Pi 4の電源使用料はどれくらいですか?

このインタラクティブなツールを使って、あなたのRaspberry Piの電力コストを計算してみましょう。

お客様から無邪気な質問を受けた。

Raspberry Piを以下の2つの目的で使用したいと考えています。

a) 広告をフィルタリングするパイホール 
b) CarddavとCaldavのBaikal-Server

使用電力や発熱などを考慮して、どのPiがおすすめですか?

私の答えには、いくつかの調査が必要でした。

私にとっては、明らかに Pi 4 / 4 GB  のサーバーになります。 私の の選択、もちろん FLIRCケース パッシブな熱放散のための騒音もなく、可動部もありません。GBitのイーサネット、...しかし、私はお客様に良心的にPi 4をお勧めできるでしょうか?人は、実際に アフォード は、365日24時間ノンストップでPi4を稼働させることができますか?

その答えはあなたを驚かせるでしょう。私自身も驚きました!(笑

基本

まずは、高校の物理をとっくに卒業した人たちのために、基本的なことから始めましょう。

  • アンペアこれが電流(導体やデバイスを流れる電力量、1秒間にパイプを流れる電子の数をイメージしてください)です。
  • ヴォルトこれが電圧(電子が流れるときの圧力、パイプの水圧に似ている)です。同じ量の水でも圧力が違えば、バスタブの中は快適になり、鉄は切断されます。)
  • VoltとAmpereを合わせると ワットです。 実際の電力(1秒あたりの仕事量として定義):1W = 1V * 1A

ここで重要なことは、ワットは電圧に依存せず、使用する電流が直流であるか交流であるかにも依存しないということです。 配信パワー

通常、電力会社はkWh(キロワットアワー)で請求します。これは、配達された電力を配達された時間にわたって合計したものです。キロワット時は、電力会社があなたの家に届けた実際の仕事です。 

Pi 4の電力使用状況

Pi 4は電球ではありません。同じ量の電力をずっと安定して使う(供給する)わけではありません。何に使うかによって、SoC(Piに搭載されている銀色のチップで、Piの魔法の核となる独創的な装置)の一部がオンになったりオフになったりします。  

Pi 4を人間に例えると、人間が休んでいるとき、例えば映画を見ているときは KODIメディアセンターマラソンをするよりも、はるかに少ないエネルギーで走ることができます。それでも、同じ人間なのだ。

そのため、Pi 4のアイドル時の消費電力だけでなく、高負荷時の消費電力にも注目したいところです。 

ここには外部機器(外付けHDDやSSDなど、電力を消費するUSB機器)は含まれていませんが、以下の計算式を使えば簡単に追加することができます。

のパワー測定をしています。 eRaspi.TVのAlex Eames氏の優秀さ をベースに計算しています。アレックスさん、ありがとうございました。

Pi 4は次のような電流を流しています。

  • アイドル時575mA
  • LXDEのロード中は885mA
  • 1080pのビデオを見るために600mA 
  • 640mAで1080pのビデオを記録

一番下と一番上の値、575mAと885mAを取ります。Pi 4の平均的な電力使用量は、その中間の値になるはずです。 

なぜなら、公式 USB C電源 5.1Vを供給することで、mA(mはミリ、1000分の1)をワットに変えることができます。 

  • アイドリングストップで2,93W
  • Pi 4がLXDEをロードしている間の4,51W

Pi 4の平均消費電力は3~5Wです。

パワーサプライ

電力会社から実際に引き出される電力を計算する上で、重要な要素を省いてはいけません。電源そのものです。 

にもかかわらず、公式には USB C電源 は非常に効率的ですが、完璧ではありません。自身の回路のために多少の電力を使います。

USB C電源は、Effieci Marking Protocol(米国で導入された規格)に基づいて認証されています。 PDFはこちら をクリックすると、背景情報が表示されます。 

この規格は、多くの非効率的な電源(リニアレギュレーターを使用)が、電源を供給する機器が動作しているかどうかにかかわらず、最大で50 %の電力を使用していることに人々がショックを受けたことをきっかけに立ち上げられました。2010年頃には、電源だけで米国の総電力の30 %を消費するだろうと予測されていました。もちろん、このような状況をなんとかしなければならず、それがこの規格につながったのです。 

公式パワーサプライ は、電圧が5.1Vで、最大3Aの電流を供給することができます。これにより、Piに供給できる最大電力は15.5W(5.1V * 3A)となります。Piは非常に短い時間で大量の電力を消費するため、4,51W以上の電力を必要とすることを覚えておいてください。負荷がかかっている状態でも、時間をかけて平均すると、Alexの消費電力が測定されるはずです。さらに、PiにUSBデバイスが接続されている場合、電源はUSBデバイスにも電力を供給しなければなりませんが、これは予算に含まれています。 

規格(VI)によると、公式Pi 4電源の最大消費電力は0.5Wです。 0,1 W Piが装着されていないアイドリング状態のとき。 (データシートに記載されている実際の値は、最大0.075Wです。)

