ArchLinux 的CPU和顯卡的節能設置

默認下Arch Linux系統是沒有開啟電源節能功能，CPU和顯卡（指獨立顯卡，下同）以最大性能運行，而作為家用或者辦公用計算機並不總需要最大性能，所以這會造成一定的能源浪費。本文目標有：

• 查看系統硬件的溫度、電壓和風扇轉速等狀態信息。
• 打開CPU的節能功能。
• 打開顯卡的節能功能。

1、安裝 Linux-monitoring sensors （lm_sensors）

這是一個 Linux 下的開源工具，用於監控系統硬件的溫度、電壓、風扇轉速等狀態信息。首先安裝它：

$ sudo pacman -S lm_sensors

安裝完畢之後要進行一次硬件探測：

$ sudo sensors-detect

程序會詢問很多問題，一般情況下一路按回車直至完成即可。

現在可以手動啟動 lm_sensors 的守護程序：

$ sudo /etc/rc.d/sensors start

然後運行 sensors 顯示硬件狀態信息：

$ sensors

（注意，上面的 sensors 是一個程序，而 /etc/rc.d/sensors 是一個守護程序控制腳本。）

沒問題的話應該可以看到諸如系統溫度、顯卡溫度、CPU電壓和溫度、風扇轉速等信息，大致如下：

k10temp-pci-00c3

 Adapter: PCI adapter

temp1: +38.9°C (high = +70.0°C)

 (crit = +72.0°C, hyst = +70.0°C)

radeon-pci-0100

 Adapter: PCI adapter

 temp1: +53.0°C

 it8718-isa-0228

 Adapter: ISA adapter

 in0: +1.14 V (min = +0.00 V, max = +4.08 V)

 in1: +1.60 V (min = +0.00 V, max = +4.08 V)

 in2: +3.28 V (min = +0.00 V, max = +4.08 V)

 +5V: +3.02 V (min = +0.00 V, max = +4.08 V)

 in4: +3.09 V (min = +0.00 V, max = +4.08 V)

in5: +3.30 V (min = +0.00 V, max = +4.08 V)

 in6: +4.08 V (min = +0.00 V, max = +4.08 V)

 in7: +2.11 V (min = +0.00 V, max = +4.08 V)

 Vbat: +3.14 V

 fan1: 1717 RPM (min = 10 RPM)

fan2: 0 RPM (min = 0 RPM)

fan3: 0 RPM (min = 0 RPM)

 fan5: 0 RPM (min = 0 RPM)

 temp1: +47.0°C (low = +127.0°C, high = +127.0°C) sensor = thermistor

temp2: +42.0°C (low = +127.0°C, high = +70.0°C) sensor = thermal diode

 temp3: +46.0°C (low = +127.0°C, high = +127.0°C) sensor = thermistor

 cpu0_vid: +1.050 V

上面數據當中的 +53.0°C 是顯卡溫度，最後的三個溫度應該是CPU相關溫度，因為下面准備打開顯卡和CPU的節能功能，為了對比效果，可以用筆記下這兩項。

最後別忘了將 lm_sensors 守護程序加入 rc.conf ，讓系統啟動時自動運行。即編輯 /etc/rc.conf 文件，在DAEMONS後面加上“sensors”，如下：

DAEMONS=(syslog-ng dbus networkmanager sensors)

2、打開CPU頻率動態調節功能

現在新產的CPU和主板一般支持CPU頻率動態調節功能，我們可以通過讓系統在任務輕松時降低CPU頻率以達到節能目的。這個功能可能叫作“Speedstep, Cool and Quiet, PowerNow!, ACPI.” 等，要先在BIOS裡打開此項功能（我的主板是技嘉AMD主板，對應的名稱是“Cool and Quiet”）。

然後安裝CPU頻率調節工具：

$ sudo pacman -S cpufrequtils

下面我們需要載入頻率調節的內核模塊（驅動），通過下面命令可以查看有哪些內核可用：

$ ls /lib/modules/$(uname -r)/kernel/drivers/cpufreq/

對於 intel CPU 可以嘗試：

$ sudo modprobe acpi-cpufreq

對於 AMD CPU 可以嘗試：

$ sudo modprobe powernow-k8

假如有錯誤可以換其他的試試。

一旦載入成功，可以使用 cpufreq-info 命令查看當前CPU狀態：

$ cpufreq-info

結果大致如下：

cpufrequtils 008: cpufreq-info (C) Dominik Brodowski 2004-2009

 Report errors and bugs to [email protected], please.

