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Maximale Effizienz: Der 25 Watt Performance-PC im Eigenbau

Maximale Effizienz: Der 25 Watt Performance-PC im Eigenbau
Von , Achim Roos

Als die ersten Dual Core-CPUs auf den Markt kamen, lag die Leerlaufleistung von Desktop-PCs bei 100 W und mehr. Durch die jüngste 32-nm Westmere-Plattform sind Desktop-Systeme mit einem Viertel der Leerlaufleistung möglich.

Wie wir bereits Ende 2008 berichteten, haben wir mit einem effizienten Netzteil, einem Low-End Motherboard und einem gewöhnlichen Core 2 Duo Prozessor eine System-Leerlaufleistung von weniger als 40 W erzielt. Zudem haben wir anhand unseres Testsystems bewiesen, dass ein Core 2-System eine ähnliche Leistungsaufnahme bietet wie eine Desktop-Lösung auf preiswerter Atom-Basis. Außerdem konnten wir noch zeigen, dass das Core 2-System hinsichtlich der Performance pro Watt besser abschneidet als die Atom-Lösung auf Desktop-Basis. Die Einführung der Core i5/i3 Clarkdale Dual-Cores mit dem H55/57-Chipsatz und der in den Prozessor integrierten Grafikeinheit repräsentiert den nächsten Schritt, da Systeme mit einer Leistungsaufnahme von 30 W und weniger mittlerweile für jeden machbar sind. Wir wollten diesen Wert sogar noch unterbieten und haben uns 25 W als Ziel gesetzt – allerdings ohne irgend etwas zu versprechen. Wem diese Lösung interessiert, kann sie selbstverständlich selbst nachbauen.

3,33 GHz, Vollausstattung – 25 W System-Leerlaufleistung.3,33 GHz, Vollausstattung – 25 W System-Leerlaufleistung.

Was kümmerts mich?

An dieser Stelle möchten wir klarstellen, dass keine absolute Notwendigkeit besteht, einen  Desktop-PC auf eine niedrigst mögliche Leistungsaufnahme zu trimmen. Hierbei handelt es sich lediglich um ein Unterfangen, das man auf Wunsch durchführen kann. Ein durchschnittlicher Desktop-PC nimmt zwischen 45 W und 60 W auf, sofern  das System auf durchschnittlichen Komponenten und einer onboard Grafikeinheit basiert. Sofern dann leistungsstarke Grafikkarten und leistungsfähigere Komponenten hinzukommen, liegen wir bei 80 W und mehr. In diesem Zusammenhang sind 50 W für einen modernen PC ohne eine dedizierte 3D-Grafikkarte absolut in Ordnung. Aber was spricht dagegen, sich mit der Systemleistung zu befassen, wenn das erstens nichts kostet und zweitens dafür weder die Performance noch Funktionen aufs Spiel gesetzt werden müssen?

Eine Systemleistungsaufnahme von 30 W statt 50 W führt auf Ihrer Stromrechnung zwar lediglich zu geringen Einsparungen, allerdings gibt es noch weitere Vorteile, die wir erwähnen sollten: Am wichtigsten ist sicherlich die Kühlung. Eine Systemleerlaufleistung von 30 W bedeutet, dass lediglich ein geringer Aufwand betrieben werden muss um die Wärme abzuleiten. Dies gilt sowohl für die Prozessorkühlung als auch die Kühlung des gesamten Systems. Ein weiterer direkter Vorteil ist das geringere Geräusch-Niveau, da die temperaturgesteuerten Lüfter weniger zu tun haben. Selbst passiv gekühlte Rechner sind damit durchaus in Reichweite – obwohl solche Systeme normalerweise etwas mehr kosten.

25-W PC-Leerlaufleistung

Eine systemweite Leerlaufleistung von 30 W ist mit dem Core 2 Duo möglich, sofern man ein Motherboard mit integrierter Grafikeinheit und ein leistungseffizientes Netzteil verwendet. Allerdings möchten wir ebenfalls darauf hinweisen, dass ein derartiges System aufgrund der onboard Grafik des G31-Chpisatzes lediglich eine Mainstream-Performance und nur grundlegende Funktionen bietet, die zum Zeitpunkt dieses Artikels bereits als veraltet gelten.

