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ANÁLISE | Gerenciamento de energia

TLP: Gerenciamento de energia

Baixo consumoAo invés de gastar energia, o TLP permite que você desligue componentes específicos do seu computador – dos quais você não necessita –, estendendo a duração de bateria e consequentemente sua vida útil.por Erik Bärwaldt

Computadores portáteis estão cada vez mais poderosos, mas isso implica também

em um aumento no consumo de energia. Ciclos frequentes de carga podem sobrecarregar a bateria, mas graças à ferramenta TLP, quem usa notebooks com Linux na bateria por longas horas, agora consegue usar o computador com menos pausas para carregamento. O ponto fraco de qualquer computador móvel é o suprimento de energia. Quanto mais poderosa forem as telas, CPUs e chips gráficos, maior é o consumo de energia, gastando mais a bateria. Discos rígidos legados também afe-tam a duração da bateria. O projeto TLP, que se originou em um fórum alemão sobre o laptop ThinkPad [1], declarou guerra ao desperdício de energia.

O TLP está disponível atualmente sob a forma de pacotes para Ubuntu, Debian [2] e openSUSE [3]. O pa-cote para Debian e Ubuntu (PPA)contém um arquivo com o código fonte, do qual você precisará caso use uma distribuição sem suporte a pacotes binários. Após descompac-tar o arquivo, você pode compilar o software com a linha de comando make install.

Graças ao forte compromisso dos membros do Forum ThinkPad,

devem aparecer pacotes para mais distribuições no futuro. Você encon-trará um guia para a instalação dos binários na web [4] e em um FAQ [5] que responde a várias questões relacionadas ao programa.

Economias potenciaisO TLP tem uma abordagem holís-tica, em vez de se restringir às ope-rações já abrangidas pelos sistemas de economia de energia já residentes nos sistemas. Por exemplo, o soft-ware permite que você gerencie o consumo de energia do hardware WLAN, de armazenamento, entre outros sistemas que são específicos de determinados fabricantes.

O TLP oferece modos de econo-mia de energia de USB para todos os notebooks IBM e Lenovo, além de opções de economia para placas de som. Dependendo do hardware, pode-se até gerenciar dispositivos Bluetooth, PCI Express e SATA.

Um benefício adicional: algumas CPUs são executadas em voltagem abaixo do normal sem qualquer mu-dança de desempenho que possa ser notada, presumindo que você tenha suporte de kernel para esse recurso. O TLP dá total controle sobre essa opção, o que pode causar um efeito bastante interessante ao combinar várias oportunidades de economia.

RequisitosPara se aproveitar totalmente do es-copo de recursos do TLP, você preci-sa atender a algumas condições. Por exemplo, independentemente da versão de Debian ou Ubuntu utilizada, você precisará dos pacotes smartmontools, tp-smapi-dkms e eth-tool no sistema para poder buscar dados no HD e status de operação da bateria.

Adicionando-se à confusão, esses pacotes têm diferentes nomes depen-dendo da sua distribuição. Por exemplo, o que o Debian e o Ubuntu chamam de tp-smapi-dkms é conhecido como tp_smapi-kmp-default no openSUSE. Diferentemente do arquivo smartmon-tools, que usa o mesmo nome em todos os três sistemas, assim como o pacote ethtool, que é necessário para desabilitar o serviço Wake-on-LAN.

Independentemente do TLP, ge-ralmente é uma boa ideia instalar o pacote powertop. Esse é outro aplica-tivo na linha de comando que lista todas as informações críticas sobre o consumo atual de energia e dá alguns detalhes sobre a economia de energia alcançada pelo TLP. O PowerTOP está disponível nos repositórios da maioria das grandes distribuições; você pode instalá-lo convenientemente ao pressionar um unico botão.

O PowerTOP, que foi desenvolvi-do pela Intel, suporta algumas mo-

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dificações em seus componentes, presumindo que você tem hardware Intel. No entanto, você encontrará algumas opções que entram em con-flito com o TLP. Nesse caso, ignore as sugestões feitas pelo PowerTOP e modificar o TLP em vez disso.