さらに、この規格では、Pi 4に電力を供給する場合、電力変換効率が最低でも

0.0834 x ln ( Pout ) - 0.0014 x Pout + 0.609

これは自然対数で、Poutは円周率に対する出力です。幸いなことに、エクセルが数字を計算してくれるので、それを使ってみましょう。

  • Pi 4のアイドリング時の%効率が69%以上であること 
  • LXDEをロードしている間、Pi 4で最低73の%の効率を実現する。

Pi 4の動作が重くなると、電源の効率化が求められます。 

Pi 4電源のデータシートによると、10個の%負荷時の効率は最低72個の%、100個の%/75個の%/50個の%/25個の%負荷時の効率は最低81個の%となっています。上記で算出した値は、VI認証を取得した他の電源にも適用できるはずなので、引き続き使用していきたいと思います。 

電源コンセントでは、Pi 4は実際に電力を消費します。

  • 4,22 W アイドリング時の電力
  • LXDEのロード中に6,20Wの消費電力

1年間で計算

1日は24時間、1年は365日です(ほとんどの場合)。キロワットアワーは、その言葉通りのものです。1000W * 時間の量。

  • アイドリング時の電力使用量36,98kWh/年
  • LXDEロード時の電力使用量54,28kWh/年
  • 0.88kWh Pi 4の電源を365/24/7-Piなしでコンセントに接続した場合。(データシートでは最大0.075Wとなっているため、実際の値はもっと低い。)

単純にいくらかかるか教えてください

現在、エネルギー価格は変動しています。ドイツでは、所得調整を考慮してもヨーロッパで最も高い価格となっています。ここでは、32.8セント/kWhの価格で計算しています。 これらの のソースを表示します。あなたにとっては価格が低いかもしれませんが、この場合は計算をやり直してください。 

また、英国での価格も記載しますが、これはかなり低いものです。私が使用したのは この のサイトをソースにしています。

  • 平均して1kWhあたり13ペンス
  • 20 % VAT
  • 1,17783ユーロ/英ポンド
  • = 18,39ユーロセント/kWh

あなたの心を揺さぶる準備はできていますか?

  • 12,13 € のパワーコストがかかります。 パイ4 アイドリング時 365 / 24 / 7
    • 6,80 € 英国での電力コスト
  • 17,80 € Pi 4の負荷時の電力コスト、365 / 24 / 7(1年中!)。 
    • 9,98 € 英国での電力コスト
  • 00,29 € USB C電源の電力コストは、Piを使わずにソケットに差し込んだだけの状態で、1年間の
    • イギリスでは0.16ユーロ
    • この値は、Raspberry Piの電源がさらに効率的であるため、実際にはさらに低くなります。

しかも、これには消費税も含まれています。 

この記事の意外なメッセージ(書いている私自身も予想していませんでしたが!)。

Pi 4は、電力を節約するための賢い投資なのです

codinghorrorのブログ記事です。 の記事を読むと、デスクトップパソコンの電力使用量の大まかな目安がわかります。この記事は2007年のもので、実際の使用量は120〜150Wとなっています(電源の効率化以前)。しかし、公平を期すために、本当に電力効率の良いx86コンピュータをミニサーバとして使用したとしましょう。古いノートパソコンかもしれません。そして、このx86コンピュータ(ソケットからの電力消費)は、Pi 4の10倍しか使わないとします。

  • 平均で62W
  • 543kWh/年
  • 178,14ユーロの電力コスト/年(本当に電力効率の良いx86サーバーの場合
    • 99,87 € 英国での電力コスト

実際の 違い Pi 4とポケットの外にある「効率的なx86サーバー」の間には、電力使用量だけでも 160,34 € 1年で!お使いのサーバーがどれだけ「太って」いるか、電源の効率がどれだけ悪いかにもよりますが、さらに高い節約効果が期待できるでしょう。 

公平を期すために言うと、電力効率の高いIntel Atom SoCもあり、そちらの方が消費電力は少ないです。 この記事へアイドリング時の消費電力は10~15Wといったところでしょうか。それでもPiの2〜3倍はありますね!)

当社のPi 4コンフォートセットは、初年度からすでにコストを削減しています。

小規模なサーバーを24時間365日運用する場合、私たちは Pi 4コンフォートセット は、古典的なデスクトップPCをサーバーとして使用した場合に比べて、コストを削減することができます。

  • Pi 4 Comfort Set: 95 €
  • 送料(ドイツ国内):4,99ユーロ
  • 電力使用量17,80 €
  • 1年目の総コスト117,79 €
  • x86との比較では、60,35ユーロの節約になります。

YES!買った最初の年に、すでにお金を節約しています。Pi 4の購入費用を考慮しても、単純に電力を節約できます。

貯めたお金で2台目を買うのはいかがでしょうか。 Pi 4 / 4 GB お友達へのプレゼントとして?あなたは実際にお金をプレゼントすることになるでしょう。電力コストの節約で毎年利益が得られるのですから。

Pi 4は環境に優しい地球を支えています。ほとんどの時間、アイドル状態で稼働している古いx86サーバー(実際にはその能力や可能性を十分に発揮していない)を処分する時です。 電力の節約だけで、Pi 4の購入を正当化できるかもしれません。!

注:イギリスのように電力コストが安い幸運な人は、2年以内に節約効果を実感でき、その後も毎年利益を得ることができます。これほど早く採算が取れて、利益が出始める投資はほとんどありません。 

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