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Guía de Administración de Energía

Contenido:

1.  Introducción

Acerca de este documento ...

Este documento describe las características de configuración de la gestión de energía en su ordenador portátil. Aunque algunas de las recomendaciones dadas en esta guía se pueden aplicar a la gestión de la energía de los servidores, no es intención de este documento seguir esa línea. Por favor, tenga cuidado cuando aplique estas recomendaciones a un sistema que no sea portátil.

A lo largo de este documento, nos centraremos principalmente en las herramientas disponibles para un ordenador en modo portátil ya que ofrece un conjunto completo de funcionalidades. Sin embargo, también haremos referencia a otras herramientas que pueden ofrecer un enfoque más apropiado para detalles específicos. En estos casos, necesitará deshabilitar la característica de las herramientas del modo portátil de forma que ambas herramientas no luchen entre sí por el control del mismo recurso.

Acerca de laptop_mode

El ajuste laptop_mode es una configuración del núcleo que optimiza la E/S, permitiendo que los discos bajen sus revoluciones de forma adecuada (y no se despierten inmediatamente después de las operaciones que están en cola).

Acerca de laptop-mode-tools

Las Herramientas del Modo Portátil (Laptop Mode Tools) se incluyen en un paquete (app-laptop/laptop-mode-tools) que permite al usuario optimizar las funciones de ahorro de energía. Permiten configurar laptop_mode en el núcleo Linux, además poseen características adicionales que permiten realizar ajustes en el sistema relacionados con la energía.

2.  Configuración del núcleo Linux

Configuración mínima del núcleo

Existen diferentes fuentes del núcleo en Portage. Recomendamos utilizar gentoo-sources, sin embargo, si desea soporte avanzado de hibernación puede que necesite tuxonice-sources. Para habilitar las características adecuadas de gestión de energía en el núcleo Linux, actúe sobre los siguientes ajustes:

Listado de Código 2.1: Ajustes mínimos del núcleo para la gestión de energía (núcleo 2.6)


General setup --->
  [*] Configure standard kernel features (expert users) --->

Power management and ACPI options --->
  [*] Run-time PM core functionality
  [*] ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) Support --->
    <*> AC Adapter
    <*> Battery
    -*- Button
    -*- Video
    <*> Fan
    <*> Processor
    <*> Thermal Zone
    [*] Power Management Timer Support

  [*] CPU Frequency scaling --->
    [*] CPU Frequency scaling
    <*>   'performance' governor
    <*>   'powersave' governor
    <*>   'userspace' governor
    <*>   'ondemand' governor
    <*>   'conservative' governor
    <*> ACPI Processor P-States driver

No olvide habilitar el controlador de escalabilidad de la frecuencia de la CPU, podrá encontrarlo después del ajuste ACPI Processor P-States driver mencionado arriba.

Si es necesario, construya e instale el nuevo núcleo y reinicie el sistema.

3.  Utilizando las herramientas del modo portátil

Instalación

No nos sorprenderá que la instalación del software de las Herramientas del Modo Portátil se realice fácilmente haciendo emerge laptop-mode-tools. Sin embargo, este paquete ofrece características adicionales y opcionales mediante la configuración de ajustes USE. Por lo que, en primer lugar, echaremos un vistazo a estos ajustes que ofrece el paquete y qué significan para éste.

Ajuste USE Descripción Uso sugerido cuando ...
acpi Depende del paquete sys-power/acpid, por lo que, cuando se detectan cambios en el sistema, se habilitan o deshabilitan las características de ahorro de energía automáticamente Su ordenador portátil no es tan antiguo (aproximadamente del año 2003 y posteriores)
apm Depende del paquete sys-apps/apmd, por lo que, cuando se detectan cambios en el sistema, se habilitan o deshabilitan las características de ahorro de energía automáticamente Su ordenador portátil es muy antiguo
bluetooth Depende del paquete net-wireless/bluez, habilita el paquete laptop-mode-tools para gestionar los ajustes de bluetooth (habilita o deshabilita el servicio basándose en la disponibilidad de una batería) Su ordenador portátil (y su núcleo) tiene soporte para bluetooth
scsi Depende del paquete sys-apps/sdparm, habilita el paquete laptop-mode-tools para gestionar los parámetros de los discos SCSI (que no SATA) Su ordenador portátil utiliza discos SCSI

Como puede comprobar, hay dos ajustes USE que parecen ser incompatibles: acpi y apm. ¿Qué ocurre aquí?

