PCs - laut und stromfressend
PCs sind laut und verbrauchen mit steigender CPU-Leistung immer mehr Energie. Wer heute einen Rechner kauft oder zusammenbaut, muß außer den Anschaffungskosten immer auch an die steigende Stromrechnung denken. Dies wird spätestens klar, seit auch die CPUs gelüftet werden und die Netzteile immer höhere Leistungen erbringen müssen.
Gegen die Lautstärke eines Rechners kann man mit einem geeigneten Gehäuse und anderen Maßnahmen, die nicht allzu teuer sein müssen, etwas tun. Der Energieverbrauch bleibt aber in jedem Fall.
Notebooks und Verbrauch
Um die Standdauer von Notebook-Akkus zu erhöhen, wurden allerhand Maßnahmen ergriffen und unter anderem spezielle CPUs mit einem geringeren Verbrauch entwickelt. Daß dies nicht allzu sehr zu lasten der Leistung gehen muß, zeigen die IBooks von Apple. Mit einem durchschnittlichen Verbrauch von weniger als 20 W und einer Prozessorgeschwindigkeit von 500 MHz erreicht mein G3-Notebook dieselbe Leistung wie ein normaler PC mit einen 700 MHz-Prozessor. Nebenbei sind sie unschlagbar leise.
Warum soll so etwas nicht auch für einen PC gehen?
Projekt Energiespar-PC
Schon vor einiger Zeit wurde ich darauf hingewiesen, daß ich mich doch mal nach Boards mit Via-Prozessoren umsehen solle. Ein Board mit diesen CPUs für einen PC habe ich aber nicht gefunden. Jetzt habe ich mich erneut umgesehen und die Mini-itx-Boards entdeckt. Für diese nur 17 cm x 17 cm großen Boards gibt es inzwischen eine ganze Reihe von Gehäusen, von denen sich einige durchaus auch für eine Aufstellung im Wohnzimmer eignen.
So entstand mein Projekt, einen Energiespar-PC zusammenzubauen. Der PC soll zudem möglichst ohne Lüfter arbeiten.
Komponentenwahl
Für einen PC gehe ich von folgenden benötigten Komponenten aus:
Gehäuse mit Netzteil
Mainboard
CPU
Festplatte
CD-Laufwerk (CD-Rom, CD-R/W oder DVD)
Grafikkarte (ggf, auf dem Mainboard integriert)
Soundkarte (auch diese ggf. integriert)
- Schnittstellen oder Karten für
- LAN-Anbindung
- Drucker
- Monitor
- USB-Geräte
- Firewire-Geräte
- ggf. SCSI-Anschluß
Wie man sieht, ist das eine ganze Menge und entsprechend sind die Gehäuse eines älteren PCs meist recht gut mit Geräten und Karten bestückt. Bei neueren Mainboards sind oft einige der Optionen bereits auf dem Mainboard integriert, so daß moderne ATX-Boards oft mit vier oder weniger PCI-Slots auskommen, während alte Mainboards oft noch 8 Karten aufnehmen mußten (I/O-Karte, Grafikkarte, SCSI-Karte, zusätzliche Schnittstellenkarte mit Baustein für schnelle Modems, Soundkarte, Ethernet-Karte, Karte für den Anschluß des CD-Laufwerks usw. ). CD-Laufwerke werden schon lange nicht nehr über eine zusätzliche Karte angeschlossen und Grafikkarte, Ethernet und Soundkarte sind meist schon auf dem Board integriert.
Mainboard und CPU
Auf Nachfrage empfahl man mir bei Via ein Motherboard der M-Serie mit Eden-CPU. Nachdem ich mich im Netz umgesehen habe, schien mir wegen der höherwertigen Grafikkarte das Via Epia-M 9000 etwas besser geeignet als z. B. das M 5000. Inzwischen ist auch für das M 9000 ein Nachfolger verfügbar: das Via Epia-M 10000. Das zweite Problem war die Auswahl der CPU. Die Eden-CPUs haben im Verhältnis zum C3-Prozessor eine wesentlich geringere Leistung und der Rechner sollte doch mindestens so schnell wie ein iBook mit 500 MHz-G3 sein.
Die Entscheidung fiel hier auf das Via Epia-M 10000 II mit Via C3 Mehemiah Prozessor mit 1 GHz. das soll laut Händler in etwa einem 700 MHz Pentium entsprechen. Wehmutstropfen: Der C3-Chip benötigt eine Kühlung, das Board bringt also einen CPU-Lüfter [1] mit.
