问题

哪个Linux发行版省电呢?

回答
在众多的 Linux 发行版中,想要找到一个 “最省电” 的,这其实是个相当有趣但又有点复杂的课题。原因在于,电脑的耗电量受到硬件、软件配置、使用习惯等多种因素的影响,而发行版只是其中的一个环节。不过,我们可以从几个关键维度来分析,哪些发行版的特性更有利于节能:

核心原则:轻量级与高效

简单来说,一个省电的 Linux 发行版,往往具备以下几个核心特质:

极简的桌面环境 (Desktop Environment, DE) 或无桌面环境 (Headless): 这是最直接的影响因素。复杂的桌面环境,比如 GNOME 或 KDE Plasma,虽然功能强大、视觉效果华丽,但后台运行的服务、特效渲染等都会占用更多的 CPU 和内存资源,间接导致耗电增加。相反,像 LXQt, Xfce, 或更甚者是只有命令行界面的发行版,对资源的需求就低得多。
精简的后台服务: 发行版默认启动的服务越少,CPU 和内存的负担就越轻。很多发行版允许用户自定义启动哪些服务,但一些发行版在设计之初就力求精简。
良好的电源管理工具和集成: 现代 Linux 内核在这方面做得越来越好,但发行版在如何更好地利用这些工具、提供用户友好的配置界面上也有差异。
更新的内核和驱动: 更新的内核通常包含更优化的电源管理代码和对硬件的更好支持,特别是显卡和网卡驱动。

几个在省电方面表现突出的发行版(及其原因):

考虑到以上原则,以下几个发行版通常被认为是比较省电的选择:

1. Alpine Linux:

为何省电: Alpine Linux 是一个设计理念极其纯粹的发行版,它以 musl libc 和 BusyBox 为核心构建。这意味着它的体积非常小巧,并且依赖的软件都是经过高度优化的。它默认不包含图形界面,这意味着没有额外的图形驱动、桌面环境以及与之相关的服务在后台运行。对于服务器、嵌入式设备,或者需要严格控制资源消耗的场景,Alpine 是不二之选。即使您需要在上面运行一些基本的用户界面,也可以选择非常轻量的窗口管理器(如 Openbox、i3wm)。
适用场景: 服务器、容器化应用(如 Docker 镜像)、嵌入式设备、低功耗物联网设备、以及任何追求极致精简和低资源占用的桌面用户。
上手难度: 对于习惯了传统发行版(如 Ubuntu、Debian)的用户来说,Alpine 的包管理系统 `apk` 和一些基本命令的使用方式可能需要一点适应。

2. Debian (Minimal Install / Custom Install):

为何省电: Debian 本身是一个非常稳定且拥有庞大软件包仓库的发行版。它的强大之处在于灵活性。如果您选择 Debian 的最小安装 (Minimal Install) 选项,它只会安装最基本的核心系统,不包含任何桌面环境。之后,您可以根据自己的需求,手动安装一个轻量级的桌面环境(如 Xfce, LXQt)或窗口管理器,并精确控制后台运行的服务。这种方式能最大程度地保证系统的精简和高效。
适用场景: 追求稳定、可控,并愿意花费一些时间进行系统定制的用户。无论是服务器还是低功耗桌面都可以适用。
上手难度: 标准安装可能默认包含一些服务,但最小安装后,您需要自行添加组件。对于 Linux 有一定了解的用户来说,这是个非常好的选择。

3. Arch Linux (配合轻量级桌面/窗口管理器):

为何省电: Arch Linux 以其 “KISS” (Keep It Simple, Stupid) 原则而闻名,并且采取 滚动更新 的模式。它同样是最小化安装开始,用户需要自行选择并安装所有的组件,包括内核、软件包管理器、驱动、以及桌面环境或窗口管理器。这意味着您可以在安装之初就完全掌控系统包含的内容。如果选择像 i3wm, dwm, Openbox 这样的轻量级窗口管理器,并且只安装必需的服务,Arch Linux 可以非常省电和高效。
适用场景: 追求极致定制、喜欢折腾、对 Linux 系统有深入了解的用户。同样适用于服务器和低功耗桌面。
上手难度: Arch Linux 的安装过程是高度命令行化的,需要用户手动分区、配置引导、安装基础系统等,对新手来说有较高的门槛。

4. Lubuntu / Xubuntu:

为何省电: 这两个发行版是 Ubuntu 的官方衍生版本,但它们使用 LXQt (Lubuntu) 和 Xfce (Xubuntu) 作为默认桌面环境。这两种桌面环境相比 Ubuntu 的默认 GNOME 要轻量级得多,对系统资源的占用也更少。这意味着在同等硬件配置下,它们通常会比标准 Ubuntu 更省电。它们也继承了 Ubuntu 的易用性和庞大的软件库。
适用场景: 想要一个开箱即用、易于使用且相对省电的发行版的普通桌面用户,特别是那些硬件配置不是非常高端的老电脑用户。
上手难度: 与 Ubuntu 类似,易于安装和使用。

