Windows 電源オプション

 Windowsの電源オプションについて書いてみた。

 モデルとしたPCはAMDのA6-3670CPU(APU)を使用したもので、OSはWindows Vista 32bit。下記にその構成を示しておくが、これから展開する話はこのPCを前提にしたもので、OS、CPU、マザーボードが異なるPCでは、状況が変わってくる。

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 使用したPCの構成
CPU     AMD A6-3670
マザーボード  ASUS F1A55-M LE(BIOS 1503)
メモリー    2x2GB DDR3 1333MHz
HDD     ST2000DL003-9VT166
ATAPI   PIONEER DVD-RW DVR212
パワーサプライ Rosewill CAPSTONE-450(80 PLUS Gold)
ディスプレー  1xDVI 1680x1050+1xVGA 1680x1050
PS/2 Keyboard
USB接続マウス
Windows Vista 32ビット

 BIOSの設定(Optimized Defaultからの変更点)
EPU Power Saving Mode   D--->E
EPU Setting   Auto--->Max Power Saving Mode
DRAM Voltage  Auto--->1.5000V
C6 Mode   Auto--->E
Serial Port    E--->D
Parallel Port  E--->D
Power On By PS/2 Keyboard   D--->Ctrl-Esc

 DはDisabled、EはEnabledの略。
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 電源オプションの設定画面はコントロールパネルの深い階層に置かれている。この設定をわざわざ変更しようとする人は少数派だろう。実際問題として、変更しなくても問題ない場合が多いので、このような深い階層に置かれていると理解しても間違いない。

 コントロールパネルの『システムとメンテナンス』中の[電源オプション]をクリックすると、電源プランの選択の画面が出てくる。

電源プランの選択画面
f1a55-m le dengen plan sentaku

 デフォルトでは『お気に入りのプラン』として『バランス』が選択されている。『省電力』あるいは『高パフォーマンス』を選択することも出来るが、特別な意図がない限り『バランス』で問題ない。

 この画面で(バランス)[プランの設定の変更]をクリックすると、『プラン設定の編集』画面が出てくる。そこで[詳細な電源設定の変更]をクリックすると、『電源オプション』画面が出てくる。


プラン設定の編集画面と電源オプション画面
f1a55-m le dengen plan settei hennshuu

 この『電源オプション』画面で細かな設定を行うことになるわけだが、特別な意図がない限りデフォルトで問題ない。問題は設定を変えることにではなく他のところにある、と言うかあり得る。


電源オプション画面(1)
f1a55-m le powernow disabled


電源オプション画面(2)
f1a55-m le powernow enabled 4


 電源オプション画面の(1)と(2)を見比べると、(1)には欠けているものがある。[スリープ]の中の[ハイブリッドスリープを許可する]と[次の時間経過後休止状態にする]が(1)には無い。そして[プロセッサの電源管理]が(1)には無い。同じPCであるのにどうしてこのような差が出てくるのか?原因はいろいろある。


BIOSのCPU Configuration画面
f1a55-m le cpu config default


 BIOSのCPU Configuration画面でAMD PowerNow FunctionをDisabledに設定すると電源オプション画面の(1)の状態になり、Enabledに設定すると(2)のようになる。どういう事かと言うと、電源オプション画面(1)で欠落している[ハイブリッドスリープを許可する]と[次の時間経過後休止状態にする]と[プロセッサの電源管理]はAMD PowerNow Functionが機能しない状態では成立しない機能である為ということになる。

 AMD PowerNow FunctionのデフォルトはEnabledであるから、これを変更しない限り電源オプション画面は(2)の状態となっているはずである。もしAMD PowerNow FunctionがEnabledとなっているにも拘らず、電源オプション画面(1)のような状態になっていたとしたらそれは正常な状態ではなく、システムのどこかに問題を抱えているということになる。PCを構成しているパーツのいずれかが、ハイブリッドスリープあるいは休止状態あるいはプロセッサの電源管理をサポートしていない場合。あるいはサポートをしているのだが障害を抱えている場合。Windowsあるいはデバイスドライバーに問題がある場合。それらの場合には、電源オプション画面は(2)の様にはならない。

 問題がある場合どうするのか。前記の三つの機能は、PCの電力消費を低減するための機能で、PCの機能の本質的な部分ではないので、その意味では重大なものではない。そういう観点に立つと、通常の使用で問題が無いのなら、直さずに、そのまま使用するという選択肢もある。ただし全く問題がないというわけではない。相手が電気製品であるだけに、原因が不明では最悪では発火する事態も想定外とは言えない。それを認識した上で使用するということになる。使用しない時、就寝前、家を空ける時には必ず電源を落とす等の配慮は当然必要だ。もちろん原因を究明して是正するのが最善だ。

