Für die Lebensdauer des Laptop-Akkus ist es beispielsweise nicht sonderlich ideal, wenn das Gerät am Schreibtisch meistens am Strom hängt und das Netzteil die Batterie immer auf 100 Prozent hält. Ideal wäre es, den Akku im Netzbetrieb abzuklemmen und das Gerät nur noch über das Netzteil mit Strom zu versorgen — der Akku würde sich dabei nur sehr langsam entladen. Ebenso wichtig wäre es, den Akku nicht immer auf die vollen 100 Prozent Kapazität aufzuladen. Für die Lebensdauer des Akkus ideal wäre ein Pendeln zwischen 20 und 80 Prozent. Das wissen auch die Hersteller, doch unter Linux gibt es oft keinen Dienst, der sich um das optimale Ladeverhalten kümmert. Nur wenige Hersteller wie etwa TUXEDO mit seinem FlexiCharger haben uns Linux-User im Blick.

Battery Health Charging für GNOME

Die Erweiterung installiert ihr per Mausklick über das GNOME Extensions Portal. Anschließend müsst ihr die Einstellungen der Erweiterung öffnen (etwa über das Zahnrad-Icon neben dem Titel im GNOME-Panel) und der Erweiterung unter Installieren via PolicyKit administrative Rechte geben. Zudem müssen die entsprechenden Kernelmodule oder Bibliotheken installiert sein — Details zu den unterstützten Geräten findet ihr auf der Projektseite. Auf meinen zwei Testgeräten, einem TUXEDO InfinityBook Pro 14 unter TUXEDO OS und einem DELL XPS 15 von 2018 unter Arch Linux, ist von Haus aus alles installiert. Das InfinityBook benötigt das tuxedo-keyboard Kernelmodul, der Dell XPS die Bibliothek libsmbios.

Nicht verwirren lassen darf man sich bei der Anzeige des Ladezustands. Stellt der Rechner bei zum Beispiel 80 Prozent das Laden ein. Dann verschwindet der Ladeblitz neben dem Akku-Symbol im Panel, obwohl das Gerät weiter am Strom hängt und der Akku auch nicht entladen wird — bis auf die in der Regel geringe Selbstentladung. Das Verhalten lässt sich in den Einstellungen der Erweiterung korrigieren. Es ist auch nicht ganz klar, ob das System den Ladezustand sauber erkennt. Ist ein Akku bei einem Limit von 90 Prozent nun bei 90 oder 100 Prozent „voll“ geladen? Auch kommen sich die unterschiedlichen Tools ein wenig in die Quere: Setze ich auf dem Dell-Laptop via smbios-battery-ctl den Lademodus, dann bekommt die Erweiterung nichts davon mit, ähnliches passiert noch beim TUXEDO Control Center. Nutzt man aber nur eines der Tools, dann kann man die Erweiterung wunderbar nutzen.

Es ist also dringend an der Zeit sich um das Gerät zu kümmern: Mit einem neuen Lüfter ist endlich wieder Ruhe im Karton. Ein neuer Akku sorgt wieder für 2 Stunden Strom und mit den richtigen Settings hält der Akku sogar knapp an die 3:30 Stunden. Es lohnt sich also ein wenig Zeit in Intels Stromspar-Analyse-Tool Powertop zu investieren. Dabei müsst ihr nicht gleich den Akku tauschen, auch Nutzer eines neuen Laptops profitieren von den durch Powertop empfohlenen Stromsparmaßnahmen.

Generell möchte ich hier jetzt keine große Umbauanleitung geben, da ihr speziell beim Dell Vostro vor keinen großen Problemen steht. Neue zum Vostro V130 kompatible Lüfter gibt es bei Ebay für weniger als 17 Euro und auch neue Akkus kosten nur knapp um die 50 Euro. Für wenig mehr als 65 Euro lässt sich das Notebook somit fast komplett generalüberholen. Bei meinen Bestellungen kam der Lüfter per Luftpost direkt aus China — ohne dass der Zoll sich über die Sendung mokierte. Der Akku wurde dagegen direkt aus Deutschland ausgeliefert.

