]
  EndSection

但似乎xorg的dpms有bug不能关闭LCD，只能把屏幕变黑
google搜索了一下发现是和acpi冲突只要重新启动acpi就可以了
手动设置屏幕关闭， 

  sudo /etc/init.d/acpid restart
  xset dpms force off

2.cpu

移动版本的CPU支持频率和电压的动态调整，在大多数情况下你的CPU是没必要全速运行的，尤其在电池支持下，我们可以强制使CPU运行在最低频率。

在linux 2.6以后的内核就支持cpu频率的动态调整，有下面5种模式

  • performance 将CPU频率设定在支持的最高频率,而不动态调节.
    powersave 将CPU频率设置为最低
    ondemand 快速动态调整CPU频率, Pentuim M的CPU可以使用
    conservative 与ondemand不同,平滑地调整CPU频率,适合于用电池工作时.
    userspace 用户模式，也就是长期以来都在用的那个模式。可以通过手动编辑配置文件进行配置

先安装相关软件cpufrequtils 

sudo apt-get install cpufrequtils

查看你的cpu所支持的频率
cpufreq-info

需要进入那个模式直接修改proc文件,比如要进入powersave模式

其实有个实用程序laptop-mode可以方便的设置，在后面硬盘一节统一介绍

如果是用迅驰cpu，支持多个频率，你可以用powernowd更细化的调节cpu频率

3.显卡
各类显卡有自己的电源管理方式，我这里主要介绍ati powerplay，
首先要安装ati的fgrlx,请参考论坛wiki
运行aticonfig --lsp显示显卡可以运行的频率，选最低的就行了
我的输出：

使显卡运行在最低频率上

也可以设置显卡动态调整频率
修改sudo vi /etc/X11/xorg.conf

4.硬盘
我们先做一个粗略的计算，你的笔记本如果硬盘在节能模式下运行,能延长多少时间。
cat /proc/acpi/battery/BATx/info

电池功率为 3808 mAh x 14800 mV = 56.3584 Wh == 56wh
电池支持时间4小时
移动硬盘正常功率: 2.4w
移动硬盘standby功率: 0.25w
(根据自己型号google自己搜索)
56/4 = 14 w
14 - (2.4-0.25) = 11.85 w
56 / 11.85 = 4.725738397 小时
延长了0.73 小时，大约44分钟
硬盘是不可能一直处于standby状态的，实际的情况肯定会短一些。

下面我们讨论如何使硬盘更长时间的处于standby模式下

我们可以laptop-mode 软件达到这个效果，
首先我们启动laptop-mode，edgy默认设置是禁止laptop-mode运行的
修改 /etc/default/acpi-support

sudo /etc/init.d/laptop-mode start


好了现在我们来详细配置，有中文注释的地方是我修改过的地方
修改/etc/laptop-mode/laptop-mode.conf

现在可以通过下面命令查看laptop-mode的状态
sudo /etc/init.d/laptop-mode status

使用tmpfs把临时文件放入内存中。tmpfs 就象虚拟磁盘（ramdisk），但又不完全一样。象虚拟磁盘一样，tmpfs 可以使用您的 RAM，但它也可以使用您的交换分区来存储。而且传统的虚拟磁盘是个块设备，并需要一个 mkfs 之类的命令才能真正地使用它，tmpfs 是一个文件系统，而不是块设备；您只是安装它，它就可以使用了。总而言之，这让 tmpfs 成为我有机会遇到的最好的基于 RAM 的文件系统。

修改/etc/fstab,把tmpfs mount 到/tmp上，并设置最大上限为32M。

如果你内存很多（1G以上）你完全可关闭swap

现在你的硬盘应该把读写操作降得很低了。

5.其他优化

降低颜色深度
修改xorg.conf 改为16位色
修改sudo vi /etc/X11/xorg.conf

尽量少使用光驱

尽量不启动X，使用console
比如看片子的话可以在console下用mplayer -vo fbdev your.movie.file
听音乐可以使用mpg123 ogg123等等

无线网卡
在不使用wlan的时候关闭它

6. 让上面优化实现自动化
acpi能截获电源适配器事件
/etc/acpi/events/ac
在这个脚本中我们可以看到实际上调用的是/etc/acpi/power.sh脚本

在这段脚本中我们看到如果要让脚本在bettary模式下运行就放在/etc/acpi/battery.d/目录下，要让脚本在电源模式下于虚拟就把脚本放在/etc/acpi/ac.d/目录下

好了既然脚本能自动执行，要实现什么样的节能效果就看你的想象力了。



另附一些实用工具软件
查看硬盘温度
sudo hddtemp -n /dev/hda
查看cpu信息
sudo x86info
查看硬件信息
lshw

案例，本人hp ze22xx
在windows下便携模式下能运行大概2小时20分
在ubuntu下未优化能运行2小时左右
优化过后能运行2小时30分

参考
gentoo power management guide


Extending Battery Life with Laptop Mode