 PCの本質的な問題とは、『プロセスの無応答』や『システムのフリーズ』や『クラッシュ』の類で、放置しておける性質ものではない。付帯的機能の欠落と、『プロセスの無応答』の様な処理が完遂されない状況とは別次元の問題だ。


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ASUS F1A55-M LE + AMD A6-3670 覚書

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A6-3670のMicrocode Patch Levelは3000027。

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BIOSでの各種電圧の設定値。(Autoの場合)
CPU Voltage 1.415V
VDDNB Voltage 1.150V
DRAM Voltage 1.650V (SPDが1.500Vのメモリーモジュールの場合)
SB 1.1V Voltage 1.100V
1.1Vsb Voltage 1.100V
APU1.2V Voltage 1.200V
VDDA Voltage 2.500V

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BIOSのCPU Configurationでは以下の指定が可能。

Limit CPUID Maximum D/E
C6 Mode Auto/D/E
CPB Mode Auto/D
AMD PowerNow function E/D
SVM E/D
C-state Pmin E/D

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BIOSでCool 'n' Quietではなく、AMD PowerNow functionとなっている。

=====
 BIOSのMonitorで表示されるCPU Voltageは1.408V。3.3Vの電圧は3.328~3.344V。5Vの電圧は5.156V。12Vの電圧は12.148V。

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BIOSでメモリーモジュールのSPD情報を表示可能。

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 インストール済みの物理メモリー4096MBに対して、Windowsで利用可能な物理メモリーが3066MB。

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 Windows エクスペリエンスインデックスは5.9、5.9、5.9、5.5、5.9。(CPU、メモリー、グラフィックス、ゲーム用グラフィックス、HDDの順)

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 アイドル時の消費電力は32ワットで低い部類。Prime95実行時の消費電力は102~103ワット(type-2 FFT)、109~110ワット(type-3 FFT)でおそらく平均的。CPU Voltageを1.265Vまで低下させると消費電力が84~85ワット(type-2 FFT)、89~90ワット(type-3 FFT)でかなり少ない部類。

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立ち上げ時にHDオーディオに接続したスピーカーからポップノイズあり。同じくシャットダウン時に大きな「シューー」というノイズあり。

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 使用したPCの構成
CPU     AMD A6-3670
マザーボード  ASUS F1A55-M LE(BIOS 1503)
メモリー    2x2GB DDR3 1333MHz
HDD     ST2000DL003-9VT166
ATAPI   PIONEER DVD-RW DVR212
パワーサプライ Rosewill CAPSTONE-450(80 PLUS Gold)
ディスプレー  1xDVI 1680x1050+1xVGA 1680x1050
PS/2 Keyboard
USB接続マウス
Windows Vista 32ビット

 BIOSの設定(Optimized Defaultからの変更点)
EPU Power Saving Mode   D--->E
EPU Setting   Auto--->Max Power Saving Mode
DRAM Voltage  Auto--->1.5000V
C6 Mode   Auto--->E
Serial Port    E--->D
Parallel Port  E--->D
Power On By PS/2 Keyboard   D--->Ctrl-Esc

 DはDisabled、EはEnabledの略。
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ASUS EPU F1A55-M LEの場合

 ASUSのマザーボードには、PCの消費電力を低減する機能もつEPUというチップが搭載されているものがある。F1A55-M LEは、ASUSの最低価格帯のマザーボードだが、EPUを搭載している。EPUの効果と働き方を調べてみた。


 最初にBIOSのEPU設定部分を含む画面のコピーを下記にあげておく。

f1a55m le EPU


 EPU Power Saving Mode(デフォルトはDisabled)をEnabledにすると、EPU Settingの項目が出てきて、Auto、Light Power Saving Mode、Medium Power Saving Mode、Max Power Saving Modeを選択できる。この4種類の指定に、EPU Power Saving ModeをDisabledとした場合を加えた、合計5通りの場合について、下記の8項目の値を調べてみた。

①アイドル時のCore Voltage。
②Prime 95実行時のCore Voltage。
③アイドル時の消費電力。
④スクリーンセーバー(3Dテキスト)実行時の消費電力。
⑤Prime 95 type-2 FFT実行時の消費電力。
⑥Prime 95 type-3 FFT実行時の消費電力。
⑦DVDビデオ再生時の消費電力。(VGA側へ表示)
⑧BIOSのCPU Offset Voltageに表示される値。(冒頭のBIOS画面のコピーの最下段に表示されている値)