Neuer Lüfter und Akku

Der Aufwand beim Umbau hält sich beim Vostro V130 in Grenzen: Mit einem konventionellen kleinen Phillips-Schraubendreher aka Kreuzschlitzschraubenzieher lassen sich sämtliche Schrauben auf der Rückseite und die zwei auf der schwarzen Hinterseite herausdrehen. Danach gilt es nur noch die Blende für den SD-Kartenslot rauszunehmen und den Rückendeckel zur Vorderseite hin abzuziehen. Lüfter und Akku lassen sich dann ebenso problemlos austauschen wie das Gerät öffnen, es müssen wieder nur ein paar simple Schrauben gelöst werden.

Direkt nach dem Umbau läuft der Lüfter wieder seidenweich und auch die Akkulaufzeit kann sich mit 2 Stunden wieder sehen lassen. Allerdings sind diese zwei Stunden beileibe nicht das Ende der Fahnenstange. Mit den richtigen Werkzeugen kitzelt ihr locker 50 Prozent mehr Laufzeit aus eurem Linux-Laptop, ohne dass ihr dabei allzu viel Aufwand treiben oder auf Komfort verzichten müsst. Die Akkulaufzeit meines frisch renovierten Dell Vostro V130 ließ sich von den besagten 2 Stunden auf knapp 3:15 Stunden steigern — es lohnt sich also ein wenig in die Thematik einzusteigen.

Akkulaufzeit mir Powertop optimieren

Die 2 Stunden Akkulaufzeit sind im Gegensatz zu den anfänglichen 20 bis 30 Minuten zwar toll, doch nach wie vor nicht wirklich überragend. Von dem integrierten 30 Wh/2700 mAh großen Akku kann man zwar keine Wunder erwarten, doch Dell spricht von über 4 Stunden Laufzeit und der Test bei Notebookcheck berichtet von einer Laufzeit von etwa 2:30 beim Surfen über WLAN beziehungsweise knapp 4:30 im Leerlauf bei geringster Bildschirmhelligkeit. Von daher ist es an der Zeit sich auch etwas mit dem Optimieren der Akkulaufzeit zu beschäftigen.

Dabei hilft euch das von Intel entwickelte Analysewerkzeug Powertop. Es reduziert selber nicht den Stromverbrauch, stattdessen analysiert Powertop das System bis ins letzte Detail und verrät die größten Stromschlucker abseits des Displays und anderer essentieller Funktionen. Doch damit nicht genug: Powertop spuckt gleich die passenden Kommandos aus, mit denen sich die hungrige Hardware ohne großen Einbußen an Komfort und Leistung bändigen lässt. Mit ein bisschen Geduld, lässt sich so die Akkulaufzeit des Laptops daher unter Linux wesentlich verbessern.

HINWEIS: Als Arch-User habe ich die Aktion natürlich mit Arch Linux durchgeführt. Selbstverständlich funktioniert das Tutorial aber auch mit anderen Linux-Distributionen wie Debian oder Ubuntu — Der größte Unterschied liegt in der Installation der Pakete und der Ausführung des Powertop-Skripts während des Bootvorgangs. Für User mit den erwähnten Distributionen gibt es im Ubuntuusers-Wiki auch eine tolle Anleitung. Ich für meinen Teil konzentriere mich hier an dieser Stelle auf Arch Linux und lasse auch mal Beispiele für Ubuntu aus, da ich den Vorgang eben nur unter Arch getestet habe.