硬件与软件的协同作用

需要强调的是,发行版本身只是一个基础,实际的省电效果很大程度上取决于:

桌面环境/窗口管理器: 如前所述,这是最直接的因素。如果您在 Debian 或 Arch 上安装了 GNOME,那么它消耗的资源可能就比 Xubuntu 要多。
后台运行的服务: 像蓝牙服务、定位服务、各种同步服务、自动更新检查等,如果不需要,可以考虑关闭或禁用。
显卡驱动: 使用开源的通用驱动(如 nouveau for Nvidia, radeon/amdgpu for AMD)通常比闭源的专有驱动更稳定且占用资源更少,尤其是在低功耗待机状态下。
CPU 频率调整 (CPU Frequency Scaling): 大部分现代发行版都集成了 CPU 频率调整工具,可以根据系统负载动态调整 CPU 主频以达到省电的目的。确保这些服务是开启的。
电源管理工具: `TLP` (ThinkPad Legacy Power) 是一个非常流行的跨发行版的电源管理工具,可以提供细致的电源优化设置,例如管理硬盘的旋钮转速、无线网卡的功耗模式等。很多发行版可以方便地安装和配置 `TLP`。
屏幕亮度: 这是最容易被忽视但影响巨大的因素。降低屏幕亮度是最直接有效的省电方式。
关闭不使用的硬件: 例如,如果不需要 WiFi 或蓝牙,可以将其关闭。

总结一下,哪个“最”省电?

追求极致的精简和最低的资源占用: Alpine Linux(无桌面环境)绝对是首选。
希望从零开始构建一个高效率系统,并能完全掌控一切: Debian (Minimal Install) 或 Arch Linux (搭配轻量级窗口管理器)。
希望拥有一个相对省电且易于使用的桌面系统: Lubuntu 或 Xubuntu 是不错的选择。

最终的选择取决于您的具体需求、技术水平以及您愿意花多少时间去进行系统优化。对于大多数追求日常使用的用户来说,Lubuntu 或 Xubuntu 已经能提供一个相当不错的平衡。如果您有更高级的需求,那么从最小化安装的发行版开始,并精细配置,才能最大程度地发挥省电的潜力。

网友意见

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Linux 的电源管理基础是内核,只要发行版不离谱,功能都是一样的。不过不是所有发行版都默认开启电源管理服务,也就是 TLP ,开启后的续航应该与 Windows 不相上下。

题主给出压缩到 3 瓦的例子需要合适的硬件,而且多数情况下 3 瓦的 x86 CPU 也没啥用户体验可言。以下教程来自于 openSUSE Wiki,对安装软件的命令稍作修改亦可用于其他发行版。实测在正常使用下可以把我笔记本(标压 CPU )整体功耗压缩到 9.94 瓦。

引言

如果你是第一次在笔记本上安装 openSUSE ,它的表现可能偏离你的预期。不止一人表示 Linux 比 Windows 更加节省资源,但对于你来说,电池使用时间比起 Windows 大幅下降可不是节省资源的表现。在你决定回到 Windows 前,先冷静一下,你只是忘记告诉内核 “你该省电” 这个事实而已。

这确实算是个坏消息:本文的核心部分将在命令行下完成。不过别担心,配置完成后这些工具将会自动运行。然后你就可以忘掉这茬,享受与 Android 等嵌入式设备同源且智能的省电策略,直到你重新安装系统或者换新笔记本为止。

TLP 是什么

TLP 是一个功能丰富的 Linux 命令行工具,无需深入研究技术细节就能节省笔记本电池电量。

TLP 的默认设置已经针对电池寿命进行了优化,所以你可以直接安装并忘记它。然而,TLP 是高度可定制的,以满足你的具体要求。

TLP 是如何工作的

TLP 的基本工作原理是调整影响功耗的内核设置(kernel settings)。

什么是 kernel settings

首先,内核设置(kernel settings)是不稳定的。它们的状态在运行时被保存在 RAM 中,内核没有为它们提供持久性。在启动时,内核创建了一个默认的状态,每次启动时都必须通过用户空间的工具重新应用这些改变。TLP 就是这样一个用户空间的工具。

简短指南

如果你觉得正文“太长不看”,你可以直接执行以下命令启用 TLP,使用默认配置,然后忘掉TLP的存在。

       sudo zypper in tlp powertop sudo systemctl disable powertop sudo systemctl disable tlp sudo systemctl stop powertop sudo systemctl stop tlp sudo systemctl enable tlp     

快速开始

安装

我们需要两个工具:TLP 与 PowerTOP 。在大多数情况下,openSUSE 已经在你的设备上安装了他们,作为 laptop 软件包模组的一部分。如果的确没有安装,使用如下命令行可以简单地安装他们。

       sudo zypper in tlp powertop     

CPU 功耗

CPU 的耗电大体符合以下公式:

