ArchLinux 的CPU和显卡的节能设置

默认下Arch Linux系统是没有开启电源节能功能，CPU和显卡（指独立显卡，下同）以最大性能运行，而作为家用或者办公用计算机并不总需要最大性能，所以这会造成一定的能源浪费。本文目标有：

• 查看系统硬件的温度、电压和风扇转速等状态信息。
  
• 打开CPU的节能功能。
  
• 打开显卡的节能功能。

这是一个 Linux 下的开源工具，用于监控系统硬件的温度、电压、风扇转速等状态信息。首先安装它：

$ sudo pacman -S lm_sensors

安装完毕之后要进行一次硬件探测：

$ sudo sensors-detect

程序会询问很多问题，一般情况下一路按回车直至完成即可。

现在可以手动启动 lm_sensors 的守护程序：

$ sudo /etc/rc.d/sensors start

然后运行 sensors 显示硬件状态信息：

$ sensors

（注意，上面的 sensors 是一个程序，而 /etc/rc.d/sensors 是一个守护程序控制脚本。）

没问题的话应该可以看到诸如系统温度、显卡温度、CPU电压和温度、风扇转速等信息，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

上面数据当中的 +53.0°C 是显卡温度，最后的三个温度应该是CPU相关温度，因为下面准备打开显卡和CPU的节能功能，为了对比效果，可以用笔记下这两项。

最后别忘了将 lm_sensors 守护程序加入 rc.conf ，让系统启动时自动运行。即编辑 /etc/rc.conf 文件，在DAEMONS后面加上“sensors”，如下：

DAEMONS=(syslog-ng dbus networkmanager sensors)

现在新产的CPU和主板一般支持CPU频率动态调节功能，我们可以通过让系统在任务轻松时降低CPU频率以达到节能目的。这个功能可能叫作“Speedstep, Cool and Quiet, PowerNow!, ACPI.” 等，要先在BIOS里打开此项功能（我的主板是技嘉AMD主板，对应的名称是“Cool and Quiet”）。

然后安装CPU频率调节工具：

$ sudo pacman -S cpufrequtils

下面我们需要载入频率调节的内核模块（驱动），通过下面命令可以查看有哪些内核可用：

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

对于 intel CPU 可以尝试：

$ sudo modprobe acpi-cpufreq

对于 AMD CPU 可以尝试：

$ sudo modprobe powernow-k8

假如有错误可以换其他的试试。

一旦载入成功，可以使用 cpufreq-info 命令查看当前CPU状态：

$ cpufreq-info

结果大致如下：

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

 Report errors and bugs to cpufreq@vger.kernel.org, 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.

上面的数据列出每个CPU（或者核心）的最小和最大频率、可选的频率、当前工作频率以及调速器（Scaling governors）等信息。

其中调速器（Scaling governors）有如下几种：

• cpufreq_performance （默认，最大性能）
  
• cpufreq_ondemand （推荐，按需调节）
  
• cpufreq_conservative （也是按需调节，不过较为保守）
  
• cpufreq_powersave （最低频率，节能模式）
  
• cpufreq_userspace （手动模式）

注意调速器也是内核模块，需要先载入才能使用。比如：

$ sudo modprobe cpufreq_ondemand

然后更改各个CPU（或核心）选用的调速器（默认是最大性能）：

$ 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

现在你可以再次运行 cpufreq-info 查看CPU的当前频率和调速器是否正确，过1、2分钟之后再次运行 sensors 查看CPU温度是否有所下降。如果都是的话，则可以把加载的内核模块名称添加到 rc.conf 的 MODULES 一行让系统启动时自动载入，大致如下：

MODULES=(vboxdrv vboxnetflt powernow-k8 cpufreq_ondemand)

最后，因为 cpufreq-set 程序的作用在系统重启后会自动消失，所以需要将掌管它的守护程序 cpufreq 写入到 rc.conf 的 DAEMONS 里，大致如下：

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

然后修改配置文件 /etc/conf.d/cpufreq，去掉 governor=”ondemand” 一行的注释，内容大致如下：

#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=

这个操作会根据不同的显卡有所不同，这里只以ATI Radeon HD 5750作为示例说明。我的系统安装了 ATI 开源的显卡驱动 xf86-video-ati，通过如下命令可以查看当前显卡电源管理模式：

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

默认的是“default”，也就是最大性能模式，我们可以把它更改为 auto,low,mid,high 等模式，其中auto是根据是否使用电池供电（指笔记本电脑电池）来自动切换low和high模式，这个对于台式计算机来说是无效的，所以我们如果不是经常运行3D程序的话可以冒进一点设置为low模式。切换到 root 帐号，然后运行下面命令即可；

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

过1分钟左右使用 sensors 命令查看显卡温度是否有所降低，是的话则说明起效了，然后可以将上面一行命令写入 /etc/rc.local 文件，让系统启动时自动运行。

通过上面的操作一般可以将CPU和显卡温度降低10摄氏度左右，当然也节省不少电能和电费。