 消費電力はPC本体のものでディスプレーは含まない。計測にはサンワサプライのワットチェッカーPlusを使用した。Core VoltageはCPU-Z上でのCore Voltageを採用した。


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 使用したPCの構成
CPU     AMD A6-3670
マザーボード  ASUS F1A55-M LE(BIOS 1503)
メモリー    2x2GB DDR3 1333MHz
HDD     ST2000DL003-9VT166
ATAPI   PIONEER DVD-RW DVR212
パワーサプライ Rosewill CAPSTONE-450(80 PLUS Gold)
ディスプレー  1xDVI 1680x1050+1xVGA 1680x1050
PS/2 Keyboard
USB接続マウス
Windows Vista 32ビット

 BIOSの設定(Optimized Defaultからの変更点)
EPU Power Saving Mode   適宜設定
EPU Setting   適宜設定
DRAM Voltage  Auto--->1.5000V
C6 Mode   Auto--->E
Serial Port    E--->D
Parallel Port  E--->D
Power On By PS/2 Keyboard   D--->Ctrl-Esc
 DはDisabled、EはEnabledの略。
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(1)EPU Power Saving ModeがDisabledの場合(以下EPU Disabledと記す)

①0.448V
②1.392V
③32~33ワット
④44ワット
⑤103ワット
⑥109~110ワット
⑦44~45ワット
⑧1.415V


(2)EPU SettingがAutoの場合(以下EPU Autoと記す)

①0.320V
②1.264~1.272V
③32~33ワット
④43~44ワット
⑤87~88ワット
⑥92~93ワット
⑦43~44ワット
⑧1.290V

 (1)のEPU Disabledの場合に比べて、①と②と⑧の電圧が低くなっている。⑤と⑥のPrime 95実行時の消費電力が15~17ワット減少している。③アイドル時は変化無く、④スクリーンセーバーと⑦DVDビデオではわずかに消費電力が減少している。


(3)EPU SettingがLight Power Saving Modeの場合(以下EPU Light Savingと記す)

①0.448V
②1.392V
③32ワット
④44ワット
⑤102~103ワット
⑥109~110ワット
⑦44~45ワット
⑧1.415V

 ①から⑧までの全てで実質的に(1)のEPU Disabledの場合と変化無い。


(4)EPU SettingがMedium Power Saving Modeの場合(以下EPU Medium Savingと記す)

①0.320V
②1.264~1.272V
③32ワット
④43~44ワット
⑤87~88ワット
⑥92~93ワット
⑦43~44ワット
⑧1.290V

 ①から⑧までの全てで実質的に(2)のEPU Autoの場合と変化無い。


(5)EPU SettingがMax Power Saving Modeの場合(以下EPU Max Savingと記す)

①0.296V
②1.240~1.248V
③32ワット
④43ワット
⑤84~85ワット
⑥89~90ワット
⑦43~44ワット
⑧1.265V

 (2)のEPU Autoあるいは(4)のEPU Medium Savingの場合に比べて、①と②と⑧の電圧が低くなっている。⑤と⑥のPrime 95実行時の消費電力が3ワット減少している。③アイドル、④スクリーンセーバー、⑦DVDビデオについては消費電力に実質的な差はなさそうである。


 (1)から(5)の結果から、EPUの消費電力削減効果については、CPU負荷が高い場合には大きな効果があるが、CPU負荷が低い場合には効果は少ないと言えるだろう。


 EPUの機能面というか、消費電力を低減させる手法というかに視点を移すと、EPUの消費電力低減の方式とは『Core Voltageを低減させる。--->その結果消費電力が低下する。』という単純な構図ではないのかという印象もある。

 ということで、EPU Power Saving ModeをDisabledとした上で、⑧のBIOSのCPU Offset Voltageに表示される値を、EPU Max Savingの場合と同じ1.265Vにマニュアルであわせた上で①から⑦の値を調べてみた。

①0.296V
②1.240~1.248V
③32~33ワット
④43~44ワット
⑤84~85ワット
⑥89~90ワット
⑦43~44ワット

 という結果になった。(5)のEPU Max Savingの場合と③、④以外は同じである。実質的な差はないと言ってもよいだろう。


 (1)から(5)に明らかなようにEPUの設定によってはCPU Voltage(あるいはCore Voltage)が規定値より低く設定される。CPUには個体差があるので、場合によっては電圧の低下で誤動作する可能性もある。EPUだけではなく、CPU Voltageをマニュアル操作することも選択肢に入れておいたほうがよいだろう。BIOSのOptimized DefaultでEPU Power Saving ModeがDisabledとなっているのは理由がないわけではないことを理解しておく必要がある。