       功率 = 电容率 × 电压的平方 × 频率     

功率代表能耗(Power),而电容率(Capacitance),与 CPU 的制程和工艺等相关,在 CPU 出厂时就已经确定下来。那么我们能改变的只有电压与频率,而频率与电压成正相关。所以当 CPU 在很高的频率上运行时,效能很高但耗电量很大。如果我们能在 CPU 运算量不大时,让它降频运行,这样我们就可以减少功率,同时我们可以降低电压,节约能源,并减少发热与风扇噪音。

Linux 下调整 CPU 的模块叫 CPU 调速器(Governor),Android 等基于 Linux 的嵌入式平台都会使用 CPU 调速器达到省电的效果,同样,你也能。

如果你有 Android 平台的 CPU 调速器使用经验,请不要试着直接限制 CPU 的频率,那是在 ARM 平台上才有效的做法,在 X86 平台下对减轻能耗帮助甚微。

较新的 Intel CPU 使用 intel_pstate 驱动,只支持两种调速器:

  • powersave : 省电模式——内核理应默认运行在此模式下
  • performance : 性能模式


配置

建议使用 TLP 管理电源,PowerTOP 仅作为监测工具使用,所以以下配置均基于 TLP。

首先,禁用相关服务:

       sudo systemctl disable powertop sudo systemctl disable tlp sudo systemctl stop powertop sudo systemctl stop tlp     

TLP 的配置文件存在于两个位置:

  • /etc/tlp.d/*.conf :插入的自定义配置,在 /etc/tlp.d/ 文件夹下的配置文件将按字母顺序读取并应用
  • /etc/tlp.conf :单文件用户配置

你可以自由决定配置文件存放的方式,但建议使用配置文件夹,将属于不同部分的配置放入不同的文件。

创建一个自定义的配置文件(官方的配置介绍详见:TLP Settings):

       cd /etc/tlp.d/ sudo touch 01-cpu.conf     

编辑文件:

       sudo nano /etc/tlp.d/01-cpu.conf     

具体的配置文件

在直流电源与电池供电情况下都使用 powersave 调速器。X86 平台的 powersave 调速器不会限制你的最高频率,只是更加谨慎地增加频率,并在负载下降时更加积极的回到低频率。TLP 的开发者并不建议更改为其他调速器。

       CPU_SCALING_GOVERNOR_ON_AC=powersave CPU_SCALING_GOVERNOR_ON_BAT=powersave     

以下两项配置决定了 CPU 的能源策略,在电池模式下省电,而在外部电源供电模式下偏向性能:

       CPU_ENERGY_PERF_POLICY_ON_AC=balance_performance CPU_ENERGY_PERF_POLICY_ON_BAT=power     

使用以下两项配置在电池供电时禁用自动超频,也就是关闭睿频:

       CPU_BOOST_ON_AC=1 CPU_BOOST_ON_BAT=0     

以下两项配置会在电池模式下根据负载自动缩减 CPU 核心数。

       SCHED_POWERSAVE_ON_AC=0 SCHED_POWERSAVE_ON_BAT=1     

AMD 与旧款 Intel

AMD 与旧款 Intel 使用 acpi-cpufreq 驱动,故部分设置与 Intel 不同。这里仅仅贴出配置文件内容,建议阅读 TLP 官方文档以了解配置内容含义。

       /etc/tlp.d/01-cpu.conf --------- CPU_SCALING_GOVERNOR_ON_AC=ondemand CPU_SCALING_GOVERNOR_ON_BAT=ondemand CPU_BOOST_ON_AC=1 CPU_BOOST_ON_BAT=0 SCHED_POWERSAVE_ON_AC=0 SCHED_POWERSAVE_ON_BAT=1     

USB 自动挂起设备

TLP 利用内核设置,自动将不使用的 USB 设备挂起以节电。

       /etc/tlp.d/02-usb.conf --------- USB_AUTOSUSPEND=1     

ACPI 高级电池管理

基于内核的 natacpi 模块,部分笔记本(如部分 ThinkPad 系列与部分 Dell)电脑可以手动管理电池充电百分比。无需安装额外的 ACPI 模块。

       /etc/tlp.d/03-battery.conf --------- START_CHARGE_THRESH_BAT0=80 # 开始充电阈值 STOP_CHARGE_THRESH_BAT0=85 # 停止充电阈值     

收尾

按 CRTL + O 写入配置文件,然后 CRTL + X 关闭编辑面板

启动服务:

       sudo systemctl start tlp     

检查服务状态:

       sudo systemctl status tlp     

让 TLP 开机自启动:

       sudo systemctl enable tlp     

检查是否成功:

       sudo systemctl is-enabled tlp     

然后你就可以像我说的,忘掉这件事了。

Powertop

powertop 是个很好的实时监测工具,你只需要运行 sudo powertop 就可以获得相对友好的输出。

它可以显示特定进程与设备的耗电量。用 tab 在不同的标签页中切换。你看,我的电脑此刻的耗电速率为 9.94 瓦,甚至不及一个树梅派 4(5 伏 3 安即 15 瓦)。不过 不要 听从 PowerTOP 关于省电的建议,也不要在 systemd 上启用他—— TLP 做的比他更好。同时 tlp-stat 命令也会输出有用的信息。

参考&外链

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