Das heutige Ziel einer Leerlaufleistung von 25 W ist durch die neuen Core i3/i5-Cores und den H55/H57-Chipsatz möglich – die Plattform bietet derzeit die beste Gesamtkapazität. Durch weitere Maßnahmen wie leichtes Undervolting oder der bedachten Auswahl von Komponenten könnten wir unser Ziel eventuell sogar noch niedriger ansetzen. Allerdings ist schon erstaunlich, dass eine derart niedrige Leerlaufleistung überhaupt möglich ist, ohne dabei die Geschwindigkeit des Systems oder diverse Funktionen aufs Spiel zu setzen. Selbstverständlich erreicht man damit keine Quad Core-Performance und auch die Leistung einer 3D-Grafikkarte bleibt unerreichbar, allerdings geht es hier um Mainstream-Komponenten, hohe Dual Core-Performance und erstklassige Funktionen. Werfen wir einen Blick auf kompromisslose Rechenleistung mit einer noch nie dagewesenen niedrigen Leistungsaufnahme.

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Beispiel: Notebook, Festplatte, Speicher

Alle 45 Kommentare anzeigen.
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  • timefrenzy , 8. Februar 2010 14:18
    Interessante Bericht. Allerdings würde ich mir noch zwei Sachen wünschen :) . Zum einen als Vergleich eine AMD-Lösung, welcher Preisunterschied und welche Leistungsaufnahme. Zum anderen hätte ich Interesse an einem Test von Netzteilen. Irgendwie kann man da überhaupt nix für diese Leistungsklasse finden. Selbst 220W sind ja schon ein bisserl überdimensioniert, und es is sehr schwer Netzteile zu finden die für Rechner gebaut sind die ich sag jetzt mal 25-50 Watt brauchen optimiert sind. Würden da net 100-150W für ein Netzteil net schon reichen?
  • masamune , 8. Februar 2010 14:42
    Interessant wäre das ganze noch mit einer Pico-PSU zu testen. Die sind zwar auch nicht gerade günstig, dürften aber bei der Effizienz nochmal ein gutes Stück besser sein.
  • MacMic , 8. Februar 2010 14:57
    Also ich find die nicht sooo teuer : google mal nach Pico-PSU und nimm den 2. Treffer - fänd ich mal interessant, die im Vergleich noch effizienter ist. Immerhin muss die Pico PSU ja auch von nem kleinen Netzteil befeuert werden.
  • MacMic , 8. Februar 2010 15:17
    oben gehört noch ein "ob" rein.
    Ich fänds interessant zu wissen, OB die noch effizienter ist als so´n 200 Watt Netzteil, wenn dahinter noch ein Notebook NT hockt.
  • FritzLE , 8. Februar 2010 15:35
    was auch gern vergessen wird: neuanschaffungspreis VS stromaufnahme... da kommt SICHER was ganz anderes raus ^^
  • FormatC , 8. Februar 2010 16:31
    @AMD
    Ich habe unlängst im HTPC versucht, einen Athlon II maximal zu untervolten (@2 GHz) und die Grenzen auszuloten. Normales MSI-Brett mit 780G, zunächst erst einmal nur eine Festplatte. Dazu lediglich stinknormaler 2GB RAM (DDR2 800 1,8 Volt) und ein BeQuiet 300 Watt 82+ Bronze. Ich bin trotz längerer Bemühungen NIE unter 45 Watt im Idle gekommen, meist lag ich sogar bei knapp 50 Watt. Mit runtergefahrener Festplatte waren es trotzdem noch etwas über 40 Watt. Mit ausgetauschtem RAM und ein paar Optimierungen waren es dann im Minimalfall reichlich 35 Watt. Weniger ging echt nicht, was sicher auch am überdimensionierten Netzteil lag.

