Calculateur d'économies d'énergie des produits client Dell. Description générale de la consommation d'énergie des systèmes informatiques :

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1 Calculateur d'économies d'énergie des produits client Dell Objectif : Le calculateur d'économies d'énergie des produits client Dell est un outil destiné aux clients qui leur permettra d'évaluer la quantité d'énergie que consomme un ordinateur en un an et les coûts de fonctionnement du système durant cette période. Le calculateur tient compte du profil d'utilisation de l'utilisateur final et du type de système utilisé ainsi que de certaines configurations système pour générer les estimations annuelles d'utilisation d'énergie et de coûts. Le calculateur offre la possibilité de choisir des caractéristiques d'économie d'énergie et de comparer les économies de coûts qu'elles entraînent. Le calculateur offre de nombreuses options permettant au client de configurer les composants du système afin qu'ils soient assez similaires à son système actuel. Le calculateur est conçu pour fournir au client une estimation de la consommation et des coûts d'énergie annuels du système qu'il possède ou a l'intention d'acquérir. Le calculateur comporte une fonction qui indique les états d'alimentation de temporisation et de veille sur les systèmes munis d'options de gestion de l'alimentation, comme Energy Smart. Le calculateur d'économies d'énergie utilise les valeurs de temporisation programmées associées aux options de gestion de l'alimentation sélectionnées par le client. Ces valeurs sont utilisées pour calculer la consommation d'énergie du système avec une période de lunch d'une heure ou une pause de 20 minutes en avant-midi et en après-midi. Ainsi, le calculateur tient compte des états de faible consommation du système durant les périodes de pause quotidiennes, réduisant par conséquent la consommation d'énergie annuelle et les estimations de coûts pour refléter une utilisation réaliste du système. La figure 2 illustre le profil d'un système qui entre en mode de veille. Description générale de la consommation d'énergie des systèmes informatiques : La consommation d'énergie des ordinateurs modernes peut varier grandement selon l'application ou la tâche qu'effectue l'ordinateur. La tâche qu'effectue l'ordinateur et le logiciel (le système d'exploitation et l'application utilisés) sont des facteurs importants de la consommation d'énergie réelle pendant une période donnée. Le calculateur d'économies d'énergie en ligne Dell divise les charges de travail possibles d'un système informatique en trois catégories principales d'utilisation active et en deux catégories de fonctionnement non actif, tel que décrit ci-dessous : 1. Hibernation/Arrêt État de consommation d'énergie la plus faible du système lorsque le câble d'alimentation est branché. Tous les circuits électroniques principaux du système ne reçoivent aucune alimentation, à l'exception des circuits requis pour détecter l'activation de l'interrupteur d'alimentation par l'utilisateur ou les événements de réveil du système, tels que le réveil par le réseau (Wake On Lan). 2. Veille prolongée État de faible consommation d'énergie comme le mode Veille alors que le système n'exécute activement aucun code et que le moniteur est désactivé. La plus grande partie du système est désactivée, à l'exception de la mémoire, des circuits requis pour maintenir l'état de la mémoire et des circuits requis pour détecter les interactions avec l'utilisateur et les événements de réveil. Le système est en mesure de répondre aux actions de l'utilisateur (c.-à-d., l'activation du 1