  • El ajuste USE apm habilita el soporte para la Gestión Avanzada de Energía (Advanced Power Management), un estándar antiguo (anterior al año 2000) para las características de ahorro de energía de un sistema.
  • El ajuste USE acpi habilita el soporte para la Configuración Avanzada e Interfaz de Energía (Advanced Configuration and Power Interface). Es el sucesor de APM. Todos los portátiles actuales tienen soporte ACPI.

Dependiendo de su sistema, necesitará activar acpi o apm. En el resto de esta guía, asumiremos que su ordenador portátil es lo suficientemente actual para utilizar ACPI.

Por lo tanto, una vez habilitados los ajustes USE, instalaremos laptop-mode-tools.

Nota: Si ha habilitado USE="acpi", la instalación demandará acpid. Sin embargo, el demonio ACPI actualmente estable (versión 2.0.9) no tiene soporte para las nuevas interfaces ACPI del núcleo Linux (utilizando la interfaz netlink). Por lo tanto, recomendamos desenmascarar sys-power/acpid-2.0.12 (o una versión superior). Para más información sobre el desenmascaramiento de paquetes, por favor, lea Mezcla de ramales de software del manual de Gentoo.

Listado de Código 3.1: Instalar laptop-mode-tools

# emerge laptop-mode-tools

Configuración

El hecho de instalar el paquete laptop-mode-tools en su sistema no habilita automáticamente las características de gestión de energía que necesitaría. Para configurar el paquete, eche un vistazo en primer lugar al fichero /etc/laptop-mode/laptop-mode.conf. Se trata del fichero principal de configuración del paquete y está descrito de una forma bastante adecuada (utilizando comentarios).

Sin embargo, no es el único fichero en el que hay que trabajar. El paquete de herramientas del Modo Portátil tiene soporte para elementos enchufables (plugins o módulos) que utilizan su(s) propio(s) ficheros de configuración. Estos ficheros se encuentran en /etc/laptop-mode/conf.d y tienen el mismo nombre que el módulo al cual representan (por ejemplo intel-sata-powermgmt.conf).

Uno de los ajustes más importantes en todos los ficheros de configuración es el que permite definir si el paquete de herramientas del Modo Portátil debe controlar un ajuste en particular o no. Esto es importante cuando se desea combinar el paquete laptop-mode-tools con otros servicios como cpufreqd. En el caso de ejemplo que trataremos, necesitará ajustar CONTROL_CPU_FREQUENCY=0:

Listado de Código 3.2: Editar /etc/laptop-mode/conf.d/cpufreq.conf

# nano -w /etc/laptop-mode/conf.d/cpufreq.conf
CONTROL_CPU_FREQUENCY=0

En las siguientes secciones le ayudaremos a configurar el paquete laptop-mode-tools para que se ajustes a sus necesidades. Cuando haya terminado, arranque el servicio laptop_mode y asegúrese de que se arranque también cuando inicie su sistema.

Listado de Código 3.3: Arrancar el servicio laptop_mode

# /etc/init.d/laptop_mode start
# rc-update add laptop_mode default

Cómo funciona el paquete laptop-mode-tools

Cuando arranque el servicio laptop_mode, el software comprobará en qué estado se encuentra su sistema. Los estados se definen de la siguiente forma:

  • Battery, está activo cuando el sistema funciona usando energía procedente de la batería. Los ficheros de configuración utilizan el prefijo BATT_ para los ajustes relacionados con este estado.
  • AC, está activo cuando el sistema funciona usando energía procedente de la toma de corriente (AC). Los ficheros de configuración utilizan el prefijo AC_ para los ajustes relacionados con este estado.
  • Laptop Mode, está activo cuando el modo portátil está habilitado. Los ficheros de configuración utilizan el prefijo LM_ para los ajustes relacionados con este estado.
  • No Laptop Mode, está activo cuando el modo portátil está deshabilitado. Los ficheros de configuración utilizan el prefijo NOLM_ para los ajustes relacionados con este estado.

Se pueden combinar los prefijos AC/BATT_ y LM/NOLM_ (de forma que pueda tener un prefijo AC_LM_).

Cuando se arranca el servicio laptop_mode, éste conmutará entre modos basándose en los eventos que vayan sucediendo (y por supuesto basándose también en los ajustes definidos en la configuración). Por ejemplo, con el ajuste ENABLE_LAPTOP_MODE_ON_BATTERY=1 se asegurará que las herramientas del modo portátil se utilizan cuando se está usando la energía de la batería. En ese caso, se utilizarán los ajustes que comienzan con LM_, LM_BATT_, BATT_LM_ y BATT_.