Powertop-Tipps unter Arch Linux umsetzen

Im ersten Schritt müsst ihr Powertop mitsamt dem Ethtool und dem Gnome Power Manger installieren. Der Power Manager ist nicht unbedingt von Nöten, allerdings zeigt er den Verlauf des Ladezustands schön übersichtlich als Graph an und liefert zudem zahlreiche andere Informationen zum Stromverbrauch des Systems unter Linux. Braucht ihr kein optisches Feedback eurer Aktion oder setzt ihr auf eine anderen Desktopumgebung als Gnome, dann lasst den Power Manager einfach weg und erspart euch so eventuell die Installation von zahlreichen Abhängigkeiten, die ihr sonst gar nicht braucht.

$ sudo pacman -S powertop ethtool
$ sudo pacman -S gnome-power-manager

Nun ruft ihr mit sudo powertop das Analysewerkzeug zum ersten mal aus einem Terminal heraus auf. In der Übersicht seht ihr ganz oben die aktuelle Entladungsrate in Watt und die von Powertop geschätzte restliche Akkulaufzeit. Merkt euch besonders die aktuelle Entladungsrate, denn die gilt es zum Verlängern der Akkulaufzeit abzusenken. Wichtig ist auch die Anzahl der Aufwachvorgänge/Sekunde. Je öfter der Prozessor aus dem Tiefschlaf geholt wird, desto weniger Zeit verbringt er im Stromsparmodus. Beobachtet beide Ausgaben mal eine Weile und notiert euch die Werte, ihr zieht sie am Ende der Aktion zum Vergleich heran.

### Powertop im Terminal aufrufen und testen
$ sudo powertop
### Powertop-Report erstellen und im Browser öffnen
$ sudo powertop --html=powertop-report.html
$ xdg-open powertop-report.html

Um im Inhalt der Ausgabe zu scrollen, drückt ihr einfach auf die Pfeiltasten eurer Tastatur. Per Tabulator-Taste wechselt ihr von der Übersicht, zum Leerlauf-Status, der Frequenz- und Gerät-Statistik sowie zu den Abstimmbaren Optionen. Hier ist besonders der letzte Punkt Abstimmbare Optionen von Interesse. Die Tabelle zeigt Rechts Systemeinstellungen, die sich auf den Stromverbrauch auswirken. Linksbündig sagt die Ausgabe „Gut“ oder „Schlecht“, ob der entsprechende Punkt bereits behoben ist. Wählt ihr mit den Pfeiltasten einen der schlechten Punkte an, könnt ihr mit oft mit [Eingabe] die entsprechenden Konfiguration optimieren. Die linke Spalte sollte dabei von Schlecht auf Gut wechseln.

Diese Änderung ist nun aber nicht permanent, sodass es sich an dieser Stelle gar nicht lohnt, weiter manuell einen Eintrag nach dem Anderen zu optimieren. Das ist aber auch gar nicht nötig, denn die Einstellungen lassen sich auch direkt im System vornehmen, sodass Powertop nichts mehr zu meckern hat. Erzeugt euch dazu wie im oberen Listing beschrieben einen Powertop-Report powertop-report.html und öffnet diesen im nächstbesten Browser. Auf der Powertop-Seite tippt ihr dann auf den Reiter Tuning. Er enthält gesammelt alle wichtigen Optionen die Akkulaufzeit zu verlängern.

Die Befehle aus dem PowerTop-Report müsstet ihr nun eigentlich direkt übernehmen können. Doch aber auch das macht einiges an Arbeit. Mit ein bisschen Shell-Magie lassen sich die Aufrufe zu wenigen Kommandos kombinieren, die ihr dann in ein extra Powertop-Skript packt, das ihr am Ende dann beim Start des Systems ausführen lässt. Erstellt dazu mit einem beliebigen Texteditor und Root-Rechten die Datei /usr/local/sbin/powertop.sh und fügt den Inhalt aus folgendem Listing ein.