2 bouton d'alimentation, les activités de la souris ou du clavier ou les demandes d'activités potentielles du réseau) et de reprendre le fonctionnement normal dans un délai de quelques secondes seulement. 3. Inactivité L'ordinateur fonctionne et est généralement inactif, affichant une image fixe à l'écran, sans interaction avec l'utilisateur. Le système peut être stationné sur le bureau ou dans une application ouverte mais inactive. 4. Productivité L'utilisateur final effectue du travail de bureau type, comme l'envoi de courriel, la création de documents ou la navigation sur Internet, à l'aide d'applications de type bureau standard. 5. Performance maximale Cet état est atteint lorsque l'utilisateur final exécute des applications exigeant une grande capacité, des calculs scientifiques complexes, de la modélisation ou des jeux en 3D qui demandent beaucoup au système et entraînent une augmentation importante de la consommation d'énergie. Les systèmes effectueront une transition entre ces états selon l'interaction avec l'utilisateur ou les conditions de temporisation si le système est configuré pour se mettre en mode d'arrêt lorsque des états de faible consommation surviennent. Gestion de l'alimentation de l'ordinateur Une des méthodes de conservation de l'énergie les plus avantageuses pour les systèmes informatiques est le recours à la gestion de l'alimentation de l'ordinateur. Lorsqu'elle est activée sur un système correctement configuré, la gestion de l'alimentation de l'ordinateur place l'ordinateur dans un état de faible consommation d'énergie (sommeil ou hibernation) après une certaine période d'inactivité. Les ordinateurs qui ne sont pas configurés pour la gestion de l'alimentation demeureront dans un état d'inactivité et consommeront par conséquent plus d'énergie durant ces périodes. Le calculateur d'économies d'énergie offre une granularité dans la sélection des valeurs de temporisation du système de gestion de l'alimentation et reflète fidèlement les valeurs de temporisation que Dell utilise pour les systèmes informatiques qu'elle expédie. Les clients qui fournissent leurs propres images de système d'exploitation (SE) ou qui modifient l'image standard que Dell fournit habituellement doivent vérifier leurs valeurs de temporisation mises en œuvre par rapport aux valeurs Dell afin de déterminer les paramètres qui correspondent le mieux à leurs propres mises en œuvre. Estimation de la consommation d'énergie : Afin de calculer l'énergie utilisée par un ordinateur au cours d'une année, il faut d'abord décrire comment le système sera utilisé au cours de l'année. Nous définissons l'année comme une combinaison de jours de travail et de jours de congé. L'utilisateur doit par conséquent définir en premier lieu le nombre de jours de travail et de congé utilisé pour les calculs. Les valeurs entrées sont utilisées pour définir un jour de travail type, tel que présenté dans le champ à la Figure 1. Par défaut, le calculateur utilise sept heures de productivité et une heure de performance maximale par jour. 2

3 Modèle d'utilisation quotidienne par l'utilisateur Alimentation Productivité Performance maximale Pause Productivité Repas Productivité Performance maximale Pause Productivité Heures Portion de la journée de travail Périodes de pause à programmer avec une valeur par défaut de 20 minutes 2 fois par jour Période de repas de 1 heure Figure 1 La consommation d'énergie pour les applications de productivité est établie en mesurant l'énergie moyenne lors de l'exécution des tests de performance SysMark Office Productivity et les charges de travail haute performance sont établies en mesurant l'énergie moyenne lors de l'exécution des tests de performance 3DMark. La figure 1 présente le profil d'un jour de travail type, le temps étant représenté sur l'axe horizontal alors que la hauteur des blocs indique approximativement l'énergie utilisée par le système durant ces périodes. Les périodes de pause et de repas sont illustrées comme des blocs à hauteur fixe mais présentent en fait des variations d'énergie significatives dans la fenêtre de temps si les valeurs de temporisation sont suffisamment courtes. Ces périodes seront décrites plus en détail à la section suivante. La journée active est divisée en une session du matin et une session d'après-midi avec une pause-repas entre ces deux sessions. Les périodes du matin et de l'après-midi comportent également une pause de 20 minutes qui offre des occasions supplémentaires de réduire la consommation d'énergie. Les périodes de travail du matin et de l'après-midi se déroulent selon la séquence suivante. 1. Session de travail de productivité 2. Session de travail de performance maximale 3. Pause 4. Session de travail de productivité Les pauses d'avant-midi et d'après-midi offrent au modèle la possibilité de démontrer certains avantages des valeurs de temporisation plus courtes Energy Star et Energy Smart et représentent plus fidèlement les périodes où les utilisateurs se rendent à la salle de bain ou lisent et discutent pendant des périodes prolongées au cours de la journée. Lorsque la gestion de l'alimentation est activée sur le calculateur en ligne, ce profil avec les valeurs de temporisation plus courtes que Dell met en œuvre dans les paramètres BIOS et du SE sont utilisées pour calculer la consommation annuelle d'énergie. 3