    Ich hatte mal einen Fileserver mit untervoltetem X2 4200+ EE und Pico-Netzteil. Der ging aber auch nie unter 30 Watt. So gesehn sind diese 25 Watt im Idle echt eine Hausnummer.
  • Cris-Cros , 8. Februar 2010 16:49
    @Formatc

    was für einen Nutzen die 5-10 Watt weniger haben ist sehr fraglich.Jeder Moderner CPU Kühler sollte doch die CPU passiv Kühlen können. Ein paar geregelte Gehäuselüfter noch dazu und fertig ist das silent System.

    Der Leistungsunterschied ist dagegen natürlich erheblicher. Der Core i5-661 dürfte wohl jeden Athlon II in die Tasche stecken.

    Über Stromkosten brauchen wir bei diesem geringen Verbrauch natürlich nicht reden. Ob es jetzt 50 oder 25 sind, spielt für gewöhnlich keine Rolle
  • PULARITHA , 8. Februar 2010 17:57
    Naja finde schon das 50 oder 25 Watt eine Rolle spielen, wenn das Teil im Dauerbetrieb läuft. Bei 20 Cent / kWh macht das knapp 90€, statt 45€.

    Komisch ist nur das mein neuer HTPC der im Dauerbetrieb laufen soll 46 Watt im Idle verbraucht.

    Systemdetails:

    Intel Core i3-530, 2x 2.93GHz
    G.Skill RipJaws DIMM Kit 4GB PC3-10667U CL7-7-7-21
    Gigabyte GA-H55M-UD2H
    Antec Fusion Remote schwarz
    Seasonic S12II-380
    Scythe Ninja mini Rev. B passiv
    2x Scythe Slip Stream 120x120x25mm, 800rpm, 68.2m³/h, 10.7dB(A)
    1x 160GB Samsung SATA1
    1x 1500GB Samsung F2 Green
    1x DVD Brenner

    Vielleicht liegts auch am Gehäusedisplay, werd ich mal weiter testen.
  • bitti1 , 8. Februar 2010 19:04
    @PULARITHA
    Das ganze "Zubehör" (2 HDDs, DVD-LW, 2 Lüfter) schlucken auch noch mal das ein oder andere Watt.

    -------------

    Das im Artikel verwendete NT sieht nicht gerade aus als ob es den Anspruch an ein leises System erfüllen könnte.
  • Anonymous , 8. Februar 2010 19:08
    @ PULARITHA

    Da sind 2 Festplatten verbaut, wobei die alte Samsung schonmal 6-8W im Idle ziehen dürfte. Dazu kommt dann noch das Gigabyte-Board, das im Verbrauch wieder mal deutlich schlechter als MSI abschneidet (der Mehrverbrauch liegt bei ca. 7W).
    Auch das NT dürfte einiges ausmachen: Das Seasonic ist zwar ein recht effizientes NT - im 20%-Bereich ca. 83% Effizienz bei der alten und 84% bei der neuen Version, diese 20% erreicht das NT aber erst bei 80W.
  • Tastenchef , 8. Februar 2010 19:13
    Mit was misst du denn die Leistungsaufnahme? Die Aldi und Co Meßgeräte sind böse ungenau. Wenn man da nicht richtig Geld ausgibt ist das Kaffeesatzleserei.
  • PULARITHA , 8. Februar 2010 20:05
    @peter_Shaw

    also das mit dem Board ist ja mal der Oberhammer, wenn das so stimmt. Bin gerade am überlegen ob es nicht gleich wieder zurück geht. Den Rest werde ich mal prüfen.

