Průvodce koupí cenově výhodného PC pro červenec

Menší povídání o spotřebě elektrické energie

V poslední době se často omílá téma spotřeby elektrické energie. Tento problém lze rozdělit na dva menší. Častěji se setkáte s ohlížením na vyzařované teplo stále náročnějšími čipy a z toho plynoucí náročnější chlazení a vzrůstající hluk, podstatně méně se pak ohlíží na hledisko cenové, kterým se právě dnes budu zabývat.

Možná se vám zdá, že koupí počítače všechny výdaje končí. Chyba. Počítač je jako auto, taktéž potřebuje odněkud získávat energii (občas také nějaký ten tuning, opravy,..). Auto jí získává z benzinu nebo dnes stále častěji z nafty, počítač potřebuje elektřinu. A elektřina něco stojí. Dnes se cena za 1 kWh pohybuje asi kolem 3,90 Kč. K výpočtu spotřebované energie stačí jednoduchý vzorec, spotřeba ve wattech krát doba. Budete-li odebírat 200 W po dobu 5 hodin, spotřebujete právě jednu kilowatthodinu.

Začněme počítat. Jako příklad můžu uvést systémy osazené Athlonem 64 X2 5050+ EE (65nm, 2,6 GHz) s TDP 45 W a třeba procesorem AMD Athlon X2 7750 Black Edition (65nm, 2,7 GHz) s TDP 95 W. To jsou maximální spotřeby, které by měly být procesory schopny dosáhnout a pro kterou se konstruuje chlazení. V praxi jsou spotřeby nižší, nezřídka téměř poloviční. U high-endových grafických karet můžete počítat dnes se spotřebou kolem až hodně přes 200 W (ATi Radeon HD 4870 X2 nebo NVIDIA GeForce GTX 295 v plném zatížení). Pro potřeby ukázky zvolme dvě grafické karty NVIDIA GeForce 9600 GT (95W TDP) a ATi Radeon HD 4670 (70W TDP).

Vytvořme si dvě virtuální sestavy, jednu s procesorem AMD Athlon 64 X2 5050+ EE a grafikou ATi Radeon HD 4670 a druhou s procesorem AMD Athlon 64 X2 7750 Black Edition s grafickou kartou NVIDIA GeForce 9600 GT. Výkonem by měly být zhruba podobné, druhá bude cca o 10 % výkonnější, otázkou zůstává, zda se stejně tak udrží i spotřeba. Za předpokladu maximálního vytížení (a dosažení TDP) si u první sestavy procesor s grafikou vezmou 115 W, u druhé sestavy je to už 190 W. V praxi jsou samozřejmě tato čísla menší.

Zkusme se nyní podívat, jak to opravdu vypadá v praxi. Průměrně výkonná sestava s průměrně úspornými komponentami v klidu si vezme asi 60 - 120 W, v zátěži se to může dostat ke 200 W, a to bez monitoru. LCD monitor přidá dalších 40-80W. Předpokládejme nyní úspornou sestavu, která si v průměru (polovina provozu v klidu, polovina v zátěži) vezme cca 80W + 40W monitor, celkem tedy 120W a podobně výkonnou méně úspornou sestavu s průměrnou spotřebou 140W + 80W monitor, tedy 220 W celkem.

Jak už jsem řekl, není nic jednoduššího než vypočítat spotřebu, vynásobit ji počtem hodin a to si pak ještě vynásobit cenou za kilowatthodinu (předpokládejme 3,90 Kč za jednu kWh). Dejme tomu, že počítač běží 12 hodin denně, 365 dní v roce.

• Sestava 1: 120 W×12 = 1,44 kWh/den = 5,62 Kč/den = 2051 Kč/rok
• Sestava 2: 220 W×12 = 2,64 kWh/den = 10,30 Kč/den = 3758 Kč/rok

A hle, řekli byste, že provoz i celkem úsporného počítače vás stojí přes 2000 Kč ročně? A že jen volbou úspornějších komponent můžete téměř dva tisíce ročně ušetřit a to při stejném výkonu? Asi ne. Jenže to není všechno. Pokud si koupíte kvalitní zdroj, můžete dosáhnout účinnost asi 80 %. U těch nejobyčejnějších zdrojů se pohybuje kolem slabých 65 %, u těch nejlepších se už blíží hranici 90 %. Takže, bude-li počítač potřebovat 100 W, stejně si vezme ze sítě nějakých 118 W při použití zdroje s 85% účinností, ale už 154 W se zdrojem s 65% účinností. Zvýšená spotřeba o těch 15 - 35 % se týká pouze počítače, nikoliv monitoru, který je do sítě obvykle napojen přímo.