Auf dem ausgewählten Board sind Grafikkarte, LAN-Schnittstelle, USB-Anschlüsse, Firewire-Anschluß und Soundkarte schon integriert.
| [1] | Es gibt Gehäuse, die bereits mit Mainboard geliefert werden (Barebones). Darunter sind auch welche, die eine passive CPU-Kühlung ohne Lüfter bereits integriert haben. |
Speicher
Das von mir gewählte Mainboard kann bis zu 1 GByte Speicher (DDR-Ram) aufnehmen. Allerdings gibt es nur einen einzigen Steckplatz. Da 1 GByte DDR-Ram auf nur einem Baustein sehr teuer ist, habe ich mich für 512 MB entschieden. Leider wird es dann unter Linux etwas eng für eine Ramdisk, die helfen soll, die Schreib- und Lesezugriffe auf die Platte zu mindern (Swap, /var/tmp usw.).
Gehäuse
Für die Boards von Via gibt es inzwischen eine Reihe von Gehäusen in den unterschiedlichsten Größen. Bei der Auswahl muß man zum einen auf die unterzubringenden weiteren Komponenten denken und zum anderen an natürlich an den Verwendungszweck - viele Gehäuse sehen im Wohnzimmer auf dem Schreibtisch nicht unbedingt wie ein Schmuckstück aus. Es gibt flache und hohe Gehäuse. Mal sind die Anschlüsse nur hinten, mal sind auch welche von vorn zu bestücken.
Ich hatte mich zunächst für das Sereniti 2000 entschieden, weil es vorn Klappen hat, hinter denen die Anschlüsse und das CD-Laufwerk verschwinden. Dieses Gehäuse hat jedoch einen Lüfter, über dessen Lautstärke ich verschiedene Aussagen gefunden habe. Außerdem erlaubt es nicht, eine sogenannte Riser-Karte für zwei PCI-Karten einzustecken.
Die endgültige Wahl ist nun auf ein Casetronic C137 gefallen. Dieses Gehäuse ist lüfterlos und mit einem Netzteil von nur 60 W lieferbar, was bei meiner Komponentenwahl gut ausreichend ist und selbst dann noch reichen wird, wenn ich ein DVD-Laufwerk einbaue.
Festplatte
In die meisten Gehäuse für Mini-itx lassen sich normale 3,5'-Festplatten einbauen. Bei der Auswahl sollte man jedoch bedenken, daß Notebook-Festplatten in der Regel einen geringeren Energieverbrauch haben (2 bis 2,2 W) und auch speziell für das sog. Einschläfern geeignet sind. In meinem Fall ermöglicht der Einbau einer 2,5'-Festplatte in das Gehäuse den Einbau einer Riser-Karte für zwei PCI-Karten. - Gründe genug, eine solche Platte von Beginn an in meinen Rechner einzubauen. Beim Einbau einer Notebookplatte muß man allerdings daran denken, daß sich diese nicht mit einem normalen IDE-Kabel anschließen läßt. Es wird ein Einbausatz benötigt.
CD-Laufwerk
Bei diesem Laufwerk habe ich mich noch nicht entschieden. Mein gewähltes Gehäuse verlangt jedoch ein SLIM-Line-Laufwerk, wie es in Notebooks verwendet wird. Auch hier wird dann ein Adapter nötig sein. Zunächst werde ich nur den Einbausatz kaufen und ein Laufwerk aus einem alten Notebook verwenden.
Zusammenbau
Das Travla C137 läßt sich mit zwei Rändelschrauben öffnen. Um das Motherboard einzubauen, muß der Halter für das CD-Laufwerk entfernt werden. Als Werkzeug habe ich einen Steckschrauber, einen kleinen Kreuzschlitz- und einen kleinen Klingen-Schraubendreher verwendet. Ganz werkzeuglos geht es m. W. bei keinem der kleinen Gehäuse.
Nach den Einsetzten des Schnittstellenbleches wird das Motherboard vorsichtig in seinen Platz bugsiert. Wem das zu komplizier ist, der sollte vorher die Netzteil-Platine losschrauben. Die Festplatte wird beim C137 in einen Kasten neben dem Mainboard gesetzt, der Kasten - ein U-Blech muß vorher aus dem Gehäuse gelöst werden (eine Schraube). Für eine 2,5-Zoll-Platte sind Schraubenlöcher auf dem Boden vorgesehen. Eine Isolierplatte für die Elektronik liegt leider nicht bei, wohl aber die passenden Senkkopfschrauben, die sich jedoch nicht ganz in die Platte versenken lassen, wenn man nicht etwas zwischen Festplatte und Einbaurahmen legt. Hier kann der Gehäusehersteller noch etwas nachbessern. Mit passenden Senkkopfschrauben läßt sich die kleine Notebook-Platte einwandfrei befestigen.