#!/bin/bash
for i in /sys/class/scsi_host/host[012345]/link_power_management_policy; do echo min_power >$i; done
echo '1500' > '/proc/sys/vm/dirty_writeback_centisecs';
echo '1' > '/sys/module/snd_hda_intel/parameters/power_save';
echo '0' > '/proc/sys/kernel/nmi_watchdog';

## Runtime PM for PCI Device
find /sys/bus/pci/devices/*/power -name control -exec echo auto >{} \;
for i in $(find /sys/devices/pci0000\:00/0* -maxdepth 3 -name control); do
    echo auto > $i;
done
find /sys/bus/pci/devices/*/power -name control -exec echo auto >{} \;
for i in $(find /sys/devices/pci0000\:ff/0* -maxdepth 3 -name control); do
    echo auto > $i;
done

Achtet bitte darauf, dass ihr das Skript mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit noch an euer System anpassen müsst. Orientiert euch dabei an den Ausgaben des Powertop-Reports oder an den Tipps des Ubuntuusers-Wiki. Meist werdet ihr in der ersten Zeile die Anzahl der SCSI-Hosts korrigieren („[012345]“), eventuell den Powersave-Modus des Intel-HDA-Soundchips rausnehmen oder auch die das Runtime Power Management anpassen müssen. Am Ende speichert ihr die Datei ab und beendet den Editor. Arbeitet ihr wie hier im Beispiel mit Nano, geschieht dies mit [Strg]+[O], [Eingabe] und [Strg]+[X]. Danach macht ihr das Skript noch mit chmod +x ausführbar, sonst fehlen Systemctl nachher die Rechte das Skript beim Booten zu starten.

$ sudo nano /usr/local/sbin/powertop.sh
$ sudo chmod +x /usr/local/sbin/powertop.sh

Wie schon erwähnt, benutzt Arch Linux Systemd als Init-System. Dieses sorgt unter anderem dafür, dass beim Booten die wichtigsten Prozesse in der richtigen Reihenfolge gestartet werden — an dieser Stelle unterscheidet sich der Vorgang noch von vielen Distributionen, die noch nicht auf Systemd aufbauen. Auch Powertop können wir in dieses System einklinken. Erstellt dafür wieder mit einem Editor und Root-Rechten die Datei /etc/systemd/system/powertop.service und fügt den folgenden Inhalt ein. Diesen müsst ihr dieses mal nicht anpassen. Die Datei sorgt dafür, Systemd das von euch erstellte Powertop-Skript beim Booten ausführen wird.

[Unit]
Description="PowerTop Tuning"
ConditionPathExists=/usr/local/sbin/powertop.sh

[Service]
Type=oneshot
RemainAfterExit=yes
KillMode=none
ExecStart=/usr/local/sbin/powertop.sh
ExecStop=exit

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Nun könnt ihr eure Powertop-Optimierungen testen… ob ihr wirklich richtig steht, seht ihr wenn das Licht angeht. Ruft dazu mit systemctl start den powertop.service auf, mit systemctl status prüft ihr danach den Erfolg der Aktion nach. Auch ein Blick auf sudo powertop lohnt sich. Dort sollte der Tab Abstimmbare Optionen deutlich weniger mit „Schlecht“ markierte Einträge aufführen. Bei mir bleibt eigentlich nur noch das AutoSuspend für die USB-Geräte und der Wake-On-LAN-Status des im Laptop verbauten Ethernet-Adapters zurück.

$ sudo systemctl start powertop.service
$ systemctl status powertop.service
● powertop.service - "PowerTop Tuning config"
Loaded: loaded (/etc/systemd/system/powertop.service; enabled; vendor preset: disabled)
Active: active (exited) since Di 2015-06-02 12:11:49 CEST; 10min ago
Process: 319 ExecStart=/usr/local/sbin/powertop.sh (code=exited, status=0/SUCCESS)
Main PID: 319 (code=exited, status=0/SUCCESS)
CGroup: /system.slice/powertop.service

Jun 02 12:11:49 estrellita systemd[1]: Starting "PowerTop Tuning"...
Jun 02 12:11:49 estrellita systemd[1]: Started "PowerTop Tuning".
$ sudo powertop