Para asegurarse de que los ajustes no interfieren entre sí, no se permite tener ajustes solapados. En el siguiente ejemplo, el primer grupo (para CPU_MAXFREQ) es válido, en cambio, el segundo (para CPU_GOVERNOR) no lo es.

Listado de Código 3.4: Ajustes incompatibles

## Grupo válido
BATT_CPU_MAXFREQ=fastest
LM_AC_CPU_MAXFREQ=fastest
NOLM_AC_CPU_MAXFREQ=fastest

## Grupo inválido
BATT_CPU_MINFREQ=fastest
LM_AC_CPU_MINFREQ=fastest
# Las líneas siguientes incluyen AC y BATT, pero BATT ya ha se ha definido
NOLM_CPU_MINFREQ=fastest

Configurar la gestión de la frecuencia de la CPU

El soporte para la gestión de la frecuencia de la CPU en las herramientas del modo portátil permite conmutar entre frecuencias. Se permite también ajustar el gobernador de la frecuencia de la CPU y las frecuencias mínimas y máximas. El fichero de configuración que se utiliza es: /etc/laptop-mode/conf.d/cpufreq.conf.

El gobernador de frecuencia de la CPU es una directriz del núcleo que define cómo se seleccionará la frecuencia de la CPU. Ya hemos seleccionado los gobernadores que queremos utilizar en la configuración del núcleo mostrada anteriormente. Recapitulemos:

  • performance utiliza siempre la frecuencia más alta.
  • powersave utiliza siempre la frecuencia más baja.
  • userspace no utiliza ninguna directriz. Por el contrario, deja que el usuario decida sobre esto (o cualquier proceso que está ejecutando el usuario el cual decidirá por él).
  • ondemand escala la frecuencia de la CPU hasta la frecuencia más alta cuando la carga está disponible.
  • conservative escala la frecuencia de la CPU, incrementándola gradualmente cuando la carga está disponible.

Cuando se conmuta entre AC y battery, o modo (no) portátil, se selecciona el gobernador más apropiado (así como la frecuencia máxima y mínima).

Configurar el brillo de la pantalla

Puede hacer que las herramientas del modo portátil controlen el brillo de su pantalla LCD modificando el fichero /etc/laptop-mode/conf.d/lcd-brightness.conf.

Actualmente, este fichero utiliza otro: /proc/acpi/video/VID/LCD/brightness para ajustar los valores del brillo. Los núcleos actuales ya no ofrecen esta posibilidad, por lo tanto necesitará ajustarlos en /sys/class/backlight/acpi_video0/brightness.

Los valores que se pueden definir están entre 0 y 15. El valor 0 se usa para indicar el brillo más tenue.

Configurar otros servicios

Una característica interesante de laptop-mode-tools es el hecho de que puede ofrecer soporte para la recarga de servicios particulares (como el registrador del sistema o logger) cuando se haya(n) cambiado su(s) fichero(s) de configuración. Esto se gestiona con el fichero /etc/laptop-mode/conf.d/configuration-file-control.conf.

Si se habilita, la aplicación laptop_mode conmutará el o los fichero(s) de configuración de los servicios con el mismo nombre que el o los fichero(s) pero con el sufijo -nolm-ac, -lm-ac o -batt. Entonces se enviará una señal o se recargará el servicio apropiado para que utilice el nuevo fichero de configuración.

4.  Usar cpufreqd

Instalación

La aplicación cpufreqd permite la gestión de la frecuencia de la CPU de un modo más granular que el que ofrece laptop-mode-tools. Antes de hablar de la instalación de cpufreqd, echemos un vistazo a los ajustes USE que se pueden realizar.

Ajuste USE Descripción Uso sugerido cuando...
acpi Habilita el soporte de ACPI, permitiendo que se notifiquen a cpufreqd eventos específicos así como de la gestión de energía mediante la interfaz ACPI Su ordenador portátil no es tan antiguo (aproximadamente del año 2003 y posteriores)
apm Habilita el soporte de APM, permitiendo que se notifiquen a cpufreqd eventos específicos así como de la gestión de energía mediante la interfaz APM Su ordenador portátil es muy antiguo
lm_sensors Habilita el soporte de los sensores hardware de Linux (mediante sys-apps/lm_sensors), permitiendo conmutar entre perfiles basados en los resultados obtenidos por los sensores. Desea utilizar eventos avanzados mediante lm_sensors
nforce2 Habilita el soporte para NForce, permitiendo a cpufreqd cambiar la frecuencia del reloj y de la tarjeta de vídeo de NForce FSB Posee una tarjeta gráfica NVidia basada en el chipset NForce
nvidia Habilita el soporte para la configuración de las tarjetas gráficas NVidia (mediante la interfaz nvclock de NVidia), permitiendo a cpufreqd cambiar la frecuencia de las tarjetas gráficas NVidia Posee una tarjeta gráfica NVidia
pmu Habilita la característica enchufable: Unidad de Gestión de Energía (Power Management Unit) que posee cpufreqd. Esta característica permite al software muestrear la interfaz de la fuente de alimentación, obteniendo información más detallada acerca del estado de carga de la batería. Su ordenador portátil no tiene soporte ACPI o APM

