Strom sparen: Zum Stromverbrauch eines Computers

Computer als Stromfresser/Kostenfalle!

Spätestens seit milde Winter, regenreiche Sommer und die unzähligen CO2-Debatten uns zeigen, daß der Klimawandel bereits in vollem Gange ist. Und Energiekosten für Strom, Heizöl oder Gas die Haushaltsausgaben immer weiter in die Höhe treiben, liegt es eindeutig im Trend sich für umweltfreundliche und stromsparende Technik zu interessieren.
Von Windkraftanlagen über Sonnenkollektoren (Solarthermie) oder Photovoltaik, bis hin zu Wärmepumpen, Holzpellet-Heizungen oder Mini-Blockheizkraftwerke, das Themenspektrum ist vielfältig, das Energieeinsparpotential groß. Trotzdem redet kaum jemand über den Stromverbrauch von Computern. Dabei müßten die Wattangaben auf aktuellen PC-Netzteilen, die großen Lüfter und Kühlkörper von Prozessor, Grafikkarte und Gehäuse eigentlich jeden noch so unerfahreren Computer-Nutzer hellhörig werden lassen.

In jeglichen elektronischen Bauelementen entsteht nämlich zwangsläufig immer eine sogenannte „Verlustleistung“ die als Wärme abgegeben wird. Im Ietzten Jahrzehnt hat sich nun die Leistungsfähigkeit von Computersystemen bzw. die Integrationsdichte der Halbleiter (entsprechend des Moor’schen Gesetzes) soweit erhöht, daß es immer aufwendiger geworden ist, die Abwärme abzuführen, wovon die modernen PC-Kühlsysteme (Flüssigkeitskühlungen, Heatpipes, Peltierelemente usw.) zeugen.

Dementsprechend können sich die Leistungsexplosion und die hohen Taktraten der modernen Prozessoren (CPUs), schon einzig und alleine aufgrund der Verlustleistung (Abwärme), unangenehm auf der Stromrechnung niederschlagen. Während beispielsweise ein Pentium 4 aus dem Jahr 2005 mit ca. 80W Verlustleistung einen nahezu riesigen Kühlkörper mit Lüfter benötigt, konnte die Intel Pentium 1 Serie (1995) bei einer Verlustleistung von ca. 10W noch größtenteils mit kleinen Passivkühlern auskommen. Natürlich sollte man diese Prozessor-Generationen tunlichst nicht vergleichen, gerade in Bezug auf Stromverbrauch und Leistungsfähigkeit. Denn hier gilt der Grundsatz, wer die aktuellen Höchstleistungen einer CPU benötigt, muss momentan auch die herstellungsbedingte Verlustleistung akzeptieren. Aber die Hersteller arbeiten mittlerweile an der Senkung des Stromverbrauchs, nicht zuletzt weil stromsparende PCs und „Green IT“ zentrale Themen der diesjährigen CeBIT waren. So besitzt ein moderner Intel Pentium Dual-Core (Doppelkernprozessor) oder auch ein AMD Athlon 64 X2 nur noch eine Verlustleistung von ca. 65W.
Damit dürfte das Stromsparpotential aber bei weitem noch nicht ausgeschöpft sein, gerade vor dem Hintergrund steigender Strompreise und dem Trend zu Wohnzimmer-Rechnern (z.B. HTPC/Home Theater Personal Computer) bzw. Internet-Rechnern im Langzeit-/Dauerbetrieb. Grund genug für Alltagswissen.de, PCs und Notebooks in bezug auf den Stromverbrauch einmmal näher zu betrachten, denn immerhin steht in 70% der deutschen Haushalte heutzutage mindestens ein Computer und damit auch ein potentieller Stromfresser. Wer also an den Kauf eines neuen Computers denkt, der sollte auch immer die Stromkosten im Hinterkopf behalten, bzw. sollte zumindest wissen, in welchem Anwendungsbereich er den Computer hauptsächlich einsetzen will. Eine wohlüberlegte Entscheidung zwischen Notebook/Laptop, Office-PC, Internet-PC/Webserver, High-End-Spielecomputer oder HTPC zu treffen, erscheint auf den ersten Blick möglicherweise trivial. Unter Berücksichtigung der durchschnittlichen Betriebsstunden pro Tag und des tatsächlichen Stromverbrauchs sind die Stromkosten als Folgekosten aber nicht zu unterschätzen und sollten die Kaufentscheidung durchaus beeinflussen – sofern man den Stromverbrauch seines Wunschcomputers überhaupt irgendwo in Erfahrung bringen kann. Deshalb nachfolgend einige Hinweise und Überlegungen aus der Computer-Praxis zum Thema Stromverbrauch und Strom sparen.