Primeiro contatoO TLP normalmente se inicia automa-ticamente com todas as configurações padrão no momento do boot. Uma vez que é independente do ambiente do desktop e não tem uma interface gráfica, você precisa gerenciar o TLP em uma janela do terminal. Para uma visualização geral inicial dos recursos do programa, torne-se root e inicie o tlp-stat; você terá como resultado uma longa lista dos componentes de hardware do seu sistema e seus respectivos detalhes (figura 1).

O TLP não dá a você essa lista de hardware com seus status, mas mergu-lha mais profundamente no sistema. Por exemplo, se você olhar na seção /proc/acpi/ibm/thermal = temperatu-res:, voltada para a exibição da tem-peratura, o programa dará uma longa lista de detalhes relativos aos sensores de temperatura, mecanismo que está presente em todos os laptops recentes. Se aparecer o valor -128, significa que não existe sensor. Na seção de arma-zenamento que segue à lista, você encontrará detalhes do HD instalado no computador e os valores SMART essenciais, que se relacionam com opções de economia de energia con-figurados para o disco rígido.

Outro aspecto importante é o status de operação dos componentes de co-municação feitos no laptop: se você não está usando WWAN (GSM/UMTS) ou WLAN, o hardware não precisa estar em modo standby. A entrada de siste-ma /sys/module/pcie_aspm/parameters/ policy permite que você explore se os componentes que estão habilitados em seu sistema e usando a energia.

No final da lista, você verá detalhes para as baterias no computador, o estado

das portas USB e componentes especiais, como webcams ou sensores biométricos. Os dados da bateria frequentemente dão algumas dicas iniciais para resolver problemas de suprimento de energia. Como os resultados são reportados em unidades mWh, você perceberá logo de início se vale a pena calibrar a bateria ou fazer uma substituição.

ConfiguraçãoO TLP armazena seus parâmetros de configuração no arquivo /etc/default/tlp, criado pelo programa quando instalado. As configurações padrão são úteis como um ponto de início básico para a maioria dos sistemas ThinkPad. Dito isso, o software não entrega todo o potencial de economia.

Com isso, é uma boa ideia investigar esse arquivo e modificá-lo para refletir seu hardware. Para encontrar grupos individuais de opções, abra o arquivo de configuração como root em seu editor favorito. Se você quer habilitar quaisquer opções comentadas com um sinal de cerquilha (#), apenas remova-as.

O TLP separa as configurações para operar na bateria e na grade. Os parâmetros relacionados à bateria são identificáveis com o sufixo _ON_BAT, enquanto a opção da grade usa _ON_AC

(figura 2). Muitas opções são bem signi-ficativas, como os intervalos de escrita no buffer do sistema kernel ou opções para desabilitar núcleos individuais ou CPUs de núcleos múltiplos. No en-tanto, há outras opções importantes, como as seções de operação de disco rígido e de componentes de comuni-cação, além do Ultrabay: esses vetores geralmente oferecem um espaço bom para otimização. Se você executar um segundo disco rígido ou um drive óptico no Ultrabay, o TLP permite que você desligue esses drives, independente-mente do armazenamento principal, para o caso de você não utilizá-los por um extenso período. As configurações de WLAN, Bluetooth e USB também podem ser editadas aqui.

Problemas de disco rígidoAlém de displays, CPUs e processado-res gráficos, HDs antigos costumam ser alguns dos maiores consumidores de energia, razão pela qual os fabri-cantes estão sempre tentando conter a sede que esses equipamentos têm por energia. Para que isso aconteça, o disco estaciona a cabeça de leitura e desliga o motor quando está inativo. No

Figura 1 Toneladas de informações de status estão em tlp-stat.

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entanto, é necessário encontrar a me-lhor relação desempenho/consumo de energia: quando o motor se desliga por inatividade, muita energia é necessária para voltar à ativa, o que pode provocar ainda problemas de desempenho, des-gaste adicional em outras partes ou até perda de dados no pior cenário.