4 États de consommation inactif à faible Les systèmes d'exploitation Microsoft Windows actuels (XP, Vista et Windows 7) offrent non seulement la possibilité de passer à des états de faible consommation, mais permettent également de contrôler avec quelle rapidité les systèmes effectuent ces transitions ainsi que les états d'alimentation utilisés pour ces transitions. Une séquence de transition type est illustrée ci-dessous à la figure 2. Séquence de réduction de l'alimentation pour un arrêt en raison de l'absence de l'utilisateur Alimentation Inactif Arrêt Sommeil INACTIF Hibernation Tslp Temps (hres) Thib Tmiss Temps pendant lequel l'utilisateur est absent peut prendre fin n'importe où dans cette zone Tslp Arrêt pour inactivité à état de sommeil Thib Arrêt pour sommeil à hibernation Tmiss Temps total pendant lequel l'utilisateur est absent Figure 2 Les systèmes qui ne sont pas dotés de la gestion de l'alimentation demeureront au niveau d'alimentation inactif pendant toute la période d'inactivité du système. Les systèmes dotés de la gestion de l'alimentation de l'ordinateur seront habituellement configurés pour effectuer une transition vers des états de faible consommation selon ce profil en passant en mode En attente ou Veille après une période d'inactivité établie (T SLP ) puis, par la suite, en mode d'hibernation ou à l'arrêt si le système demeure inutilisé pour une plus longue période (T HIB ). Dell fournit des valeurs par défaut pour ces fonctions de temporisation sur tous les produits qu'elle livre. Des valeurs de temporisation plus courtes offrent de plus importantes économies d'énergie (le système demeure plus longtemps en mode de faible consommation d'énergie) au sacrifice d'inconvénients potentiels (l'utilisateur doit attendre plus longtemps avant que le système ne soit prêt à être utilisé lorsqu'il revient). Dell offre des paramètres plus dynamiques (valeurs de temporisation plus courtes) pour les systèmes qui sont conformes aux exigences Energy Star et pour les plateformes Dell Energy Smart. 4

5 Le tableau 1 ci-dessous présente les valeurs de temporisation de la gestion de l'alimentation utilisées avec le calculateur. Aucun Par défaut Energy Smart Energy Star Temporisation à mode sommeil (heures) Jamais 1 0,25 0,25 Temporisation à mode hibernation (heures) Jamais Jamais 4 18 Temporisation du moniteur 0,5 0,5 0,25 0,25 Tableau 1 Les journées de congé sont représentées en utilisant soit le mode de consommation inactif, veille ou hibernation pour toute la période de 24 heures dans le cas des systèmes sans gestion de l'alimentation et avec gestion de l'alimentation activée, respectivement. Le nombre de journées de travail au cours de l'année est établi par défaut à 250 jours. Calcul de l'utilisation d'énergie La méthode qu'utilise Dell pour calculer la consommation d'énergie annuelle consiste à définir un profil d'utilisation au cours d'une journée de travail type et un profil pour une journée de congé ou de non utilisation et à calculer la consommation d'énergie pour chacune de ces journées. Ces valeurs multipliées par le nombre de jours de travail et de congé au cours de l'année donnent la consommation d'énergie annuelle estimée du système. Jours de travail La journée de travail est calculée de la façon suivante selon Équation 1. Équation 1 E TRAVAIL = E PROD + E PERFMAX + E REPAS + E PAUSE Où : E TRAVAIL = Énergie totale consommée durant une journée de travail type E PROD = Énergie totale consommée lors de l'exécution d'applications de productivité E PERFMAX = Énergie totale consommée lors de l'exécution