Obecnie w wykorzystaniu powszechne są laptopy, netbooki, tablety i komputery stacjonarne. Za każdym rodzajem sprzętu idą specyficzne możliwości i upodobania. Jeszcze do niedawna używałem komputera stacjonarnego, od ok. roku przesiadłem się na laptop ze względu na wygodę (mam specjalny stolik, mogę z nim siedzieć na kanapie), jednak od pewnego czasu używam przeważnie iPada 2, dlaczego? Odpowiedź na to pytanie jest prosta, ponieważ ~80% czasu spędzam na czytaniu i wyszukiwania materiałów w internecie. Więc, tak naprawdę przez ten czas potrzebna jest mi zazwyczaj tylko przeglądarka, reszta niepotrzebnie rozprasza. Można to porównać do czytania gazety. Oczywiście nie zmierzam tu pisać o "erze" post-komputerów, o tym czy tablety zastąpią komputery, czy iOS jest lepszy od Androida i wielu innych..., ja skupiam się na stosunku wygody do ceny - czyli przeglądania sieci.
W tym przypadku cena składa się z dwóch części, co raz tańszego i lepszego sprzętu oraz, co raz droższej energii. Poza tym, w obliczu "powodzi" urządzeń oferujących dostęp do sieci w skali makro koszt energii staje się tym najważniejszym, zresztą również z punktu widzenia maszyn serwerowych. Dlatego ten tekst w połowie będzie również odpowiadał na pytanie jak zbudować energooszczędny serwer.
Rozwój urządzeń mobilnych poskutkował rozwojem wydajnych procesorów, które zużywają tak mało energii jak to tylko jest możliwe. Ponieważ ARM atakuje, Intel musi kontratakować. Ostatnio przeczytałem o jego nowych planach z procesorami Atom. Nowe modele mają być konkurencją dla procesorów Cortex i mają również być dedykowane dla platformy serwerowej [1].
Skoro jesteśmy już przy procesorach Intel Atom i Cortex to polecam przeczytać poniższy dokument. Może jest trochę przestarzały, ale jak na wstęp do tematu to w sam raz.
Zacznijmy od procesorów Intel Atom. Ostatnio wpadł mi w ręce netbook z procesorem Intel Atom N2600. Najciekawsze w tym procesorze jest to ile pobiera energii. Sprzęt kosztował ok. 1200 złotych (bez systemu).
Teraz zobaczymy jak to przekłada się na rzeczywistość, sprawdzimy za pomocą watomierza ile energii pobiera sprzęt z takim procesorem.
Z netbooka została wyjęta bateria, aby wynik uwzględniał tylko rzeczywiste zużycie energii, bez ładowania baterii. Na tym zdjęciu procesor obciążony jest na 18%, co jest wynikiem odpalenia wideo w przeglądarce, to większe obciążenie niż tylko czytanie tekstu, a sprzęt pobiera tylko 12.5 watów.
Dla porównania na kolejnym zdjęciu procesor obciążony jest na 66%, a pobór energii to 15.1 watów.
Teraz czas sprawdzić stan, w którym system nie wykonuje żadnych zadań.
Jak widzimy w takim stanie sprzęt pobiera tylko 10 watów. To dużo, czy mało?
Nie ma lepszej odpowiedzi na to pytanie niż wyniki pomiaru mojego komputera stacjonarnego. Jego procesor to Intel Core 2 Quad Q6600, który maksymalnie może pobierać 105 watów. Do tego dwa dyski, karta graficzna GeForce 8600 GTS i monitor 19".
Tak, przeciętny komputer stacjonarny zużywa powyżej 100 watów. Jak by tego było mało jest to stan, w którym nie robi nic cięższego od przeciętnego przeglądania sieci.
Jako ciekawostkę warto wspomnieć, że nawet gdy jest wyłączony to razem z routerem WiFi pobiera prawie 8 watów (4.4W router, 1.5W monitor, 1.5W stacja). To prawie tyle co przedstawiany wcześniej netbook w tzw. stanie idle.
Tu należy się duża pochwała dla nowych modeli procesorów, zwłaszcza za integrację procesor graficznego, który dla większości użytkowników w zupełności wystarczy.
Laptop z którego piszę ten tekst to 13 calowy HP ProBook 4320s z procesorem i3-380M i wymienionym dyskiem na SSD. W przeciętnej pracy z siecią zużywa 17-27 watów, ale jak trzeba to odpali w 22s. Windows 7 na VirtualBox i nie będzie przy tym zużywał więcej niż 40 watów. W stanie bezczynności zużywa niespełna ~16 watów. Moc zasilacze to 65W. Prawdę mówiąc ten laptop jest wydajniejszy niż wspomniany wcześniej komputer stacjonarny z procesorem Q6600, a w niemal maksymalnym obciążeniu zużywa niespełna połowę tego, co PC-et podczas przeglądania sieci.
W przypadku komputera stacjonarnego istotna jest kwestia skuteczności zasilacza. W moim przypadku jest to dobrej klasy zasilacza 500W firmy PENTAGRAM, który na oferuje 84% skuteczności.