Para mudar isso, o TLP permite mo-dificações no nível de APM (gerencia-mento avançado de energia) do disco. Para isso, veja a seção DISK_DEVICES no arquivo de configuração e confira se o software identifica o disco corretamente. Se sim, vá para a seção DISK_APM_LEVEL: você verá uma integral de três dígitos entre aspas para cada disco.

O valor normalmente será de 254 durante operações enquanto o com-putador estiver plugado na energia e 128 quando estiver funcionando na

bateria. Você pode mudar esse valor. O valor válido para a integral varia de 1 a 254, sendo que valores abaixo de 128 podem causar uma interrupção frequente no motor e na cabeça de leitura. Valores acima de 128 reduzem o número de ciclos de interrupção.

Dependendo do modelo de seu computador, o valor 254 desabilita o mecanismo de interrupção da cabeça de leitura completamente, de forma que o mecanismo nunca se desliga. Se você tem um disco que precisa de uma quantidade substancial de energia para ser executado depois de uma interrupção, a economia é mínima, comparada com operações permanentes. O valor de 254, nesse caso, seria a sua melhor escolha.

Os chips gráficos precisam de uma grande quantidade de energia e geram

uma grande quantidade de calor. Para reduzir o consumo e a temperatura, a maioria dos processadores mais moder-nos suportam a operação com clock em menor velocidade. O TLP usa a opção dos processadores gráficos ATI Radeon para a criação de cinco perfis de mudança de clock. No entanto, isso funciona somente com o driver livre para Radeon e com uma versão de kernel 2.6.35 ou mais recente. Procure a seção RADEON_POWER-PROFILE no arqui-vo de configuração do TLP e escolha uma das opções – low, mid, high, auto ou default – para essa configuração.

A opção default usa o valor espe-cificado pelo hardware, enquanto a opção auto ajusta a velocidade do clo-ck em um ponto mais baixo quando você liga o computador na bateria. Ao conectar na energia, o processa-dor gráfico volta para sua capacidade máxima. Vale a pena experimentar com cada opção, de acordo com o uso realizado do computador, para chegar na melhor configuração.

WLAN: devorador de energiaSe você não precisa de acesso à rede WLAN, você definitivamente precisa desabilitar o componente completamente. O TLP funciona com a maioria dos chips Intel, mas nenhum Atheros. Se seu computa-dor não tem cartão WLAN, você pode modificar o estado operacio-nal na seção WIFI_PWR no arquivo de configuração. O valor 1 habilita o gerenciador de energia do cartão, enquanto o 5 desabilita. A função requer kernel 2.6.32 ou mais novo.

Se você notar que a conexão WLAN se torna instável em um modo de economia de energia, será necessário desabilitar o gerenciador de energia. O consumo mais baixo reduz a trans-missão do adaptador e desempenho da recepção. Assim, a conexão com o roteador poderia ser interrompida em condições pouco favoráveis.

Figura 2 Você pode modificar os parâmetros para TLP editando o arquivo de configuração.

Figura 3 Lista de IDs de dispositivo USB com lsusb.

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O sistema do ThinkPad conhecido como Ultrabay permite uma troca conveniente de componentes sem ferramentas. Graças ao TLP, você pode fazer com que o HD instala-do no Ultrabay fique em repouso se você não o utilizá-lo por um tempo. A configuração para isso ocorre na seção DISK_APM_LEVEL.

Se você executa um drive ótico no Ultrabay, pode desabilitar completa-mente o drive quando estiver usando bateria. Para tanto, vá à seção BAY_PO-WEROFF no arquivo de configuração TLP, mude o valor padrão de 0 para 1 e adicione o nome de dispositivo para o drive (o valor padrão, sr0, normalmente está correto). Se você usa o modelo de ThinkPad com dois dispositivos Ultrabay, poderá gerenciá-los de forma indepen-dente através do nome de dispositivo.

Comunicação e manutençãoComo todos os laptops atuais, os dis-positivos IBM/Lenovo tem diversas interfaces para comunicação com ou-tros componentes. Uma vez que você não precisa de todas elas, é possível encontrar diversas oportunidades de economia de energia nessa área. Para desabilitar dispositivos que usam USB, procure por USB_AUTOSUSPEND no arquivo /etc/default/tlp. O valor deve ser 1.