AutoSuspend für USB-Geräte solltet ihr generell vermeiden, da sonst Mäuse und andere USB-Geräte immer wieder aussetzen und um Wake-On-LAN kümmern wir uns im nächsten Schritt getrennt vom Powertop-Skript. Ein Laptop hängt selten per Kabel-Ethernet im Netzwerk und muss auch noch seltener per Wake-on-LAN über das Netzwerk geweckt bzw. gebootet werden. Es macht daher Sinn Wake-on-LAN zu deaktivieren, da die Funktion im Standby und Ruhezustand zusätzlichen Strom verbraucht. Unter Arch gibt es mehrere Wege Wake-on-LAN zu steuern, der einfachste geht über eine simple Udev-Regel, die ihr in Form der Datei /etc/udev/rules.d/70-disable_wol.rules mit folgendem Inhalt anlegt.

ACTION=="add", SUBSYSTEM=="net", KERNEL=="eth*", RUN+="/usr/bin/ethtool -s %k wol d"

Funktioniert alles wie gewünscht, dann aktiviert mittels systemctl enable den Powertop-Booteintrag powertop.service und startet euren Rechner anschließend noch einmal neu durch. Habt ihr sauber gearbeitet, dann sollte Powertop kaum mehr einen Task mit „Schlecht“ kennzeichnen. Perfekt läuft es, wenn wirklich nur noch AutoSuspend für eure USB-Geräte als Verbesserungspotential übrig bleibt — diesen Punkt würde ich allerdings wie schon beschrieben nicht korrigieren. Damit solltet ihr nun eurem Linux-Laptop eine deutlich verbesserte Akkulaufzeit verpasst haben.

$ sudo systemctl enable powertop.service
$ sudo reboot

Bei meinem Dell Vostro V130 geht die Entladungsrate im Leerlauf bei aktiviertem WLAN und gleicher Helligkeit des Displays auf 9.10 W bis 9.30 W zurück. Damit verlängert sich im selben Zug auch die Akkulaufzeit von knapp über 2 Stunden auf locker mehr als 3 Stunden — ohne dass ich dabei an Komfort verliere oder irgendwelche Hardware-Komponenten nicht mehr funktionieren. Würde ich WLAN und Bluetooth abschalten sowie die Helligkeit des Displays auf ein erträgliches Minimum reduzieren, wären locker 4 Stunden Akkulaufzeit drinnen. Mehr verspricht Dell für das Gerät auch nicht in den technischen Spezifikationen.

Ampere installiert ihr über den Google Play Store auf eurem Handy oder Tablet. Alternativ bekommt ihr die Anwendung auch als APK-Datei über das XDA-Developers-Forum — Wer die App auf seinem Android-Gerät probieren möchte, braucht keine Root-Rechte, jedoch zwingend Android 5.0 — Diese Android-Version werden viele von euch noch nicht auf ihrem Handy haben. Große Worte über die Bedienung zu verlieren, macht wenig Sinn, denn viel gibt es nicht zu machen. Ihr schließt euer Handy an ein Ladegerät an oder hängt es per USB an den Rechner, und nach einer kurzen Wartezeit könnt ihr den Ladestrom in mA vom Display ablesen.

Ampere zeigt den Ladestrom des Handys an

Ampere

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Die App zeigt den aus den letzten 50 Messungen gemittelten Ladestrom an, wobei die 10 höchsten und tiefsten Werte ausgeklammert werden — Exakte Daten könnt ihr so nicht erwarten, die App soll nur zum Vergleich verschiedener Netzteile dienen. Da der Ladestrom mit zunehmenden Füllgrad des Akkus immer weiter abnimmt, lassen sich die angezeigten Daten allerdings nicht beliebig vergleichen. Am besten hängt ihr das kräftig entladene Handy kurz hintereinander an die von euch zu vergleichenden Netzteile, so sollte der Ladestrom in der Tat vom Steckernetzteil abhängen und nicht vom inzwischen fast vollen Akku gedrosselt werden.