Unity¶

Für das ab Ubuntu 11.04 eingesetzte Unity gibt es das indicator-cpufreq . Seit Ubuntu 12.04 ist es auch in den offiziellen Paketquellen enthalten und wird über das Paket

• indicator-cpufreq (universe)

mit apturl

sudo apt-get install indicator-cpufreq 

sudo aptitude install indicator-cpufreq 

installiert ^[1]. Nach einem einen Neustart bzw. Wiederanmelden kann man über das Symbol die Taktfrequenzen beeinflussen. Die Einstellungen gelten für den Prozessor, nicht für einzelne Prozessorkerne.

GNOME 3

sudo apt-get install cpufrequtils 

sudo aptitude install cpufrequtils 

Xfce¶

Auch unter Xubuntu kann ein natives Panel-Applet genutzt werden. Dazu fügt man dem Panel via ein neues Element Governor Plugin hinzu. Der dazugehörige Paketname lautet:

• xfce4-cpufreq-plugin (universe, nur Anzeige der Taktfrequenz)

mit apturl

sudo apt-get install xfce4-cpufreq-plugin 

sudo aptitude install xfce4-cpufreq-plugin 

Als weitere Möglichkeit kann der im folgenden Abschnitt beschriebene indicator-cpufreq verwendet werden.

LXDE

LXDE¶

Das Panel von LXDE (lxpanel) enthält ein Mini-Programm (Applet), das die Taktfrequenz anzeigen kann. Eine Änderung der Taktfrequenz oder des Governors darüber ist nicht vorgesehen. Man kann alternativ wie unter Unity indicator-cpufreq nutzen, jedoch wird im Lxpanel kein Symbol angezeigt. Um das Symbol im Lxpanel dennoch anzuzeigen, müssen zuerst passende Bilddateien an den entsprechenden Ordner kopiert werden. Dazu öffnet man ein Terminal und kopiert die fünf benötigten Symbole mit folgendem Befehl:

sudo cp /usr/share/icons/ubuntu-mono-dark/status/22/indicator-cpufreq* /usr/share/pixmaps/ 

MATE¶

Zur grafischen Anzeige und Änderung der Frequenzen und Anpassungsmechanismen kann man das Programm mate-cpufreq-applet nutzen, welches in der Regel in der Standardinstallation von Ubuntu MATE enthalten ist. Der entsprechende Paketname lautet ^[1]:

• mate-applets (universe)

mit apturl

sudo apt-get install mate-applets 

sudo aptitude install mate-applets 

MATE

Man führt einen Rechtsklick auf das MATE-Panel aus und wählt dann "Zum Panel hinzufügen -> Überwachen der Prozessortaktstufen". Dort sollte dann im Leerlauf (bei "ondemand") immer die niedrigst mögliche Frequenz angezeigt werden. Bei mehreren Kernen fügt man dem Panel weitere Instanzen des Programms hinzu und stellt dann jeweils die zu überwachende CPU ein.

Mit einem Linksklick auf das Applet kann man die Taktstufen-Anpassung auch selbst verändern. So kann man beispielsweise die Taktrate fest auf den niedrigsten Wert einstellen. Klickt man zum ersten Mal auf einen der Werte, so muss ein Administrator des Systems diesen Vorgang erlauben.

Kommandozeile¶

Zur Kontrolle (Änderungen sind nicht möglich) dient das Programm cpufreq-info aus dem Paket:

• cpufrequtils (universe)

mit apturl

sudo apt-get install cpufrequtils 

sudo aptitude install cpufrequtils 

Beispiel:

cpufreq-info 

Ausgabe für einen Pentium M Einkern-Prozessor (CPUs werden beginnend mit 0 hochgezählt):

cpufrequtils 007: cpufreq-info (C) Dominik Brodowski 2004-2009
Bitte melden Sie Fehler an cpufreq@vger.kernel.org.
analysiere CPU 0:
  Treiber: acpi-cpufreq
  Folgende CPUs laufen mit der gleichen Hardware-Taktfrequenz: 0
  Die Taktfrequenz folgender CPUs werden per Software koordiniert: 0
  Maximale Dauer eines Taktfrequenzwechsels: 20.0 us.
  Hardwarebedingte Grenzen der Taktfrequenz: 600 MHz - 1.70 GHz
  mögliche Taktfrequenzen: 1.70 GHz, 1.40 GHz, 1.20 GHz, 1000 MHz, 800 MHz, 600 MHz
  mögliche Regler: conservative, ondemand, userspace, powersave, performance
  momentane Taktik: die Frequenz soll innerhalb 600 MHz und 1.70 GHz.
                    liegen. Der Regler "ondemand" kann frei entscheiden,
                    welche Taktfrequenz innerhalb dieser Grenze verwendet wird.
  momentane Taktfrequenz ist 1.20 GHz.
  Statistik:1.70 GHz:14,12%, 1.40 GHz:0,02%, 1.20 GHz:0,03%, 1000 MHz:0,02%, 800 MHz:0,13%, 600 MHz:85,68%  (266)