    @Tastenchef

    Ist ein "elv monitor em 97" subjektiv beurteilt, scheint es genau genug zu arbeiten, das ich mit der Toleranz leben kann.
  • Tastenchef , 8. Februar 2010 20:22
    Ja - das ist schon was besseres - hast du das Teil etwa in der Schule mitgehen lassen ;-)
    Die 20 EUR Billig-Teile haben nämlich gerade im Teillastbereich extreme Fehlerquoten die bei 50 Prozent und mehr liegen können.
  • Diesel_im_Blut , 8. Februar 2010 21:23
    Ich habe mich auch schon darin versucht einen relativ Stromsparenden Server zu bauen. Ich setze auf einen Celeron 420 und das Gigabyte GA-73PVM-S2H Mainboard. Allerdings werkeln 2 1,5TB Samsung Spinpoint F2 Platten im Raid 1 Modus darin. Als Netzteil setze ich ein 300 Watt Be Quiet Pure Power ein. Im Idle bekam ich das System durch zurückschrauben des FSB´s auf 100 MHz und durch Undervolten auf 50 Watt. Mehr ist nicht drin. Wenn ich edn FSB noch weiter runter setze und die Vcore nochmals verringere, wird das System instabil. Aber ich bin mit dem Ergebnis zufrieden. Wenn ich demnächst mehr Zeit habe, wird der Server dann bei mir als Fileserver in Betrieb gehen, damit ich nicht mehr alle Daten auf 3 PC´s verteilt liegen habe.

    Aber dieser Artikel ist noch aus einer anderen Sicht für mich interessant. Ich muss bald einen PC bauen, der rund um die Uhr läuft. Darauf wird die Steuersoftware für einen Roboter, der ebenfalls ständig läuft, ausgeführt. Solche Sachen wie Raid 1 sind Pflicht. Ich hatte eigentlich vor das ganze auf AMD Basis zu realisieren, wegen der günstigeren Preise. AUch bin ich mir noch nicht schlüssig darüber, ob ich einen Dual Core CPU nehmen soll, oder doch einen 3- oder 4 Kerner. An dem PC sollen auch Eingaben usw. gemacht werden. Somit habe ich bedenken, dass ein Zweikerner in meinem Fall immer flüssiges Arbeiten gewährleistet.
  • bitti1 , 8. Februar 2010 22:21
    @Diesel_im_Blut
    Was den 2 Kerner betrifft, wärst du wiederum beim Core-i5 6xx fein raus. Durch HT gleicht der die 2 "fehlenden" Kerne ganz gut wieder aus.
  • Levi88 , 8. Februar 2010 22:37
    Format, es gibt einige Leute, die mit Jetway 790GX Boards (!!) unter 20W gekommen sind.. aber halt ziemlich extrem (Taktraten um 1 GHz). Meine aber auch das das Phenoms waren die da verwendet wurden.

    --EDIT--
    Hab ihn :) .
    http://www.hardwareluxx.de/community/showthread.php?t=688890
  • FormatC , 8. Februar 2010 22:56
    Klar. Ein RAM Riegel und eine Notebookfestplatte ;) 
    Aber Leistung kommt da keine mehr.
  • Levi88 , 8. Februar 2010 22:58
    Das hab ich auch nirgendwo behauptet oder :p ?
  • Diesel_im_Blut , 8. Februar 2010 23:09
    @bitti1

    Ja, da hast Du auch wieder Recht, mit dem HT. Aber ehrlich gesagt, sind mir die Core I3 und entsprechende Boards irgendwie zu teuer. Es ist auch net einfach möglich, sich ein Intel sowie AMD System zu bestellen, beide testetn und das, welches mehr Strom braucht trägt man in den Laden zurück, oder schickt es zurück. Irgendwie tendiere ich bei der ganzen Sache momentan am meisten zu nem Athlon X3.
  • Anonymous , 8. Februar 2010 23:29
    @ PULARITHA

    Kannst dir mal diese Systemvorstellung anschauen, da wurde zunächst das Gigabyte-Board eingesetzt und dann (nicht zuletzt wegen der ungünstigen Verbrauchswerte) gegen ein MSI getauscht.

    Gigabyte und speziell ASUS schneiden bei der Leistungsaufnahme generell nicht allzu gut ab. Da musst du dir nur mal die letzten Board-Reviews hier oder auf hartware.net anschauen, dort sind diese Boards in Sachen Verbrauch immer Spitze. Mit MSI fährt man in den meisten Fällen recht gut, die haben effektive Stromsparmechanismen und die Boards sind nicht auf das letzte bisschen Leistung getrimmt. Auch die Intel-Boards sind i.d.R. recht genügsam.
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