W sprzedaży dostępne są również płyty ITX z procesorami Intel Atom, na których można postawić serwer [2]. Taka płytka z dyskiem SSD może stanowić naprawdę energooszczędny serwer. Można też zrobić klaster z takich płytek.
Mimo iż netbook z procesorem Atom bije na głowę stacjonarny komputer to nie jest jeszcze urządzeniem najbardziej energooszczędnym do przeglądania sieci. Procesory ARM Cortex są jeszcze oszczędniejsze, dlatego wiąże się wiele nadziei z tą architekturą i już teraz testuje się ją w ramach energooszczędnych serwerów. W tej dziedzinie liczy się stosunek operacji na 1 wat, im więcej tym lepiej i taniej.
Na tym filmie cały klaster pobiera ponad 30 watów, ale jestem pewien, że wynika to z 3 przełączników, których używa. Zobacz również recenzję klastra z sześciu płytek PandaBoard na Phoronix [3].
PandaBoard to bardzo ciekawa płytka, w przeciwieństwie do innych, zwłaszcza Raspberry Pi, który oferuje tylko 256MB pamięci operacyjnej, co w przypadku web-servera mija się z celem. Poza tym w naszym kraju wcale nie jest taka tania, można kupić taniej płytę z procesorem Intel Atom, która pozwala podłączyć dużą ilość RAM-u i szybki, energooszczędny dysk SSD.
PandaBoard ES posiada 1GB RAM i dwurdzeniowy Cortex-A9, co sprawia, że wybrałbym ją, gdybym chciał stworzyć mały klaster web-server. PandaBoard ES jest super, ale ma jedną wadę - cene. W tym miejscu zaczyna się druga części tekstu, która odpowiada na pytanie, dlaczego warto kupić iPad 2.
Dlaczego warto kupić iPad 2
Ponieważ PandaBoard ES kosztuje prawie tyle co prezentowany netbook, czyli 1200 złotych, to należy wziąć pod uwagę, że potrzebujemy dokupić do niej zasilacz, kartę SD, co daje ok. kolejnych 200 zł., a gdzie ekran?
Natomiast iPad 2 ma podobny procesor A5, 512RAM i 16GB pamięci i podobną płytkę w środku - zobacz. Ponadto iPad 2 podczas przeciętnej pracy zużywa 2.5 watów! Teraz dołóżmy do tego baterię 25Wh i super ekran IPS. Obecnie iPad 2 można kupić już za 1700 złotych. Czy złożyłbyś za tą kwotę taki sprzęt z PandaBoard lub innej i jeszcze tak świetnie oprawiony? iPad 2 posiada ładowarkę 10W, a proces ładowania zajmuje ok. 4 godziny, co daje 40W przez godzinę. Powód dla którego lepiej nie kupować najnowszego iPada opisany jest w artykule Secrets Of The iPad 3. Chodzi o podwojenie mocy nowego iPada oraz o super wyświetlacz, przez co nowy iPad pobiera 5 watów i ładuje się ok. 8 godzin podczas, gdy do przeglądania sieci w zupełności wystarczy starszy model.
Oczywiście pozostaje jeszcze konkurencja iPada 2, ale to już kwestia upodobań, bo porządne tablety z Androidem wcale nie są tańsze od iPada 2. Polecam przeczytać Kupić nowego iPada, zapomnieć o Androidzie…
Teraz gdy już wiesz ile energii pobiera przeciętny komputer stacjonarny (ok. 100W), przeciętny laptop 15" (ok. 30W), przeciętny netbook (ok. 12W) i przeciętny tablet (ok. 3W) możesz policzyć ile możesz zaoszczędzić na energii biorąc pod uwagę ile czasu poświęcasz "tylko" na przeglądaniu sieci. O wygodzie nie wspomnę i nie ważne czy to będzie iPad 2, czy ASUS Eee Pad Transformer, najważniejsze że robimy to co chcieliśmy wygodniej i zużywamy tak mało energii jak to tylko możliwe.
Dla przykładu podam jeszcze, że 1.5W pobiera przeciętne urządzenie elektryczne podłączone do sieci.
[Dodano 01.11.2012]
PS. Osobiście wybrałem tablet Nexus 7. Nabyłem go jeszcze przed premierą w Polsce i jestem z niego zadowolony. Widocznie przyzwyczajenie do wolność nie pozwoliłoby mi kupić iPad :)
[Dodano styczeń 2013]
Nexus 7 okazał się za mały, wymieniłem go na Samsung Galaxy Tab 2 10.1. Ponieważ zostały już tylko białe (bo nikt ich nie chciał), więc wziąłem biały i wcale tego nie żałuje. Śmiało mogę powiedzieć, że ten tablet to najlepsza proporcja pomiędzy jakością, ceną i Androidem.
1 New quad-core Intel Atom SoCs target PCs, servers, and tablets
2 Intel DN2800MT
3 12-Core ARM Cluster Benchmarked Against Intel Atom, Ivy Bridge, AMD Fusion
Pozostałe ciekawe dokumenty:
Electrical Engineering and Computer Sciences University of California at Berkeley
Low-Power High Performance Computing