 ASUSのサイトには、マザーボード毎にEPUの説明が記載されているのでそれも参照するとよいだろう。


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ASUS F1A55-M LE + AMD A6-3670 消費電力(2)

 ASUSのマザーボードF1A55-M LE5とAMDのA6-3670の組み合わせで消費電力を測ってみた。ASUS F1A55-M LE + AMD A6-3670 消費電力(1)ではダブルディスプレー構成だったが、今回はシングルディスプレー構成にしている。消費電力はPC本体のものでディスプレーは含まない。計測にはサンワサプライのワットチェッカーPlusを使用した。


(1)DVI接続の場合
シャットダウン状態  0ワット
休止状態       0ワット
スリープ状態     0ワット
アイドル状態     30~31ワット
スクリーンセーバー(3Dテキスト) 実行状態  36~37ワット
Prime95 type2 FFT 実行状態  83~84ワット
Prime95 type3 FFT 実行状態  88~90ワット
DVD再生状態(DVI)  41~42ワット


(2)VGA接続の場合
シャットダウン状態  0ワット
休止状態       0ワット
スリープ状態     0ワット
アイドル状態     30~32ワット
スクリーンセーバー(3Dテキスト) 実行状態  36~37ワット
Prime95 type2 FFT 実行状態  84~85ワット
Prime95 type3 FFT 実行状態  89~90ワット
DVD再生状態(VGA)  41~42ワット


 DVI接続でもVGA接続でも消費電力はほとんど変化無い。ダブルディスプレーの場合と比較するとシングルのほうが若干低くなるが、スクリーンセーバー(3Dテキスト)ではどういうわけか6~7ワット低くなっている。


 使用したPCの構成
CPU     AMD A6-3670
マザーボード  ASUS F1A55-M LE
メモリー    2x2GB DDR3 1333MHz
HDD     ST2000DL003-9VT166
ATAPI   PIONEER DVD-RW DVR212
パワーサプライ Rosewill CAPSTONE-450(80 PLUS Gold)
ディスプレー  1xDVI 1680x1050または1xVGA 1680x1050
PS/2 Keyboard
USB接続マウス
Windows Vista 32ビット

 BIOSの設定(Optimized Defaultからの変更点)
EPU Power Saving Mode   D--->E
EPU Setting   Auto--->Max Power Saving Mode
DRAM Voltage  Auto--->1.5000V
C6 Mode   Auto--->E
Serial Port    E--->D
Parallel Port  E--->D
Power On By PS/2 Keyboard   D--->Ctrl-Esc

 DはDisabled、EはEnabledの略。


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Windows PCの異常

 Windows PCを自作していると、正常な動作をしない場合にぶつかることがある。組み立てた当初からまともに動かないこともあれば、使っているうちに異常が見えてくることもある。この使っているうちに見えてくる異常というのが曲者で、異常が表面化したりしなかったりで、根本原因はもちろんのことそれが表面化する条件さえつかめないということがほとんどである。今回たまたま、以前にも経験しているPCの異常な振る舞いについて、その発生の条件がわかったので記録に残しておくことにした。


 最初に二つのスクリーンプリントをあげておく。

①正常な電源オプション設定画面とスタートメニュー
990fx sleep 764 default normal crop


②異常な電源オプション設定画面とスタートメニュー
990fx sleep 764 default abnormal crop


 ①、②とも同じPCからのスクリーンプリントである。このPCでは電源の投入の仕方によって①の様になったり②の様になったりする。電源オプションのプランはバランスで設定はデフォルトになっている。大方のPC使用者は、電源オプションの設定を変更することなく使用しているのが現状だろう。そういうPC使用者が普段目にするのは、シャットダウン時やスリープさせるときに使用するスタートメニューだけで、電源オプションの設定画面を目にする機会などないだろう。①、②のスクリーンプリントのスタートメニュー部分を見ればわかるが、そこに関しては①、②ともまったく同じである。ところが、電源オプションの部分を見るとスリープの部分が異なっている。①がこのPCの本来あるべき姿で、②のほうが異常な状態であって「ハイブリッドスリープを許可する」と「次の時間が経過後休止状態にする」の二項目が欠落している。これが意味するところは、「このPCはハイブリッドスリープをサポートしない」ということと「このPCは休止状態をサポートしない」ということである。デフォルトの設定で、このような振る舞いをするPCを使用している場合、PCの状態が正常になったり異常になったりしていることに、使用者が気付くのは稀だろう。


 今回この現象が発生することに気付いたのは普段使用しているPCでのことだ。このPCは電源オプションの設定を変更している。以下に二つのスクリーンプリントをあげておく。

