第9章 PowerTOP を使用した電力消費の管理


コンピューターシステム全体の消費電力を削減することで、コストを削減できます。各システムコンポーネントのエネルギー消費を効果的に最適化するには、システムが実行するさまざまなタスクを検討し、各コンポーネントのパフォーマンスがそのジョブに対して正しいことを確認するように設定します。特定コンポーネントやシステム全体の消費電力を下げると、熱およびパフォーマンスが低下します。

電源管理を適切に行うと、次の結果が得られます。

  • サーバーやコンピューティングセンターにおける熱の削減
  • 冷却、空間、ケーブル、発電機、無停電電源装置 (UPS) などの二次コストの削減
  • ノートパソコンのバッテリー寿命の延長
  • 二酸化炭素排出量の削減
  • Energy Star など、グリーン IT に関する政府の規制や法的要件への対応
  • 新システムに関する企業ガイドラインの遵守

9.1. 電源管理の基本

効果的な電源管理は、以下の原則に基づいて行われます。

アイドル状態の CPU は必要なときだけ起動する

Red Hat Enterprise Linux 6 以降、カーネルはティックレスで実行されます。つまり、以前の定期的なタイマー割り込みが、オンデマンド割り込みに置き換えられました。そのため、新しいタスクが処理のキューに追加されるまで、アイドル状態の CPU はアイドル状態を維持できます。低電力状態にある CPU は、この状態を持続できます。ただし、システムに、不要なタイマーイベントを作成するアプリケーションが存在する場合は、この機能の利点が相殺される可能性があります。ボリュームの変更やマウスの動きの確認などのポーリングイベントは、このようなイベントの例です。

Red Hat Enterprise Linux には、CPU 使用率に基づいてアプリケーションを特定および監査するためのツールが含まれています。詳細は、監査と分析の概要 および 監査ツール を参照してください。

使用されていないハードウェアとデバイスは完全に無効にする
これは、ハードディスクなどの可動部品を持つデバイスに当てはまります。さらに、アプリケーションにより、使用されていないが有効なデバイスが "オープン" なままになることがあります。このような状況が発生すると、カーネルがデバイスが使用中であると想定し、デバイスが省電力状態に移行できなくなる可能性があります。
負荷が低いときは消費電力を抑える
電力効率は、特に x86 以外のアーキテクチャーでは、最新のハードウェアと適切な BIOS または UEFI 設定に依存することがよくあります。システムで最新の公式ファームウェアが実行されていること、および BIOS またはデバイス設定で電源管理機能が有効になっていることを確認してください。

以下のような機能を確認してください。

  • ARM64 用の CPPC (Collaborative Processor Performance Controls) のサポート
  • IBM Power Systems の PowerNV サポート
  • Cool'n'Quiet
  • ACPI (C-state)
  • Smart

ハードウェアがこれらの機能をサポートしており、BIOS で有効になっている場合、Red Hat Enterprise Linux はデフォルトでそれらを使用します。

Different forms of CPU states and their effects

最新の CPU は、ACPI (Advanced Configuration and Power Interface) とともに、さまざまな電源状態を提供します。3 つの異なる状態は以下のとおりです。

  • スリープ (C-state)
  • 周波数と電圧 (P-state)
  • 熱の出力 (T-states または thermal state)

    最も深いスリープ状態で動作している CPU は、消費エネルギーが最も少なくなります。しかし、必要なときにその状態からウェイクアップさせるのに、はるかに多くの時間がかかります。まれに、スリープ状態に切り替わるたびに CPU が即座にウェイクアップしなければならなくなることがあります。この状況は、実質的に永続的に CPU がビジー状態になり、別の状態を使用すると潜在的な省電力の一部が失われます。

電源を切ったマシンは電力使用量が最も少ない
電力を節約する最善の方法の 1 つは、システムの電源を切ることです。たとえば、会社では、昼休みや帰宅時にマシンをオフにするガイドラインを使用して、"green IT" を意識することに焦点をあてた企業文化を育成できます。また、複数の物理サーバーを 1 台の大きなサーバーに統合し、Red Hat Enterprise Linux に付属する仮想化テクノロジーを使用して仮想化することもできます。
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