Combien coûte l'alimentation du Pi 4 ?

Dans cet article, nous vous expliquons tout ce que vous devez savoir sur les coûts d'utilisation de l'énergie pour votre Raspberry Pi 4.

Mais d'abord, vous pouvez utiliser cet outil interactif pour calculer le coût énergétique de votre Raspberry Pi.

Notre outil interactif :

Maintenant que vous savez combien d'énergie votre Raspberry Pi 4 utilisera et combien cela vous coûtera pour l'alimenter, vous pouvez apprendre comment tout cela fonctionne !

Un de nos clients nous a écrit pour nous poser la question suivante :

Je souhaiterais utiliser un Raspberry Pi pour les deux objectifs suivants :

a) Pi Hole pour filtrer les annonces 
b) Baikal-Server pour Carddav et Caldav

Quel Pi recommanderiez-vous, compte tenu de la consommation d'énergie, du développement de la chaleur, etc.

Pour moi, il était clair que le Pi 4 / 4 GB  serait le serveur de mon choix, bien sûr avec le Le cas FLIRC pour une dissipation passive de la chaleur. Pas de bruit, pas de pièces mobiles. GBit Ethernet, ... mais pourrais-je recommander le Pi 4 au client en toute conscience ? Les gens peuvent-ils vraiment permettre d'exploiter le Pi 4 sans interruption, 365 jours par an, 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 ?

La réponse vous surprendra.

J'ai été moi-même surpris !

Les bases

Nous allons commencer par quelques notions de base pour tous ceux d'entre nous qui ont laissé la physique du lycée derrière eux depuis longtemps :

• Ampèrele courant électrique (la quantité d'énergie électrique qui circule dans un conducteur ou un dispositif - imaginez que c'est le nombre d'électrons qui circulent dans le tuyau par seconde).
• VoltLa tension est la tension (vous pouvez l'imaginer comme la pression sous laquelle les électrons circulent, un peu comme la pression de l'eau dans un tuyau. Une même quantité d'eau sous une pression différente peut être agréable dans votre baignoire... ou couper l'acier)
• Mis ensemble, Volt et Ampère donnent Watt, la puissance réelle (définie comme le travail par seconde) : 1 W = 1 V * 1 A

Il est important de garder à l'esprit que les watts sont indépendants de la tension et du courant continu ou alternatif utilisé (CC ou CA) - il s'agit de la puissance réellement délivrée. 

En général, les services publics facturent en kWh (kilowattheures). Il s'agit de l'énergie livrée, additionnée à la durée de la livraison. Les kilowattheures correspondent au travail effectif que la compagnie d'électricité envoie à votre domicile.

Consommation d'énergie du Raspberry Pi 4

Le Pi 4 n'est pas une ampoule électrique. Il n'utilise pas (et ne fournit pas) la même quantité d'énergie de manière constante dans le temps. Selon l'utilisation que vous en faites, certaines parties de son SoC (la puce argentée du Pi, le dispositif ingénieux au cœur de la magie du Pi) seront allumées et éteintes.  

Nous pourrions également comparer le Pi 4 à une personne. Si vous vous reposez, par exemple en regardant un film sur votre Centre média KODIVous avez donc besoin de beaucoup moins d'énergie que si vous couriez un marathon. Il s'agit pourtant de la même personne.

C'est pourquoi il est important d'examiner la consommation d'énergie en mode veille du Pi 4, mais aussi la consommation d'énergie en cas de forte charge. 

Une chose importante à garder à l'esprit avant de commencer : cela ne comprend pas les périphériques externes (périphériques USB qui consomment de l'énergie, par exemple les disques durs externes, les SSD, etc.) - mais vous pouvez facilement les ajouter en utilisant les formules que je fournis ci-dessous.

J'utilise les mesures de puissance de la excellent Alex Eames de Raspi.TV comme base pour mes calculs. Merci beaucoup, Alex !

Le Pi 4 tire les courants suivants :

• 575 mA au ralenti
• 885 mA pendant le chargement de LXDE
• 600 mA pour visionner une vidéo 1080p 
• 640 mA pour enregistrer une vidéo 1080p

Nous prenons les valeurs inférieures et supérieures, 575 mA et 885 mA. La consommation d'énergie du Pi 4, moyennée dans le temps, devrait se situer entre ces deux valeurs. 

