Consumo de energia: quanto custa deixar um computador ligado 24 horas

Watts e quilowatts-hora: a diferença que a conta de luz cobra

Duas unidades aparecem o tempo todo quando o assunto é consumo, e confundi-las é a causa de quase todo cálculo errado. O watt (W) mede potência: a velocidade com que um aparelho consome energia em um instante. O quilowatt-hora (kWh) mede energia: a quantidade consumida ao longo do tempo. A conta de luz cobra por kWh.

Uma analogia ajuda: a potência é a vazão de uma torneira (litros por minuto); a energia é a quantidade de água que encheu o balde (litros). Uma torneira fraca aberta o dia inteiro enche mais baldes do que uma torneira forte aberta por um minuto. É exatamente o caso do servidor: ele raramente consome muito em um instante, mas consome o tempo todo.

A conversão é simples: 1 kWh é o que um aparelho de 1.000 W consome em uma hora, ou um aparelho de 100 W em dez horas, ou um de 10 W em cem horas. Para transformar watts em kWh por mês, multiplique a potência pelas horas do mês (24 × 30 = 720) e divida por 1.000.

Medir com um medidor de tomada ou estimar

O jeito mais confiável de saber o consumo é medir. Um medidor de consumo de tomada (também chamado de wattímetro de tomada) é um aparelho barato que fica entre a tomada da parede e o cabo do computador e mostra, em um visor, a potência instantânea em watts e, em alguns modelos, o acumulado em kWh. Deixe-o medindo por 24 horas ou mais, com o servidor em uso normal, e anote o acumulado; isso incorpora os momentos de repouso e os picos de atividade. Se o seu modelo só mostra a potência instantânea, anote o valor em repouso e o valor durante uma cópia de arquivos, e use uma média ponderada pelo tempo em cada estado.

Se não tiver o medidor, dá para estimar com as faixas da seção seguinte. A estimativa erra para mais ou para menos em uns 30%, o que é suficiente para decidir entre tipos de máquina, mas não para discutir centavos. Vale comprar o medidor assim que o servidor estiver ligado: ele também serve para descobrir quanto consomem a geladeira, o roteador e o ar-condicionado.

Dois cuidados ao medir: inclua tudo o que faz parte do servidor (discos externos, nobreak, switch) na mesma tomada; e meça depois das configurações de economia, não antes, porque elas mudam o resultado.

A fórmula do custo mensal

Com a potência média em mãos, o custo mensal sai de uma conta de uma linha:

custo mensal (R$) = potência média (W) × 24 × 30 ÷ 1000 × tarifa (R$/kWh)

Os termos: a potência média é o valor medido ou estimado; 24 × 30 são as horas de um mês; a divisão por 1.000 converte Wh em kWh; a tarifa é o que a sua distribuidora cobra por kWh.

Exemplo, com valores hipotéticos: suponha um PC de mesa antigo com potência média de 45 W e uma tarifa de R$ 0,90 por kWh. O consumo mensal é 45 × 24 × 30 ÷ 1000 = 32,4 kWh. O custo é 32,4 × 0,90 = R$ 29,16 por mês, ou cerca de R$ 350 por ano. Troque 45 W por 10 W (um mini PC ou notebook) e o resultado cai para 7,2 kWh e R$ 6,48 por mês. Esses números servem só para ilustrar a conta; não são medições.

Faixas de consumo por tipo de máquina

Os valores abaixo são ordens de grandeza para o consumo em repouso ou com carga leve, que é o estado típico de um servidor doméstico. Dependem do modelo, da idade, do número de discos e das configurações; meça o seu antes de tomar qualquer decisão por centavos. A coluna de custo usa a tarifa hipotética de R$ 0,90 por kWh do exemplo, apenas para dar noção de escala.

A leitura da tabela é direta: um PC de mesa antigo custa por mês o que um mini PC ou um notebook custam em quatro ou cinco meses. Ao longo de dois anos, essa diferença pode pagar um mini PC usado. É o principal argumento a favor das máquinas pequenas comparadas em Mini PC ou Raspberry Pi: qual escolher para começar e a favor do notebook, descrito em Notebook velho como servidor. Mas não é o único argumento: um PC de mesa tem espaço para discos e custa zero se já está em casa. A decisão completa, incluindo o custo de compra e o tempo envolvido, está em Vale a pena ter um servidor em casa?.

Para onde vai a energia dentro do computador

Entender onde a energia é gasta mostra onde dá para economizar. Em um PC de mesa em repouso, a divisão aproximada é esta:

Três conclusões saem desse mapa. Primeira: a fonte é um multiplicador; uma fonte antiga e ineficiente desperdiça uma fração de tudo o que passa por ela. Segunda: a placa de vídeo dedicada consome energia mesmo com o servidor sem tela, e um servidor não precisa dela. Terceira: discos mecânicos consomem enquanto giram, e podem parar de girar quando ninguém os usa.