Vraťme se k našim sestavám, první dejme zdroj s 85% účinností, druhému méně úspornému pak s 65%. První PC si tak ze síte vězme po započtení účinnosti zdroje 94 W (80/0,85) + 40 W, druhé PC 215 W (140/0,65) + 80 W. Sestava číslo 1 tak s celkovou spotřebou 134 W za rok spolkne cca 2289 Kč. Druhé PC pak se spotřebou 295 W spolkne 5039 Kč ročně. Záměrně jsem vybíral extrémy, aby bylo dobře vidět, že volbou neúsporných komponent můžete ročně přijít o hodně peněz, resp. volbou úsporných celkem slušně ušetřit.

To je ukázka toho, že úsporné komponenty (zejména procesor, grafika a účinný zdroj) se mohou podepsat na polovičních provozních nákladech a to při stejném výkonu. Vidíte že naše dvě sestavy se ve spotřebě značně liší. Při 12-hodinovém provozu 365 dní v roce je rozdíl v nákladech na provoz 2750 Kč! Připomínám, že se stále jedná o fiktivní hodnoty spotřeby. Úspornější grafická karta a procesor se začínají vyplácet okamžitě, příplatek za výkonnější zdroj se zaplatí během několika měsíců.
Nyní se pojďme podívat, jak celkovou spotřebu (kWh) snížit. Buď koupí lepšího zdroje, strávením kratšího času na počítači nebo snížením spotřeby zařízení (W). Zaměřme se na poslední údaj. Dnes se často dozvídáte údaje o TDP (Thermal Design Power). To je maximální spotřeba, kterou jsou procesory či grafické čipy schopny dosáhnout.
Pro tuto teoretickou spotřebuje se navrhuje chlazení komponent a rovněž třeba obvody na základních deskách (některé např. nezvládají procesory se 125W TDP, ale teoreticky tam takový procesor může fungovat, pokud půjde o nějaký úspornější povedený kousek).

Přibližná aktuální spotřeba ve wattech se spočítá velice snadno, proud × napětí = výkon (zbytkový, nežádoucí teplo). Aby se snížil tepelný výkon, je potřeba snížit proud a napětí. S každou novou generací procesorů (obecně ale všech čipů, my se nyní bavíme konkrétně o procesorech) se hodnota napětí snižuje, bohužel hodnota dodávaného proudu jde obvykle strměji nahoru, roste totiž s frekvencí a spotřeba tak roste také.

Jako příklad poslouží můj někdejší Athlon 64 3000+ (130nm). Ten má podle výrobce TDP 89W (57,8A×1,5V). Při zapnutém Cool'n'Quiet se hodnota sníží až na 22W (18A×1,1V). Jak je to možné? Závislost spotřeby na proudu a napětí není přímo lineární. Proud je lineárně závislý na frekvenci, zvýšíme-li takt na dvojnásobek, zvýší se i dodávaný proud zhruba na dvojnásobek. Ovšem samotný proud je závislý také na napětí. Takže pokud zvýšíte napětí, zvýší se i dodávaný proud. Z toho už jednoduše vyplývá, že závislost spotřeby na napětí je kvadratická.

Pozn.: Zjednodušeně spotřeba = proud × napětí. Zvýšíme-li napětí, druhý člen v rovnici "napětí" bude větší (o tolik vzroste spotřeba), ale rovněž o tolik se zvýší "proud", neboť ten je na napětí také závislý. Závislost na napětí je tak kvadratická. Ukázka, máme takt 1,0 GHz, proud 20 A a napětí 1,0 V. Spotřeba bude přibližně 20 A × 1,0 V = 20 W. Zvýšíme takt na 2,0 GHz a napětí na 1,5 V. Dvojnásobná frekvence zvýší proud na dvojnásobek, tedy 40 A a 1,5× vyšší napětí jej dále zvýší o 1,5× násobek, tedy na 60 A. Výsledná spotřeba procesoru bude při 2,0 GHz přibližně 60 A × 1,5 V = 90 W!

Když není potřeba vyšších frekvencí, může napětí klesnout při zachování té samé stability. Ovšem, pokud taktujete, vyšší proudový odběr si s vyšší frekvencí nezřídka vyžádá i vyšší napětí a tím opět velmi výrazně vzroste spotřeba. Z toho plyne jediné, při overclockingu se snažte s napětím nahoru moc nepospíchat a hledat rozumný kompromis tak, abyste měli napětí co nejnižší při zachování požadované stability. Pokud počítač stabilní nebude, nezbude vám nic jiného než jej zvýšit, ale dokud nemusíte, nedělejte to. Bude navíc snazší procesor uchladit..


Jak postavit co nejúspornější počítač?

Tento problém zpravidla neřeší ti, co vlastní počítač zejména na hraní, neboť kdo má na drahý hardware, bude mít i na drahou elektřinu. Zaměřme se však na uživatele, kteří na počítači zejména pracují ve stylu: surfování na internetu, občas nějaké to kecání přes ICQ nebo podobné kecálky, psaní ve wordu, excelu, pouštění si DVD filmů a případně hraní nenáročných her. Ideálním řešením je tichý, úsporný počítač, který nabídne dostatek výkonu pro tyto druhy aplikací.