Parce que l'officiel Alimentation électrique USB C fournit 5,1 V, nous pouvons transformer les mA (m pour milli, un millième) en Watts : 

• 2,93 W au ralenti
• 4,51 W pendant que le Pi 4 charge LXDE

Le Pi 4 consomme entre 3 et 5 W en moyenne.

L'alimentation électrique

Il ne faut pas omettre un facteur important qui entre en ligne de compte dans le calcul de la puissance réelle tirée du service public ! L'alimentation électrique elle-même. 

Même si l'officiel Alimentation électrique USB C est très efficace, il n'est pas parfait. Il consomme de l'énergie pour ses propres circuits.

L'alimentation USB C a été certifiée selon le protocole Effieciency Marking (une norme introduite aux États-Unis). Voici un PDF avec plus d'informations de base. 

Cette norme a été lancée après que les gens aient été choqués de voir que de nombreuses alimentations inefficaces (utilisant des régulateurs linéaires) consommaient jusqu'à 50 % d'énergie - indépendamment du fait que l'appareil qu'elles étaient censées alimenter était actif ou non ! Beaucoup ont prédit que vers 2010, les blocs d'alimentation consommeraient à eux seuls jusqu'à 30 % de l'énergie totale aux États-Unis. Bien entendu, il fallait remédier à cette situation, ce qui a donné naissance à cette norme. 

L'alimentation officielle a une tension de 5,1 V et un courant maximum de 3 A qu'il est capable de fournir. Cela représente une puissance maximale de 15,5 W (5,1 V * 3 A) qu'il peut fournir au Pi. Gardez à l'esprit que nous travaillons avec des moyennes ci-dessus - le Pi consommera beaucoup d'énergie par à-coups très courts, ce qui nécessite plus que les 4,51 W disponibles. En moyenne sur le temps, même sous charge, nous devrions voir la consommation d'énergie mesurée par Alex. De plus, l'alimentation doit également alimenter les périphériques USB si vous en avez connectés au Pi, ce que j'ai budgétisé.

Les mathématiques de la puissance

Selon la norme (VI), l'alimentation officielle du Pi 4 peut consommer un maximum de 0,1 W lorsqu'il tourne au ralenti - c'est-à-dire lorsqu'aucune Pi n'est connectée. (La valeur réelle dans la fiche technique est de 0,075 W maximum).

La norme exige en outre que si le Pi 4 est alimenté, l'efficacité de la conversion de l'énergie doit être au moins égale à :

0,0834 x ln ( Pout) - 0,0014 x Pout + 0,609

C'est le logarithme naturel, Pout est la puissance de sortie du Pi. Heureusement, il y a Excel qui peut calculer les chiffres pour nous :

• un rendement minimum de 69 % pour le Pi 4 au ralenti 
• un minimum de 73 % d'efficacité pour le Pi 4 pendant qu'il charge LXDE

Si le Pi 4 travaille beaucoup, l'alimentation doit être plus efficace - un point de vue intéressant ! 

Selon la fiche technique de l'alimentation du Pi 4, le rendement minimum à 10 % de charge est de 72 %, et minimum de 81 % à 100 % / 75 % / 50 % / 25 % de charge. Je vais continuer à utiliser les valeurs que j'ai calculées ci-dessus, car elles devraient être applicables à toute autre alimentation ayant la certification VI. 

À la prise de courant, le Pi 4 tire réellement :

• Puissance de 4,22 W au ralenti
• 6,20 W de puissance pendant le chargement de LXDE

Calculé pour une année entière

Un jour compte 24 heures, l'année compte 365 jours (la plupart du temps). Les kilowattheures sont ce qu'ils disent être : 1000 W * nombre d'heures :

• 36,98 kWh de consommation d'électricité au ralenti par an
• 54,28 kWh d'électricité consommée en chargeant LXDE par an
• 0,88 kWh si l'alimentation électrique du Pi 4 était branchée sur la prise de courant 365/24/7 - sans Pi. (La valeur réelle est encore plus faible car la fiche technique donne 0,075W maximum.)

Le coût

Les prix de l'énergie fluctuent actuellement. En Allemagne, ils sont parmi les plus élevés d'Europe - même en tenant compte de l'ajustement des revenus. J'ai utilisé un prix de 32,8 centimes par kWh pour les calculs, selon ces deux sources. Le prix peut être plus bas pour vous - veuillez refaire les calculs dans ce cas ! 