Nach dem Einbau von Festplatte und Motherboard müssen der Speicher eingesteckt und die Kabelverbindungen hergestellt werden. Beides ist nach dem Einbau des CD-Laufwerkes nicht mehr möglich. Die Stecker für die Anzeigen am Gehäuse usw. werden dabei mit der Beschriftung zum Rand des Boards eingesteckt, da sonst die Polung für die Dioden falsch ist. Es sollten zwei Festplattenkabel eingesteckt werden, da eines nicht reicht, um die Festplatte an den gleichen Strang wie das CD-Laufwerk anzuhängen.
Als letztes wird der Träger für das CD-ROM montiert und das Laufwerk mit drei kleinen Schrauben befestigt. Die Platine für die Verbindung mit dem Festplattenkabel sollte dabei bereits angebracht sein.
Nach dem Verbinden der Platten mit den Kabeln kann der erste Probelauf erfolgen. Wenn alles gut geht, bootet der Rechner von der Festplatte, wenn ein Betriebssystem installiert ist oder alternativ von einer eingelegten CD.
Ich hatte an dieser Stelle einige Probleme mit der ersten Festplatte und habe die dann durch eine andere ausgetauscht. Außerdem war es nicht möglich, nicht eingebaute Festplatte und CD-Laufwerk an ersten IDE zu betreiben und das CD-Laufwerk wurde als Master angezeigt, wenn es am ersten IDE ohne jegliche weitere Platte am ersten oder zweiten IDE hing. Jetzt hängen die Festplatte am ersten IDE als Master und das CD-Laufwerk am zweiten IDE als Slave.
Was mir garnicht gefallen hat, war der Lärm, den der Rechner auch mit geschlossenem Gehäuse machte. Daraufhin habe ich kurzerhand den Gehäuselüfter wieder abgeklemmt. Einen alternativen temperaturgesteuerten Lüfter mit den Maßen 60 x 60 x 10 mm habe ich noch nicht gefunden, Papst bietet Lüfter des Durchmessers leider auch erst ab 25 mm Dicke an. Auch der CPU-Lüfter ist gut zu hören. Den Versuch, die CPU ohne den Lüfter mit dem kleinen Kühlkörper zu betreiben, möchte ich aber dann doch nicht unternehmen.
Nachdem ich eine neue Festplatte mit 60 GByte Speicherplatz besorgt und eingebaut habe, sind die einzigen Lärmquellen vorerst der CPU-Lüfter und das alte CD-Rom (sofern es denn genutzt wird.
Die Festplatte ist im Übrigen derart flach, daß sie sich bei flacherem Speicher vermutlich ohne weiteres an dem weiteren möglichen Einbauplatz unter dem Halter für das CD-Laufwerk platzieren ließe.
Linux installieren
Die ersten Versuche, auf dem Via-Board Linux laufen zu lassen, habe ich mit der Knoppix, die kürzlich in der C't war und mit einer Gnoppix (z. Zt. noch Beta) unternommen. Beide liefen einwandfrei, wobei die Gnoppix offenbar mit dem Grafik-Chip besser zurecht kam. Den Sound habe ich allerdings mit beiden nicht ans Laufen bekommen. Unter der Gnoppix bekam ich jedoch wenigstens einmal einen Ton aus den angeschlossenen Lautsprechern.
Wer mit der Knoppix testen will, sollte beachten, daß diese dann, wenn sie auf Festplatte installiert wird, mindestens 2 GByte Plattenplatz habne möchte.
Debian GNU Linux installieren
Auch wenn in der Knoppix eine abgeänderte Debian steckt, wollte ich es dann doch lieber mit einer Stable Release (Debian 3.0 - Codename Woody) probieren. Nachdem ich mir eine Boot-CD besorgt hatte, ging die anschließende Installation über das Netz einwandfrei. Einen Treiber für die Netzwerkkarte braucht man nicht auszusuchen, er ist (zumindest auf meiner CD) im Kernel einkompiliert.
Um den Rechner mit "poweroff" abschalten zu können, muß zunächst APM im Kernel aktiviert werden. das geht, indem man als Startoption in die Lilo-Config apend="apm=on einträgt.
Als nächstes habe ich mich der X11-Installation angenommen. Da auf der Woody kein XFree 4.2 vorhanden ist, muß es erstmal der 4.1 tun. Da kein passender Treiber für die Grafikkarte dabei ist, paßt eine Vesa-Installation.
Nachdem erstmal alles bis auf den Sound, Firewire und USB läuft, ist es an der Zeit, einen neuen Kernel zu backen, da der Installationskernel ja nur ein 2.2er Kernel ist.
Offene Probleme: - Gnome-Fehlermeldungen - X-Session stürzt ab, wenn ich nach einem Screen-blank ins X zurückkehre und die Maus bewege.