d'applications exigeant une performance maximale E REPAS = Énergie totale consommée pendant la période de repas E PAUSE = Énergie totale consommée pendant les pauses Chacune de ces unités d'énergie est calculée en multipliant la consommation moyenne du système durant cette période par le temps total durant lequel le système était dans cet état de consommation. Cela est relativement simple pour les périodes de productivité et de performance maximale, mais plus difficile pour les périodes de repas et de pause. Durant les périodes de repas et de pause, on doit tenir compte des temporisations vers des états de consommation plus faible en relation avec la durée des périodes de pause et de repas. Si les temporisations sont très courtes, l'unité demeure en mode inactif et si elles sont suffisamment longues, elle passera en mode hibernation. Les temps de veille et d'hibernation doivent entrer dans ces calculs et sont configurés par l'utilisateur en fonction des sélections de gestion de l'alimentation et sont décrits plus haut dans le Tableau 1. 5

6 Jours de congé Les jours de congé sont calculés en prenant pour acquis que le système demeure dans le même état de consommation durant toute la période de 24 heures. L'état de consommation utilisé sera déterminé par le paramètre de gestion de l'alimentation sélectionné. Aucun programme de gestion de l'alimentation ne maintiendra le système en mode inactif. D'autres sélections feront passer le système en mode sommeil ou d'hibernation selon les valeurs de temporisation correspondantes. Mesures et calculs de la consommation d'énergie du système Un des problèmes importants entourant la création d'un outil tel que ce calculateur concerne la façon de saisir les données nécessaires au calcul de la consommation d'énergie annuelle. Disposant de 5 cases de sélection comportant en moyenne 5 options de sélection chacune, le nombre de configurations possibles prises en charge par le calculateur est de plus de trois milles par châssis de système. La vérification de toutes ces options à l'aide des applications de test décrites nécessiterait environ heures de test. Afin de contourner ce dilemme entourant le nombre d'heures de test, Dell a mis au point un modèle mathématique de la consommation d'énergie avec les systèmes et les options de sélection considérés comme des valeurs de consommation d'énergie types. Ces données sont recueillies et vérifiées par rapport à un sous-ensemble sélectionné de toutes les configurations système possibles. Nous croyons que cette méthode offre aux utilisateurs finals des informations beaucoup plus pertinentes que si nous fournissions uniquement quelques configurations système qui potentiellement ne correspondraient pas aux systèmes achetés, tout en offrant une grille de test plus facile à gérer. Boîtes déroulantes relatives à l'utilisation Les boîtes déroulantes portant sur la définition du profil d'utilisation quotidienne (heures par jour consacrées aux applications de productivité, de performance maximale, nombre de jours de travail par année et coûts d'énergie) s'appliquent aux trois systèmes dans la fenêtre d'affichage. Les options de configuration d'une fenêtre d'un système n'affectent que ce système en particulier. Variabilité des économies d'énergie Le calculateur des économies d'énergie est un outil conçu pour aider les clients : en améliorant leur compréhension de la consommation d'énergie des produits client; en fournissant des valeurs numériques pouvant être utilisées dans des calculs types de charge thermique et de coût total de possession; en identifiant les conséquences énergétiques des configurations système qu'ils choisissent; en soulignant les avantages de la mise en œuvre d'une gestion de l'alimentation des systèmes client; en démontrant les avantages en termes de coûts d'énergie annuels des options de configurations écoénergétiques de Dell. Le calculateur fournit des estimations basées sur la méthodologie présentée plus haut, mais n'est pas exhaustif en ce qui concerne sa portée ou sa précision. Il ne comprend pas toutes les options de configuration système possibles qu'un utilisateur peut sélectionner lorsqu'il achète un produit. Certaines des options de configuration qu'il fournit comportent moins de choix que celles qui sont disponibles lors de l'achat du système. 6