Je vais également inclure les prix que j'ai estimés pour le Royaume-Uni - qui sont nettement inférieurs. J'ai utilisé ce comme source :

• 13 pence par kWh en moyenne
• 20 % TVA
• 1,17783 € / GBP
• = 18,39 Euro-Cent par kWh

Êtes-vous prêt à être époustouflé ?

• 12,13 € coût de l'électricité pour le Pi 4 au ralenti 365 / 24 / 7
  • 6,80 € coût de l'électricité en Grande-Bretagne
• 17,80 € coût de l'énergie pour le Pi 4 en charge, 365 / 24 / 7 (toute l'année !)
  • 9,98 € coût de l'électricité en Grande-Bretagne
• 00,29 € coût de l'alimentation électrique de l'USB C, si elle est simplement branchée sur la prise, sans Pi, pendant une année entière
  • 0,16 € en Grande-Bretagne
  • Notez que cette valeur est en fait encore plus basse, car l'alimentation du Raspberry Pi est encore plus efficace !

Et tout cela y compris la TVA ! 

Le message surprenant de cet article (auquel je ne m'attendais pas moi-même, bien que je sois en train de l'écrire !)

Économiser de l'argent !

Ce billet de codinghorror peut nous donner une approximation de la consommation d'un ordinateur de bureau, en comparaison. L'article date de 2007 et parle d'une utilisation réelle de 120 à 150 W (avant l'efficacité de l'alimentation électrique). Mais disons, par souci d'équité, que vous utilisez un ordinateur x86 très économe en énergie comme mini-serveur. Peut-être un vieil ordinateur portable. Et que cet ordinateur x86 (consommation d'énergie de la prise) utilise seulement 10 fois la quantité d'un Pi 4 :

• 62 W en moyenne
• 543 kWh par an
• 178,14 € de coût énergétique par an pour votre serveur x86 très économe en énergie.
  • 99,87 € coût de l'électricité en Grande-Bretagne

L'actuel différence entre le Pi 4 et le "serveur x86 efficace" de votre poche, juste pour la consommation d'énergie, sont 160,34 € par an ! En fonction de la taille de votre serveur et de l'inefficacité de son alimentation électrique, vous pourriez réaliser des économies encore plus importantes ! 

Pour être juste, je dois admettre qu'il existe également des SoC Intel Atom très économes en énergie, qui consomment moins d'énergie - d'après les données de la Commission européenne. à cet articlenous sommes quelque part entre 10 et 15 W au ralenti. C'est toujours deux à trois fois plus que le Pi).

Lorsque l'on fait fonctionner un petit serveur 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7, notre Pi 4 ensemble confort vous ferait économiser de l'argent, par rapport à un PC de bureau classique comme serveur :

• Pi 4 Comfort Set : 95 €.
• frais d'expédition (en Allemagne) : 4,99 €.
• consommation d'énergie : 17,80 €
• Coût total de la première année : 117,79 €
• Vous économisez, par rapport au x86 : 60,35 €.

OUI !

Vous économisez de l'argent dès la première année d'utilisation !

Même en tenant compte du coût d'achat du Pi 4, il suffit d'économiser de l'énergie !

Conclusion

Pourquoi ne pas utiliser les économies réalisées pour acheter un deuxième Pi 4 / 4 GB comme cadeau pour un ami ? Vous offrirez en fait un cadeau en argent - avec un bénéfice annuel en économies d'énergie, année après année !

Le Pi 4 soutient notre planète verte - il est temps de se débarrasser de nos vieux serveurs x86 qui tournent au ralenti la plupart du temps de toute façon (ne délivrant pas vraiment leurs pleines capacités / possibilités). rien que les économies d'énergie pourraient justifier l'achat d'un Pi 4!

Voilà donc tout ce que vous devez savoir sur l'alimentation de votre Raspberry Pi 4.

Note : Les personnes qui ont la chance d'avoir des coûts d'énergie moins élevés, comme en Grande-Bretagne, pourront réaliser des économies en deux ans, et en profiter année après année ! Peu d'investissements sont aussi rapidement rentabilisés et commencent à produire des bénéfices.

Vous voulez en savoir plus sur le Raspberry Pi 4 ? Vous pouvez consulter notre article sur l'overclocking ici.

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