Um schnell zwischen verschiedenen Governors umzuschalten, kann das folgende Skript verwendet werden:

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#!/bin/sh

echo "gov - show or set governor (set requires root privileges)"
echo "usage: [sudo] gov [o|ondemand|f|performance|p|powersave|c|conservative]"
echo "governor in use:"

getgov=$(cat /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor)

case $1 in
  o|ondemand)     governor=ondemand;;
  f|performance)  governor=performance;;
  p|powersave)    governor=powersave;;
  c|conservative) governor=conservative;;
  *)         echo $getgov
         exit;;
esac

for g in /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor; do echo $governor > $g; done
echo $(cat /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor)

Als gov abspeichern und ausführbar machen. Um den Governor ändern zu können, muss es mit Root-Rechten gestartet werden.

Daten zur CPU-Frequenz auslesen¶

Alle relevanten Daten zur Taktfrequenz der CPU (wie z.B. mögliche Taktfrequenzen, aktuelle Taktfrequenz, Strategie für Taktfrequenzwechsel etc.) befinden sich in einem Unterverzeichnis von /sys. Dies ist keine "festes" Verzeichnis wie z.B. /usr oder /home, sondern wird bei jedem Systemstart bzw. zur Laufzeit dynamisch angelegt. Der Linux-Kernel legt in diesem Verzeichnis viele Systeminformationen ab. Um die Daten der CPU-Frequenz auszulesen, hilft das Verzeichnis /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq weiter.

Lässt man sich mit

ls /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/ 

den Inhalt dieser Verzeichnisse ausgeben, erhält man eine Ausgabe wie z.B.

affected_cpus     ondemand                       scaling_driver    stats
cpuinfo_cur_freq  scaling_available_frequencies  scaling_governor
cpuinfo_max_freq  scaling_available_governors    scaling_max_freq
cpuinfo_min_freq  scaling_cur_freq               scaling_min_freq

ondemand (der Name ist abhängig vom gerade verwendeten Governor) und stats sind Verzeichnisse, alles andere sind Textdateien, welche bestimmte Informationen zur CPU bzw. zur Taktfrequenz enthalten. Fast alle Dateien können ohne weiteres mit cat in einem Terminal ^[2] angezeigt werden.

Soll z.B. die maximal mögliche CPU-Frequenz ausgelesen werden:

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/cpuinfo_max_freq 

1400000

Die Ausgabe erfolgt in KHz, d.h. diese CPU hat einen maximalen Takt von 1,4 GHz.

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor 

conservative

ls /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/conservative/ # spätestens seit Ubuntu 12.04 entfällt hier "cpu0/" 

down_threshold  ignore_nice_load      sampling_rate      sampling_rate_min
freq_step       sampling_down_factor  sampling_rate_max  up_threshold

ls /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/stats/ 

time_in_state  total_trans  trans_table

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/stats/time_in_state 

1400000 53513
1200000 2616
1000000 2400
800000 2840
600000 1208171

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/stats/total_trans 

5477

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/stats/trans_table 

   From  :    To
         :   1400000   1200000   1000000    800000    600000
  1400000:         0       282       258       291      1549
  1200000:        52         0        12        12       206
  1000000:        48         0         0        14       208
   800000:        52         0         0         0       265
   600000:      2228         0         0         0         0

Manuelle Änderungen vornehmen¶

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor 

ondemand

cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_available_governors 

powersave userspace ondemand conservative performance

echo conservative | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor 

conservative

Einstellung bei Systemstart festlegen¶

Mit Hilfe der sysfsutils lassen sich Einträge im Verzeichnis /sys bei Systemstart vornehmen. So ist es z.B. auch möglich, den Governor festzulegen, ohne jedesmal den Befehl echo <Option> | sudo tee ... aufrufen zu müssen.