 analyzing CPU 0:

 driver: powernow-k8

 CPUs which run at the same hardware frequency: 0

 CPUs which need to have their frequency coordinated by software: 0

 maximum transition latency: 8.0 us.

 hardware limits: 800 MHz - 2.80 GHz

 available frequency steps: 2.80 GHz, 2.10 GHz, 1.60 GHz, 800 MHz

 available cpufreq governors: ondemand, conservative, userspace, powersave, performance

 current policy: frequency should be within 800 MHz and 2.80 GHz.

 The governor "ondemand" may decide which speed to use

 within this range.

 current CPU frequency is 800 MHz.

上面的數據列出每個CPU（或者核心）的最小和最大頻率、可選的頻率、當前工作頻率以及調速器（Scaling governors）等信息。

其中調速器（Scaling governors）有如下幾種：

• cpufreq_performance （默認，最大性能）
• cpufreq_ondemand （推薦，按需調節）
• cpufreq_conservative （也是按需調節，不過較為保守）
• cpufreq_powersave （最低頻率，節能模式）
• cpufreq_userspace （手動模式）

注意調速器也是內核模塊，需要先載入才能使用。比如：

$ sudo modprobe cpufreq_ondemand

然後更改各個CPU（或核心）選用的調速器（默認是最大性能）：

$ sudo cpufreq-set -c 0 -g ondemand
 
$ sudo cpufreq-set -c 1 -g ondemand
 
$ sudo cpufreq-set -c 2 -g ondemand
 
$ sudo cpufreq-set -c 3 -g ondemand

現在你可以再次運行 cpufreq-info 查看CPU的當前頻率和調速器是否正確，過1、2分鐘之後再次運行 sensors 查看CPU溫度是否有所下降。如果都是的話，則可以把加載的內核模塊名稱添加到 rc.conf 的 MODULES 一行讓系統啟動時自動載入，大致如下：

MODULES=(vboxdrv vboxnetflt powernow-k8 cpufreq_ondemand)

最後，因為 cpufreq-set 程序的作用在系統重啟後會自動消失，所以需要將掌管它的守護程序 cpufreq 寫入到 rc.conf 的 DAEMONS 裡，大致如下：

DAEMONS=(syslog-ng dbus networkmanager sensors @cpufreq)

然後修改配置文件 /etc/conf.d/cpufreq，去掉 governor=”ondemand” 一行的注釋，內容大致如下：

#configuration for cpufreq control
 
 # valid governors:
 
# ondemand, performance, powersave,
 
 # conservative, userspace
 
 governor="ondemand"
 
 # limit frequency range (optional)
 
 # valid suffixes: Hz, kHz (default), MHz, GHz, THz
 
 #min_freq="2.25GHz"
 
 #max_freq="3GHz"
 
 # use freq to set up the exact cpu frequency using it with userspace governor
 
 #freq=

3、降低顯卡運作頻率

這個操作會根據不同的顯卡有所不同，這裡只以ATI Radeon HD 5750作為示例說明。我的系統安裝了 ATI 開源的顯卡驅動 xf86-video-ati，通過如下命令可以查看當前顯卡電源管理模式：

$ cat /sys/class/drm/card0/device/power_profile

默認的是“default”，也就是最大性能模式，我們可以把它更改為 auto,low,mid,high 等模式，其中auto是根據是否使用電池供電（指筆記本電腦電池）來自動切換low和high模式，這個對於台式計算機來說是無效的，所以我們如果不是經常運行3D程序的話可以冒進一點設置為low模式。切換到 root 帳號，然後運行下面命令即可；

# echo low>/sys/class/drm/card0/device/power_profile

過1分鐘左右使用 sensors 命令查看顯卡溫度是否有所降低，是的話則說明起效了，然後可以將上面一行命令寫入 /etc/rc.local 文件，讓系統啟動時自動運行。

總結

通過上面的操作一般可以將CPU和顯卡溫度降低10攝氏度左右，當然也節省不少電能和電費。