Kernel installieren
Den Kernel-Source für Kernel 2.4.22 habe ich mir aus Debian Testing geholt. Es sind eine Reihe von zusätzlichen Optionen drin und nach dem Kopieren der Konfig des alten Installationskernels war viel durchzusehen. Enabled habe ich unter anderem: apm, acpi, i2c, Firewire u. a.
Nach dem Installieren gab es diverse Probleme: Fehlermeldungen von agpgart, Konflikte von mtrr usw. Wenn acpi nicht on ist, ist das Netz weg (eingehende Pakete werden schlicht an eth0 gedroppt). Den mtrr-Fehler habe ich wegbekommen, nachdem ich bigphysarea ausgeschaltet habe und im Bios den AGP-Speicher von 128 MB auf 64 MB runtergedreht habe. Vorläufig zeigt nun erstmal dmesg keinen Fehler mehr an.
Zum Glück geht das Kompilieren eines Kernels auf dem Rechner recht schnell, so daß eine Änderung in der Kernelkonfiguration zügig getestet werden kann.
Anmerkung: Ich habe eine Reihe von Kernel-Konfigurationen im Netz gefunden. Aber meist sind dies kaum vom normalen für x86-Prozessoren abweichende Konfigurationen, bei denen nur der Via-Rhine-Treiber für das Netz hinzugefügt wurde (ggf. auch V4l) und eine Reihe von überflüssigen Dingen, die Installationskernel so mit sich schleppen, herausgeworfen wurden. Mit diesen Kerneln läuft der Rechner zwar, aber man nutzt nicht alle Möglichkeiten aus, die das Board bietet.
Xfree86
Xfree ist ein besonderes Thema: Mit dem Vesa-Treiber bekomme ich bei 1024 x 768 nur ein Bildwiederholfrequenz von 60 Hz, obwohl der Monitor bei dieser Auflösung 85 Hz kann. Um das zu ändern, habe ich die X-Treiber von der Epia-CD aus dem Verzeichnis für Redhat 7.1 an die richtigen Stellen, die man aus dem Installationsskript auf der CD entnehmen kann, kopiert und dann den xserver mit dpkg-reconfigure neu konfiguriert. Das hat auch soweit geklappt. Der Monitor hat unter X jetzt tatsächlich 85 Hz. Allerdings hängt sich das X auf, wenn ich die Session beende. Da macht es auch keinen Untersschied, ob ich gdm, kdm oder xdm verwende. Das wäre kein Problem, wenn ich nicht gleichzeitig auch nicht mehr zur Konsole wechseln könnte, weil die Tastatur lahmgelegt ist.
Gelöst habe ich das Problem erstmal so: Gdm ist deaktiviert und X wird mit startx vom User gestartet (dpkg-reconfigure xserver-common). Jetzt kann ich X starten und einfach wieder beenden. Das Problem ist erstmal aufgeschoben.
Auffällig ist, daß X extrem langsam startet. das mag zum Einen an den Fehlermeldungen über das fehlende V4l liegen, aber zum anderen auch schlicht daran, daß die Treiber offenbar buggy oder ineffektiv programmiert sind (bei einer solchen Grafikkarte sollte X schneller hochkommen als bei der uralten Matrox auf dem anderen Rechner mit 233 MHz).
Lösen lassen sich die Probleme eventuell, wenn man die künftige Version von Xfree holt und aus dem Source neue Debian-Pakete erstellt. Aber das will ich nun eigentlich nicht.
Vorläufiges Fazit
Tests haben ergeben, daß der Rechner mit der derzeitigen Platte und dem alten 20x-CD-Rom zwischen 20 und 25 W Leistung aufnimmt. Dabei sind die Stromsparmöglichkeiten, die das Mainboard bietet, noch nicht ausgenutzt.
Wie es weitergeht...
Wie man oben sieht, kämpfe ich derzeit an vielen Fronten: ACPI (Energiesparfunktionen), I2C (der Zugriff auf die Sensoren), X11-Konfiguration usw.
Die nächsten Schritte werden sein: - Konflikt zwischen ACPI und dem Ethernet beseitigen - Lm-sensors ans Laufen bekommen - Das Problem mit dem lauten Gehäuselüfter lösen - Zugriff auf USB-Geräte einrichten und testen - Zugriff auf Firewire-Geräte einrichten und Testen - Das Problem mit dem X11 beseitigen
Als endgültigen Preis für den Rechner habe ich ohne Monitor einen Preis von etwa 700 Euro errechnet. Der Händler, den ich ausgewählt habe, ist dabei sicher nicht der billigste, aber er hat ein sehr umfangreiches Programm und viele Informationen auf seinen Webseiten.
Dieser Artikel wird zu gegebener Zeit fortgesetzt.
letzte Änderung 2005-12-30 03:01:36