Como reduzir o consumo sem desligar o servidor

As medidas abaixo estão em ordem aproximada de impacto. Nenhuma exige desligar o servidor nem comprar equipamento novo.

1. Remova a placa de vídeo dedicada. Se o processador tem vídeo integrado (a maioria dos Intel e muitos AMD de escritório), tire a placa e ligue o monitor, quando precisar dele, na saída da placa-mãe. Pode ser a maior economia individual em um PC de mesa.
2. Coloque os discos mecânicos em espera. No OpenMediaVault, cada disco tem uma opção de "gerenciamento avançado de energia" e um tempo para parar de girar. No Ubuntu ou Debian, o utilitário hdparm faz o mesmo:
   Terminal

   sudo hdparm -S 120 /dev/sda

   O valor 120 é contado em blocos de 5 segundos, ou seja, o disco /dev/sda para de girar depois de 10 minutos sem acesso. Troque sda pelo disco de dados (nunca o do sistema, que é acessado o tempo todo). Para a configuração sobreviver ao reinício, ela precisa ir ao arquivo /etc/hdparm.conf. Cuidado com o exagero: parar e ligar o disco dezenas de vezes por dia desgasta mais do que deixá-lo girando; um tempo de 10 a 30 minutos é um meio-termo razoável.
3. Use o governador de frequência em modo de economia. O Linux ajusta a velocidade do processador por um "governor". Veja o atual e mude para powersave:
   Terminal

   cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_governor
   echo powersave | sudo tee /sys/devices/system/cpu/cpu*/cpufreq/scaling_governor

   O primeiro comando mostra o modo em uso; o segundo grava powersave em todos os núcleos. Em processadores Intel recentes, os modos disponíveis são powersave e performance, e o primeiro já é o padrão. A mudança não persiste após reiniciar; para torná-la permanente, use o pacote de gerenciamento de energia da sua distribuição ou um serviço do systemd. Em servidor doméstico, o ganho é modesto, mas gratuito.
4. Ative os estados de economia na BIOS. Opções com nomes como "C-States", "EIST", "Cool'n'Quiet" ou "ASPM" permitem que o processador e os barramentos durmam quando ociosos. Costumam vir ativadas, mas vale conferir em máquinas antigas.
5. Desligue o monitor e os periféricos. Um monitor ligado pode consumir tanto quanto o servidor inteiro. Depois da instalação, o servidor é administrado pela rede, como mostra SSH básico; monitor, teclado e mouse podem ir embora.
6. Agende o desligamento se o servidor não precisa funcionar de madrugada. Um comando agendado pode desligá-lo à 1h e a função Wake-on-LAN da placa de rede, ou um alarme de BIOS, ligá-lo às 7h. Isso tira um quarto das horas do mês. A contrapartida: backups noturnos precisam caber na janela ligada, e a rotina de manutenção em Rotina de manutenção deve prever isso.

Nobreak: o que ele consome e o que protege

Um nobreak (UPS, em inglês) é uma bateria com um circuito que mantém o servidor ligado quando a energia da rua cai. Para um servidor doméstico, a função dele não é manter tudo funcionando por horas, e sim dar tempo para o sistema desligar de forma ordenada, terminando gravações em andamento. Um corte abrupto no meio de uma gravação pode corromper arquivos e, em sistemas de arquivos mais sensíveis, exigir reparo; em uma reconstrução de RAID, pode ser pior, como explica RAID explicado sem mistério.

Do ponto de vista do consumo, o nobreak é um custo pequeno e constante: ele gasta alguns watts para manter a bateria carregada e tem uma perda própria. Modelos simples ("standby" ou "line-interactive") perdem pouco; os de dupla conversão, usados em empresas, perdem bem mais e não fazem sentido em casa.

Para escolher o tamanho, não se guie pela potência em VA anunciada em letras grandes, e sim pela potência em watts, que costuma ser 60% a 70% do valor em VA. Um servidor de 50 W com o roteador e o modem ligados ao mesmo nobreak pede folga, mas qualquer modelo doméstico cobre isso com minutos de sobra. O detalhe que faz diferença é a comunicação com o servidor: nobreaks com porta USB permitem que o Linux (via programas como NUT ou apcupsd) saiba que a energia caiu e desligue o sistema sozinho antes de a bateria acabar. Sem isso, o nobreak só adia o corte abrupto.

Notebooks dispensam o nobreak, porque a bateria faz o papel dele, e o sistema já sabe lidar com a falta de energia; é uma das vantagens discutidas em Notebook velho como servidor.

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