Los ajustes USE: acpi, apm y pmu son incompatibles, por lo que debe tener activado únicamente uno de ellos. Si su ordenador portátil es relativamente reciente, su mejor apuesta será acpi. En caso contrario, apm ofrece todo lo necesario. Si su ordenador portátil no tiene soporte para APM, puede intentarlo con pmu.

Una vez se han realizado los ajustes USE, es el momento de instalar cpufreqd.

Listado de Código 4.1: Instalar cpufreqd

# emerge cpufreqd

Configuración

La aplicación cpufreqd monitoriza el estado del sistema mediante varias características enchufables. Basándose en la información que recibe de estas enchufables, ajusta la directriz apropiada para controlar la frecuencia de la CPU.

La aplicación cpufreqd se configura editando el fichero /etc/cpufreqd.conf. Este fichero contiene tres secciones diferentes.

  1. La sección [General]...[/General] contiene información de configuración general.
  2. La sección [Profile]...[/Profile] define las directrices a las que puede conmutar el demonio cpufreqd. Esta sección es muy similar a la información que se utiliza cuando se ajusta manualmente la directriz de la frecuencia de la CPU mediante cpufreq-set.
  3. La sección [Rule]...[/Rule] es la bestia de carga del demonio cpufreqd, la cual define cuándo el demonio cambia a un perfil diferente.

Echemos un vistazo rápido a una regla ejemplo.

Listado de Código 4.2: Ejemplo de regla de cpufreqd

[Profile]
name=On Demand High
minfreq=40%
maxfreq=100%
policy=ondemand
[/Profile]

[Rule]
name=AC Off - High Power
ac=off
battery_interval=70-100
profile=On Demand High
[/Rule]

En el ejemplo de arriba, cpufreqd cambia el sistema al perfil On Demand High (que se muestra también en el texto de arriba). Este perfil utiliza el gobernador ondemand por sí mismo con una frecuencia mínima del 40% (en otras palabras, una CPU trabajando a 2Ghz, trabajará mediante esta directriz a una frecuencia mínima de 800Mhz).

Como se puede comprobar, la aplicación cpufreqd puede ofrecer un enfoque más granular sobre el escalado de la frecuencia de la CPU. No solo eso, puede ajustar el escalado de la frecuencia de la CPU basándose en otras métricas disponibles. La configuración por defecto ofrece una regla simple para momentos en los que se desea ver una película y, por tanto se desea máximo rendimiento, a menos que la temperatura de la CPU se eleve demasiado.

Cuando haya configurado cpufreqd, es el momento de arrancarlo (y de asegurarse de que el servicio se arranca de forma automática). ¡Asegúrese de que otras herramientas de gestión del manejo de la frecuencia de la CPU (como laptop-mode-tools) se han deshabilitado!

Listado de Código 4.3: Arrancar cpufreqd

# rc-update add cpufreqd default
# /etc/init.d/cpufreqd start

5.  Recursos

Herramientas

Artículos y guías

  • El artículo ThinkWiki en inglés: How to reduce power consumption (cómo reducir el consumo de energía en Linux). Este artículo ofrece una lista exhaustiva de medidas que se pueden tomar para ahorrar energía. Sin embargo, se debe tener en cuenta que la mayoría de estas medidas están implementadas por las herramientas del modo portátil (si se configura apropiadamente).


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Página actualizada 7 de abril, 2013

Sumario: En los últimos años, la gestión de energía ha resultado ser una de las características diferenciadoras en la búsqueda del ordenador portátil perfecto. Mas aún, el sistema operativo debe también ofrecer soporte a las distintas funcionalidades de ahorro de energía. En esta guía, describiremos la forma de instalar Gentoo de modo que gestione los recursos que demandan más energía de una forma flexible y automática.

Sven Vermeulen
Autor

John Christian Stoddart
Traductor

Andrés Pereira
Traductor

Manuel Peral González
Traductor

José María Alonso
Traductor

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