Como a função de auto suspensão causa interrupções indesejáveis nos dispositivos USB, como em modems de Internet 3G, você pode definir exceções para certos dispositivos por meio de números de ID, adicionan-do o ID do dispositivo na lista USB_ BLACKLIST. Você pode descobrir o ID como root ao digitar lsusb em uma janela de terminal (figura 3).

Na próxima seção, DEVICES_TO_DI-SABLE, você pode definir quais outras interfaces de sistema são desabilitadas no boot e durante o desligamento do computador, evitando que tais inter-faces impeçam o desligamento do computador, colocando-o em modo

de espera. Os padrões são as inter-faces WLAN, Bluetooth e WWAN.

Embora o TLP possa ser executa-do em todos os laptops, você só pode configurar os limites da carga de bate-ria em ThinkPads. As configurações START_CHARGE_THRESH e STOP_CHARGE_THRESH permitem acertar as configurações da melhor forma para as baterias de íons de lítio instaladas nos modelos de ThinkPad mais populares. Isso significa que o sistema não carregará totalmente a bateria, mas interromperá o carrega-mento quando a carga chegar a 80%, reduzindo o desgaste das células.

Se você notar que a capacidade da bateria está diminuindo, o TLP pode ajudar a recalibrar a bateria ao fazer uma descarga completa e recarregar de novo até 100%. Para tanto, entre no sistema como root e digite tlp discharge em uma janela de terminal. Após des-carregar totalmente, você pode recarre-gar a bateria ao digitar tlp fullcharge.

Para manter a carga dos eletrônicos balanceada com o estado atual das cé-lulas da bateria, é uma boa ideia repetir essa operação a cada dois ou três meses.

Opções de linha de comandoSe você iniciar o TLP manualmente, o software dá uma série de parâmetros de linhas de comando adicionais às opões configuradas para modificações de curto prazo. Para ver as opções possíveis, entre como usuário root e digite somente tlp.

Os comandos bluetooth, wifi e wwan, cada um seguido pelos parâmetros on e off, habilitam ou desabilitam serviços. Os comandos tlp discharge e tlp full-charge também estão nessa categoria e foram explicados no tópico anterior.

Para eliminar o risco de confusão com discos múltiplos em seu laptop, use o ID do disco em vez do nome do dispositivo no arquivo de confi-guração do TLP. Para descobrir o ID do disco rígido, o TLP conta com o comando tlp diskid.

ConclusãoSob condições de produção, o TLP impressiona. Em nossos laborató-rios, a duração da bateria de um ThinkPad X200t caiu em 20%, embora eu não tenha usado alguns recursos, como o de mudar a velo-cidade da placa gráfica, pela falta de um adaptador Radeon.

A placa Intel WLAN acabou se tornando o principal consumidor de energia, consumindo cerca de 2.5 watts. Graças ao TLP, eu conse-gui reduzir o consumo de energia do sistema para menos de 2 watts, estendendo o tempo de bateria em 20 minutos.

O TLP é bem projetado e uma ferramenta altamente funcional da qual nenhum dono de ThinkPad, ou outro laptop, deveria prescindir. Graças a sua excelente documenta-ção e FAQ, novos usuários sem co-nhecimento profundo de hardware não terão problemas em usá-lo. n

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Este artigo no nosso site: http://lnm.com.br/article/6277

Mais informações

[1] Projeto no fórum do Thinkpad (em Alemão): http://bit.ly/t7otyj

[2] Arquivos para Ubuntu e Debian: https://launchpad.net/~linrunner/+archive/tlp/+packages

[3] Repositório para openSUSE: http://download.opensuse.org/repositories/home:/cdersch:/TLP/openSUSE_11.3/

[4] Guia: https://github.com/linrunner/TLP/wiki/TLP-Linux-Advanced-Power-Management

[5] FAQ: https://github.com/linrunner/TLP/wiki/TLP-FAQ