Wie erkennt man den Stromverbrauch eines Computers?

Sicherlich wäre es hilfreich, wenn es für PC-Systeme oder Laptops verschiedene Energieeffizienzklassen geben würde. Analog zu Waschmaschinen oder Kühlschränken könnte der Verbraucher dann einen Computer der Energieeffizienzklasse A wählen und schon wäre man als Käufer halbwegs auf der sicheren Seite, was den zu erwartenden Stromverbrauch angeht. Allerdings sind Computer eher willkürliche Ansammlungen von unterschiedlichsten Hard- und Software-Komponenten, die je nach Betriebssystem und Auslastung recht unterschiedliche Verbrauchswerte liefern würden.
Deshalb findet man in den seltensten Fällen konkrete Verbrauchsangaben auf den einzelnen PC-Komponenten, vom wenig bekannten Energy-Star-Label einmal abgesehen. Es bleibt also nur die Internet-Recherche und/oder der Griff zum Energiekosten-Messgerät wenn ein neuer Computer im Bekannten- oder Freundeskreis auftaucht. Dabei wäre es durchaus denkbar, zumindest vorkonfigurierte Notebooks und PC-Komplettsysteme mit aussagekräftigen Herstellerangaben in Bezug auf den Stromverbrauch (z.B. Wirkleistung/ Wattangaben bei Leerlauf und Volllast) zu kennzeichnen.
Wer also verlässliche Verbrauchswerte eines Computers/Monitors/Druckers ermitteln will, muß Eigeninitiative entwickeln und die Hardware per Strommessgerät überprüfen. Dazu wird das ca. 30-60Euro teure Gerät einfach zwischen die Steckdose und das Stromkabel des Rechners gesteckt. Danach läßt sich die aktuelle Leistungsaufnahme (Wattzahl/Wirkleistung) des Computers ablesen bzw. auch der Energieverbauch in Kilowattstunden (kW/h) bei längeren Laufzeiten bestimmen.
Nachfolgend einige nützliche Angaben zum Stromverbrauch von PCs, Notebooks, Monitoren und Flachbildschirmen (TFT/LCD). Der Stromverbrauch wurde anhand von eigenen Messungen ermittelt und muß deshalb als grober Richtwert verstanden werden, der ganz persönliche Messungen und Erfahrungswerte im eigenen Umfeld nur bedingt ersetzen kann.

Rechner/Notebooks und ihr Energiehunger

Modell W (Leerlauf/Idle) W (Volllast CPU)
Desktop-PC: Pentium 3 (667MHz), Win98, S3 Trio 64V 55W
Desktop-PC: Pentium 4 (2,4 GHz), WinXP, Radeon 9200 73W 131W
Desktop-PC: Athlon 64 X2 6000+ (3,0 GHz) AM2, WinXP, MSI Radeon RX3650-MD512-OC 85W 160W
Notebook: IBM Thinkpad, 600, Pentium 2 (300 MHZ), Win2000, mit Display 15W 30W
Notebook: IBM Thinkpad, T20, Pentium 3 (666MHz), Win2000, mit Display 12W
Notebook: IBM Thinkpad, T40, P4 Mobile Prozessor (1,5GHz), mit Enhanced SpeedStep des Intel Centrino Chipsatzes, WinXP, mit Display 22W 37W
Notebook: IBM Thinkpad, T40, P4 Mobile Prozessor (1,5GHz), mit Enhanced SpeedStep des Intel Centrino Chipsatzes, WinXP, ohne Display 12W 27W
Notebook: Acer Aspire 8920G, Intel Core 2 Duo Prozessor T5750 (2,0GHz), NVIDIA GeForce 9500M, 18,4″ Full HD Display 45W
Monitor: 15″-Röhrenmonitor (CRT) W
Monitor: 19″-Röhrenmonitor (CRT) 100W
Monitor: 21″-Röhrenmonitor (CRT) 120W
Flachbildschirm: 17″-LCD
Flachbildschirm: 22″-LCD 41W