③正常な電源オプション設定画面とスタートメニュー
990fx sleep 764 setup normal crop


④異常な電源オプション設定画面とスタートメニュー
990fx sleep 764 setup abnormal crop

 念のために記しておくが、①~④はすべて同じPCのものだ。③、④が普段使用しているときのもので、①、②は説明用にデフォルト設定にした時のものだ。


 ③の電源オプション設定を見ればわかるが、「ハイブリッドスリープを許可する」をオンからオフに、「スリープ解除タイマーの許可」を有効から無効に変更している。この設定に変更するとスタートメニューの電源関連部分が変化し、「休止状態(H)」という選択肢が入ってくる。④の異常な場合のほうには、この「休止状態(H)」の選択肢がなく、②の場合と同様に電源オプションのスリープ部分のうち「ハイブリッドスリープを許可する」と「次の時間が経過後休止状態にする」の二項目が欠落している。

 PCを使用するときは電源断とスリープ(S3)を使い分けているので、PCを停止させる時にスタートメニューに「休止状態」が出現したり、消えたりするのに気付いたのだ。

 この異常が発生したPCは、すでに二ヶ月ほど使用している。はじめはWindows 7の32ビット版をインストールして使用していたのだが、前週末にWin7の64ビット版に入れ替えたところ、件の異常が突然発生しだした。この手の異常は以前にも経験しているが、因果関係が明確であるのは今回の件が初めてだ。

 原因はWin7の64ビット版をインストールしたことに間違いないが、正常になったり異常になったりするところが厄介で、その条件がわからない。あれこれ試してみたところ、電源断から立ち上げた時には正常になったり異常になったりする。再起動した時には必ず正常になる、ということがわかった。三日ほどそんな状態で使っているうちに、電源断から長時間を経て立ち上げると異常になるということに気付いた。そこで電源断から電源再投入までの時間を変化させて調べたところ、再投入まで5秒の時は正常になり、60秒以上の時は異常になるということがわかった。その間では正常と異常が入り混じってくる。どうもコンデンサーのディスチャージが関係しているようである。

 ハードウェアとソフトウェアが関係しているのは明白なのだが、主犯格が誰なのかを特定するのは難しい。ハードウェアの犯人候補は可能性の高そうなほうから、マザーボード、グラフィックスカード、そして以下同列でDVDドライブ、HDD、デュアルチャンネルメモリーというところだろう。ソフトウェアはWindows 7 64ビット版とグラフィックスカードのドライバーというところだろう。あれこれ交換ゲームをすれば、関係者が誰かは特定できるだろうが、それを主犯格と断定することには無理がある。それはWindows 7の64ビット版を使用しはじめたら現れたのだから、それが主犯だろうという見解を肯定できるかどうかを考えれば理解できるだろう。あるメモリーモジュールが、Aマザーボードでは正常に機能するが、Bマザーボードでは正常に機能しない時、問題があるのはメモリーモジュールなのか、Bマザーボードなのかの判定は測定器を持ち出さないと決着はつかない。ということで、メーカーの人間ならいざ知らず、一般人としてはこれ以上やることはほとんど意味が無い。

 実際的な選択肢としては、マザーボードを交換するか、Win 7の64ビット版の使用をやめるというのが妥当なところだろう。

 今回の場合は、Windows 7の使用をやめ、Windows Vistaに戻すということになりそうである。Windows 7を始めて使用してみたのだが、Vistaと比べて動作が緩慢で、あえて使い続ける理由が希薄なのだ。64ビット版ならメモリーも8GBまで使えるのでいけるかもしれないと思って64ビット版も使用してみたのだが、32ビット版よりは速いもののVistaには届かない。そんなこともあって、Windows 7は卒業することにしようと思っている。Vistaを入手した当時はメモリーが高かったので、64ビット版を買わなかったのだが、今思えば64ビット版も入手にしておくべきだったのだろう。


この件のPCの構成
AMD Athlon II 260
ASUS Sabertooth 990FX(BOIS 1304)
2x4GB DDR3 1333MHz
MSI R5450 MD512D3H LP ECO
Hitachi HDS721010DLE630 SATA
PIONEER DVD-RW DVR-219L SATA
Antec EA-500D
PS/2 Keyboard
USB mouse
1xDVI 1680x1050
Windows 7 32bit/64bit

注)記事はマザーボードのBIOS 1304での結果を元に書いているが、投稿前に最新BIOSを確認したところ1604が最新となっていた。BIOSを1604に更新して試行してみたところ、この件に関してはBIOS 1304と変化無かった。


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