Dazu muss man das Paket

• sysfsutils (universe)

mit apturl

sudo apt-get install sysfsutils  

sudo aptitude install sysfsutils  

installieren. Anschließend bearbeitet oder ergänzt man in der Konfigurationsdatei /etc/sysfs.conf in einem Editor mit Root-Rechten ^[3]. Um z.B. den "Ondemand Governor" festzulegen und den minimalen CPU-Takt auf 1,0 Ghz, ergänzt man folgende Zeilen:

devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor = ondemand
devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_min_freq = 1000000

Dazu muss folgender Befehl eingegeben werden:

sudo update-rc.d ondemand disable 

ondemand-Governor startet nicht¶

Per Design - it's a feature, not a bug - wird der Rechner ab Ubuntu 9.04 mit dem Governor performance gestartet. Nach kurzer Zeit (wenige Minuten nach Systemstart) übernimmt der neue Dienst ondemand die Aufgabe, den gleichnamigen Governor ondemand zu aktivieren. Damit ist Ubuntu in der Lage, den Systemstart zu beschleunigen, während der Prozessor im normalen Betrieb dynamisch geregelt wird.

Allerdings können Probleme mit manchen CPUs auftreten, die auf performance bleiben. Zur Diagnose die Datei /var/log/kern.log auf Fehlermeldungen prüfen. Beispiel:

"ondemand governor failed, too long transition latency of HW, fallback to performance governor"

Praktisch heißt das: der Prozessor ist nicht in der Lage, ausreichend schnell herunter- bzw. hochzutakten. Daher wird er dauerhaft mit der höchsten Taktfrequenz betrieben.

Speziell beim Pentium 4 kann der Einsatz eines userspace-Governors in Kombination mit dem Kernelmodul p4-clockmod helfen. Obwohl einzelne Taktstufen dann frei wählbar sind, bewirkt die Auswahl von "Conservative" und "Ondemand" in manchen Fällen einen Rückfall auf "Performance" ("Powersave" funktioniert). Die Kontrolle kann alternativ auch mit PowerTOP erfolgen.

Der Dienst ondemand kann auch der Grund sein, wenn eigene Einstellungen (z.B. über /etc/rc.local) wieder überschrieben bzw. zurückgesetzt werden. Dies sollte bei Manipulationen am Governor beachtet werden.

sudo apt-get install cpufreqd 

sudo aptitude install cpufreqd 

Prozessor taktet bei unwichtigen Prozessen hoch¶

Ab Ubuntu 9.04 werden auch Prozesse niedriger Priorität (kleiner nice-Wert) bei dynamischen Govenor (z.B. ondemand) bei Auslastung mit hoher Taktfrequenz bearbeitet. Dies kann bei Hintergrundprozessen (z.B. BOINC) unerwünscht den Stromverbrauch erhöhen. Dies wird mit dem Setzen der Datei ignore_nice_load auf 1 geändert. Die einfachste Methode ist es, dies mit Hilfe der sysfsutils gleich beim Start festzulegen. Dazu muss das Paket sysfsutils installiert sein.

Dann öffnet man die Datei /etc/sysfs.conf mit einem Texteditor ^[3] und Root-Rechten ^[4] und fügt folgende Zeilen ein (spätestens seit Ubuntu 12.04 entfällt hier "cpu0/") :

devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor = ondemand
devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/ondemand/ignore_nice_load = 1

Dann wird wie gehabt beim Start des Systems automatisch der Ondemand-Govenor eingestellt, allerdings ignoriert er dann Prozesse niedriger Priorität.

Um dieses Verhalten beim Systemstart automatisch zu aktivieren, kann man die Zeile:

## spätestens seit Ubuntu 12.04 entfällt hier "cpu0/"
echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/ondemand/ignore_nice_load

in die Datei /etc/rc.local eintragen.

Damit die Einstellung auch nach dem Erwachen aus dem Standby erhalten bleibt, muss die Datei /usr/lib/pm-utils/sleep.d/94cpufreq angepasst werden, um den "ignore_nice_load" erneut setzen:

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11

case "$1" in
	suspend|hibernate)
		hibernate_cpufreq
		;;
	resume|thaw)
		thaw_cpufreq;
		echo 1 > /sys/devices/system/cpu/cpufreq/ondemand/ignore_nice_load
		;;
	*) exit $NA
		;;
esac