Stromverbrauch reduzieren auf dem Raspberry Pi

Der Raspberry Pi ist sehr beliebt bei vielen Menschen, weil er als Server im eigenen Haushalt eingesetzt werden kann, ohne dabei viel Strom zu benötigen. Da jedoch der Anteil des globalen Energieverbrauchs aus dem IT-Sektor kontinuierlich wächst und die Energie zu großen Anteilen aus nicht erneuerbaren Ressourcen stammt, ist es sicherlich sinnvoll auch über den eigenen Energieverbrauch Gedanken zu machen. Das schont nicht zuletzt die Umwelt sondern auch das Portemonnaie.

Obwohl die Leistung des Raspberry Pis im Leerlauf ungefähr bei 3 Watt liegt, bedeutet es nicht, dass euer Modell eine ähnliche Leistung aufweist. Die Leistung nimmt selbstverständlich unter Last zu, wie zum Beispiel der Raspi.tv Blog in einem Artikel über den allgemeinen Energieverbrauch des Raspberry Pis herausstellt. Der Autor des Artikels zeigt, dass der Energieverbrauch im Leerlauf bei neueren Modellen deutlich höher ist. Während der Energieverbrauch prozentuell über die Jahre  bei der Wiedergabe von Videos in 1080p gegenüber dem System im Leerlauf abgenommen hat, ist die Differenz beim Laden einer neuen Desktop Umgebung stark gestiegen. Diese Beispiel zeigen, dass moderne Einplatinencomputer nicht automatisch Energieeffizienter sind, obwohl Prozessoren mittlerweile so entwickelt werden, dass sie mit weniger Energieverbrauch mehr Leistung erzielen. 

Das sind alles Gründe aus der Sicht des Systemanwenders um aktiv einzuschreiten und die Prozesse hinsichtlich der Energieeffizienz zu optimieren. Um eines schon vorweg zu nehmen: Es gibt sehr viel Potential zur Reduzierung des Energieverbrauchs ohne viel Aufwand. Das Low Tech Magazine ist eine Webseite, die nur durch Solarenergie betrieben wird. Das Projekt zeigt, wie mit wenig Energie ein Server betrieben werden kann, losgelöst von dem Strommix eures Netzbetreibers. Sicherlich ist das ein Musterbeispiel, was bei vielen Serverbetreibenden nicht so einfach möglich ist. Nichtsdestotrotz möchte ich mich diesem Projekt auf ein Merkmal hinweisen: Die Seite des Low Tech Magazines ist offline, sobald die Sonne nicht mehr scheint und die Stromreserven der Akkus aufgebraucht sind. Daraus ergibt sich die Frage ob es wirklich essentiell notwendig ist, dass euer Server ohne Pause im Hintergrund läuft. Um den Einfluss dieser Entscheidung auf den Stromverbrauch zu unterstreichen. habe ich einige Messungen auf meinem Raspberry Pi 4 durchgeführt.

Vergleich des Energieverbrauchs auf dem Raspberry Pi 4 
  Service I + II Service I Service II Services aus Raspi aus
Stromverbrauch ~ 6.00 W ~ 5.50 ~ 5.50 ~ 5.50 ~ 0.50 W

 

Bei meinem Versuch habe versucht einige meiner Services zu deaktivieren, die ich nachts nicht benötige. Dabei hat sich gezeigt, dass die Abschaltung der Sever nur geringfügig einen Einfluss auf den Energieverbrauch des Raspberry Pis haben. Im Hintergrund des Systems, gibt es zu viele Prozesse, die weiterhin einen großen Anteil in Anspruch nehmen. Dazu gehört auch ob ihr externe Festplatten, Monitore oder sonstiges Peripherie angeschlossen habt. Der Artikel Stromsparen am Raspberry Pi stellt einige dieser Punkte ausführlich vor.

Die effektivste Möglichkeit den Energieverbrauch zu senken, stellt jedoch die komplette Abschaltung des Raspberry Pis dar. Selbst im abgeschalteten Zustand habe ich eine Leistung von 0.50 W hinterlegt, weil ich an meinen Raspberry Pi eine smarte Steckdose angeschlossen habe. Diese sorgt für eine vollständige Kappung der Stromzufuhr, weil sonst mein eingebauter Lüfter auch nach dem Herunterfahren des Systems weiter laufen würde. Die smarte Steckdose ist aber auch dafür zuständig, dass der Raspberry Pi zu einer bestimmten Zeit wieder seine Arbeit aufnimmt. Obwohl die smarte Steckdose die Stromzufuhr zum Raspberry Pi steuert, ist es aber wichtig, dass der Raspberry Pi korrekt heruntergefahren wird, weil sonst abgebrochene Schreib- und Lesevorgänge das System negativ beeinträchtigen könnten.

Aus diesem Grund habe ich ein crontab Prozess erstellt, der das System regelmäßig herunterfährt. Dazu muss lediglich im Terminal der Befehl sudo crontab -e ausgeführt werden. Im Anschluss könnt ihr Befehle eingaben, die das System zu einer eigens definierten Zeit ausführt.

$ 0 0 * * * sudo shutdown

Zur Sicherheit ist es natürlich noch sinnvoll regelmäßig ein Backup der Daten auf dem Raspberry Pi anzufertigen um den Schaden von Systemausfällen zu reduzieren, sollte das herunterfahren des Raspberry Pis durch irgendwelche Einflüsse gestört werden.

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