Jak si vybrat co nejúspornější komponenty? Velmi zajímavá je v tomto ohledu platforma VIA Epia, kde základní desky integrují velmi úsporný procesor i grafiku. Výsledná spotřeba základní desky s procesorem a grafikou podle výrobce nepřesáhne 21 W (v závislosti na modelu), celá sestava včetně disků a mechanik zpravidla dosáhne spotřeby do 40 - 45 W. Když 120W (80W PC + 40W monitor) sestava stojí 2051 Kč ročně, pak 80W sestava (40W PC + 40W monitor) nás bude za rok stát 1367 Kč. To je úspora přes 600 Kč. Jenže výkon, který je v našem uvažovaném případě stejně zbytečný, je neporovnatelný. Podobně jsou na tom základní desky Intelu Little Valley, jenž nabízí podobné spotřeby a o něco vyšší výkon. A především za mnohem nižší cenu.
Negativem těchto sestav je minimální rozšiřitelnost, neboť mini-ITX desky mají rozměry 17×17 cm, jediný PCI slot a jediný slot na paměť RAM do kapacity 1 GB, u novějších 2 GB. Další negativní stránkou je velmi nízký výpočetní výkon, ovšem vzhledem k určení takových počítačů je dostatečný. Pro představu, 1,5GHz VIA C7 má přibližně výkon stejně taktovaného Celeronu na platformě NetBurst, tedy dnešního jednojádrového procesoru AMD Athlon 64 nebo Celeronu na cca 600 - 800 MHz. Ani integrované Celerony nedosahují úchvatných výkonů, ale pro své určení stačí bohatě. Integrovaná grafika zvládá hardwarovou akceleraci MPEG2 videa, takže přehrávání DVD nebude činit žádný problém. Poněvadž spotřeba dosahuje velmi nízkých hodnot, takřka vše (nebo úplně vše), může být chlazeno pasivně, výhodou je také minimální hluk bez potřeby odhlučněných skříní apod.

Je možno se také pokusit o poskládání úsporného PC z klasických komponent, minimálně tedy s základní deskou s větším počtem slotů pro rozšíření. Low-endové procesory Sempron řady LE už mají jen 45 W, a jednojádrové Celerony dokonce jen 35 W! To je maximální spotřeba, v praxi je i při zatížení o něco nižší. Poněvadž při námi uvažovaném lehkém vytížení jsou procesory Sempron schopny snížit svůj takt, je možno dosáhnout mnohem nižší spotřeby. Při taktu 1,0 GHz mají Semprony podle údajů AMD teoretickou maximální spotřebu 18 - 22 W, 65nm Athlony 64 lehce přes 20 W. Při této poloviční frekvenci mají procesory vyšší výkon než procesory VIA "na plný plyn", spotřeba je však také o něco vyšší. Je zde však rezerva pro případ vyššího výkonu. Jenže, své si vezme i základní deska s integrovanou grafikou a další komponenty. Taková sestava se s průměrnou spotřebou do 45 W sice nevejde, ale každopádně nepůjde o nijak vysoké číslo. Takže máme další řešení úsporného PC.

Nyní se podívejme na cenovou otázku. Základní deska s integrovanou grafikou stojí cca 1000 - 1500 Kč, procesor nějakých 800 - 1000 Kč, takže základ počítače bude stát 1800 - 2500 Kč. To skutečně není mnoho. Řešení VIA Epia vás přijde na 3000 - 6000 Kč, je tedy výrazně dražší než klasická sestava, která má navíc vyšší výkon, neporovnatelně lepší možnosti pozdějšího rozšíření a spotřebu ne až o tolik vyšší. Zde bych se tedy rozhodně klonil ke klasické sestavě tvořené z úsporných komponent. Ideálně bych to viděl na dvoujádrový Athlon 64 X2 xx50+ EE a základní desku s chipsetem AMD 760G nebo 780G.

Máme zde však ještě Intel, který rovněž přišel se svým Mini-ITX řešením. Už starší varianta LittleValley přináší minimálně stejný, spíše však vyšší výkon než řešení společnosti VIA. Nyní se k tomu přidala nová varianta Little Falls s procesorem Intel Atom. Ten je postaven na úsporné architektuře, takže i při taktu 1,6 GHz má minimální spotřebu, bohužel výkon zaostává za starším Celeronem 220. Výkonnější alternativou je deska s dvoujádrovou variantou procesoru Atom za necelých 1800 Kč.

Mini-ITX řešení Intelu tedy nabídne podobné vlastnosti jako VIA Epia, ale za mnohem nižší cenu. VIA se nevzdává vzhledem k uvedení desek s procesory VIA Nano, které jsou skutečně velmi výkonné a stále dosti úsporné. Stále se však jedná o poněkud drahé řešení ve srovnání s Intelem. Teď už jen musíte zvážit, co jsou vaše priority, rozšiřitelnost a výkon mluví pro levné úsporné PC, spotřeba a malé rozměry naopak pro mini-ITX desky.