7 Un système donné peut consommer plus ou moins d'énergie que ne le prévoit le calculateur en raison de la variation de la consommation d'énergie de chacune des composantes individuelles qui entrent dans la fabrication du produit final. Valeurs par défaut Le calculateur offre aux utilisateurs finals la capacité de configurer le profil d'utilisation du produit. Cela permet à l'utilisateur final de décrire la charge de travail type et l'utilisation annuelle du produit dans son environnement. Le calculateur remplit plusieurs champs de valeurs par défaut. Ces valeurs par défaut sont basées sur l'expérience d'usabilité de Dell et représentent l'utilisation type de nos produits dans un environnement de bureau. Les valeurs par défaut simulent une journée de travail de huit heures avec une heure de repas en mi-journée et une pause en avant-midi et en après-midi. La charge de travail par défaut de la journée est de sept heures d'exécution d'applications de type bureau, ce qui simule ce que les gens font habituellement avec leurs ordinateurs, soit l'envoi et la réception de courriels, la création de documents, la navigation sur Internet, etc. Une heure d'exécution d'applications haute performance est incluse afin de simuler un balayage antivirus en arrière-plan, une mise à jour de logiciel ou d'autres demandes informatiques exigeantes. L'ajout de l'utilisation haute performance dans la configuration par défaut fournit également une visibilité des coûts énergétiques annuels de la puissance de fonctionnement haute performance du système. La méthode de définition de la journée de travail est, selon nous, beaucoup plus facile à comprendre et à configurer pour les utilisateurs finals qu'une liste d'états de consommation du système et des heures par année passées dans chaque état. Par défaut, le nombre de jours de travail par année est de 250. Cela représente 50 semaines de travail par année. Le Tableau 2 ci-dessous présente les valeurs par défaut qu'utilise le calculateur. Ces valeurs, ainsi que les valeurs de temporisation de la gestion de l'alimentation indiquées dans le Tableau 1 ci-dessus seront utilisées pour définir la consommation d'énergie annuelle prévue des produits client Dell. Valeurs par défaut Heures par jour d'exécution d'applications de bureau 7 Heures par jour d'exécution d'applications haute performance 1 Nombre de jours de travail par année 250 Coût de l'électricité ($/kwh) 0,10 Tableau 2 Calculs des économies Les économies d'énergie estimées sont calculées pour les colonnes 2 et 3 en rapport à la configuration de base à la colonne 1 de l'outil. (Veuillez clarifier la phrase précédente en indiquant à quel tableau, schéma ou figure vous faites référence pour chacune des colonnes.) Les économies sont calculées en soustrayant l'utilisation d'énergie annuelle courante du système de l'utilisation d'énergie annuelle du système de base. Les économies annuelles estimées en devises locales sont calculées en appliquant ensuite le facteur de coût de l'électricité courant aux économies calculées en kilowatt/heure. (Le Service juridique assume que ce facteur varie pour chaque région et n'est pas strictement fondé sur les coûts d'énergie et les économies aux É.-U.) 7

8 Les estimations des émissions de CO 2 et des milles de conduite automobile évités sont calculées à l'aide des facteurs de conversion que l'on retrouve dans le calculateur d'équivalences de gaz à effet de serre de l'epa. 1 Le calculateur calcule d'abord la quantité d'émissions de CO 2 évitées basée sur les économies d'énergie annuelles en utilisant l'équation Équation 2ci-dessous. Équation 2 7,18 x 10-4 tonnes métriques de CO 2 / kwh L'êquation 3 décrit la combinaison des facteurs de conversion que l'on retrouve sur le site Web de l'epa et qui sont utilisés afin de déterminer le facteur de conversion pour obtenir le nombre de milles de conduite automobile évités. Êquation 3 7,18 x 10-4 tonnes métriques de CO 2 / kwh *1/8,81x10-3 gallons d'essence /tonne métrique de CO 2 * 19,7 milles par gallon moyenne auto/camion = 1,61 mille évité par kwh 1 8