Wirft man einen Blick auf den Energieverbrauch der untersuchten Rechner bzw. Notebooks, so fällt sofort auf, dass Desktop-Systeme beim Stromverbrauch nicht annähernd mit tragbaren Computern wie Laptops und Notebooks konkurrieren können.
Wer einen PC also als Schreibcomputer, für das „Internet-Surfen“, oder generell den Dauerbetrieb bei mittlerer Rechenleistung benötigt, der sollte seinen stationären PC vielleicht durch ein günstiges Laptop oder einen gebrauchtes Notebook ersetzen. Laptops bzw. Notebooks sind nämlich schon von Hause aus auf effiziente Energienutzung optimiert – damit sie während des Akku-Betriebs nicht zu schnell schlapp machen.
Besonders deutlich wird diese Tatsache, wenn der Computer keine Aufgaben abarbeitet, sondern einfach nur läuft und auf Eingaben wartet. Dann befindet sich der Prozessor im Leerlaufprozess bzw. „Neudeutsch“ im „Idle“-Zustand, was vom Betriebssystem/BIOS dann für Energiesparmaßnahmen genutzt werden kann bzw. genutzt werden sollte. Stichworte in diesem Zusammenhang wären Intels „Enhanced SpeedStep“- bzw. die AMD „PowerNow!“-Technologie, d.h. Stromsparfunktionen, welche die Taktrate, sowie die Spannung des Prozessors absenken.
Diese stromsparenden Funktionen findet man aber bis heute eher selten bei Arbeitsplatzrechnern, obwohl AMD mittlerweile die „Cool ’n‘ Quiet“-Funktionalität für Desktop-Prozessoren anbietet. Im Falle des oben erwähnten Athlon 64 X2 6000+ (3,0 GHz) bedeutet dies, daß durch „Cool & Quiet“ (AMD Power Monitor und AMD Prozessor-Treiber vorausgesetzt) beide Prozessorkerne auf 1000MHz heruntergetaktet und die Prozessorspannungen (VCore) jeweils von 1,35V auf 1,1V abgesenkt werden. Dadurch sinkt die Verlustleistung, und die Leistungsaufnahme im Leerlauf reduziert sich von 85W auf 65W. Als Nebeneffekt können temperaturgeregelte Prozessorlüfter bzw. zusätzliche Gehäuselüfter die Drehzahl drosseln und so reduziert sich obendrein die Geräuschentwicklung.
Dennoch wird ein tragbarer Computer was Verlustleistung und Stromverbrauch unter Volllast betrifft immer deutlich unter dem Strombedarf eines Desktop-PCs rangieren. Diesbezüglich macht auch die Prozessor-Wahl zwischen AMD und Intel keinen großen Unterschied, denn während Intel in Sachen Strombedarf unter Volllast besser abschneidet als AMD, liegen die aktuellen AMD-Prozessoren bei der Reduktion der Verlustleistung gut im Rennen.
Deutliche Einsparpotentiale liegen noch im Bereich des Monitor-Betriebs, denn die Leistungsaufnahme (Wattangabe) eines herkömmlichen Röhrenmonitors (CRT-Display) liegt weit über dem Stromverbrauch der modernen LCD/TFT-Flachbildschirme. Während sich ein 21″-Röhrenmonitor ca. 120 Watt genehmigt, liegt ein 22″-Widescreen-LCD-Display zwischen 40-60 Watt. Je nach Betriebsstunden kann ein Austausch des Monitors sich bereits nach wenigen Jahren rechnen, d.h. die Anschaffungskosten amortisieren sich aufgrund deutlich geringerer Stromkosten während des Betriebs.
Wer jetzt trotzdem nicht auf seine liebgewonnenen Stromfresser verzichten mag, der sollte zumindest den Rechner bei längeren Arbeitspausen ausschalten. Auch bei ATX-Netzteilen mit Stand-By-Stromverbrauch sollte der allgegenwärtige Energiehunger durch eine abschaltbare Steckdosenleiste gezügelt werden.