{"id":7385,"date":"2021-08-20T15:54:32","date_gmt":"2021-08-20T13:54:32","guid":{"rendered":"https:\/\/u-labs.de\/portal\/?p=7385"},"modified":"2022-12-12T18:31:28","modified_gmt":"2022-12-12T16:31:28","slug":"raspberry-pi-4-stromverbrauch-gemessen-so-viel-stromkosten-verursacht-der-pi","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/u-labs.de\/portal\/raspberry-pi-4-stromverbrauch-gemessen-so-viel-stromkosten-verursacht-der-pi\/","title":{"rendered":"Raspberry Pi 4 Stromverbrauch gemessen: So viel Stromkosten verursacht der Pi"},"content":{"rendered":"<p>Sp\u00e4testens wenn man den Raspberry Pi im Dauerbetrieb nutzen m\u00f6chte, wird man sich die Frage stellen: Wie viel Strom verbraucht der Einplatinencomputer? Mit welchen Mehrkosten muss ich rechnen? Im folgenden Artikel messen wir den Stromverbrauch des Raspberry Pi 4 bei verschiedenen Aufgaben und kalkulieren sowohl den Stromverbrauch als auch die dadurch voraussichtlich entstehenden Mehrkosten.<\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Messmethode &amp; Rahmenbedingungen<\/h2>\n<p>Um m\u00f6glichst realistische Ergebnisse zu erzielen, verzichten wir auf eine blo\u00dfe Hochrechnung\/Sch\u00e4tzung. Stattdessen wird der tats\u00e4chlich verbrauchte Strom mit einem <em>Voltcraft Energy Check 3000<\/em> Energiekostenmessger\u00e4t an der Steckdose durchgef\u00fchrt. Es besitzt eine Toleranz von +- 2% und liefert uns realistische Werte aus der Praxis, allerdings sind wir mit der Leerlauflast des Pis nah an der minimalen Last.<\/p>\n<p>Rahmenbedingungen der Messung:<\/p>\n<ul class=\"wp-block-list\">\n<li>Raspberry Pi 4 B mit 4 GB Arbeitsspeicher<\/li>\n<li>Als Stromquelle dient das offizielle Raspberry Pi Netzteil (andere Netzteile haben m\u00f6glicherweise einen geringeren Wirkungsgrad und verbrauchen dadurch mehr Strom)<\/li>\n<li>Keinerlei zus\u00e4tzlich angeschlossene Ger\u00e4te (au\u00dfer f\u00fcr einzelne Messungen, wie entsprechend angegeben)<\/li>\n<li>Software: Frische Raspberry Pi OS Standard-Installation mit nachinstalliertem Chromium-Browser und dem stress CLI Tool<\/li>\n<li>Vor jedem Test wurde der Pi komplett neu gestartet<\/li>\n<\/ul>\n<p>WLAN und Bluetooth wurden \u00fcber folgende Overlay-Flags in <strong>\/boot\/config.txt<\/strong> deaktiviert, sofern in der Messung angegeben:<\/p>\n<pre class=\"wp-block-prismatic-blocks\"><code class=\"\" data-line=\"\">dtoverlay=pi3-disable-wifi\ndtoverlay=pi3-disable-bt<\/code><\/pre>\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Messungen<\/h2>\n<h3 class=\"wp-block-heading\">#1 Leerlauf<\/h3>\n<p>Alle Messungen ohne Bildschirm, ohne WLAN und ohne Tastatur\/Maus &#8211; es sei denn, es wurde bei der Messung angegeben.<\/p>\n<p>Netzwerkverbindung nur per Ethernet: <strong>Ca. 1,5 W<\/strong><\/p>\n<p>Netzwerkverbindung nur per Ethernet &#8211; Bluetooth aktiv: <strong>Ca. 1,6 W<\/strong><\/p>\n<p>Netzwerkverbindung nur per WLAN: <strong>Ca. 1,9 W<\/strong><\/p>\n<p>Netzwerkverbindung nur per Ethernet, mit externer 2,5&#8243; USB-Festplatte \r\n<strong>Leerlauf: Ca. 3,2 &#8211; 4 W\r\nBeim schreiben: Ca. 6-7 W<\/strong><\/p>\n<p>Getestet wurde das Schreiben mit folgenden Parametern:<\/p>\n<pre class=\"wp-block-prismatic-blocks\"><code class=\"language-bash\" data-line=\"\">sync; time dd if=\/dev\/zero of=.\/test.tmp bs=500K count=1024; time sync<\/code><\/pre>\n<p><strong>Nachtrag 27.02.2022<\/strong>: Eine aktuelle Messung mit einem DECT 200 von AVM <a href=\"https:\/\/u-labs.de\/forum\/raspberry-pi-266\/raspberry-pi-stromverbrauch-stromkosten-gemessen-so-viel-kostet-dich-der-pi-als-pc-mini-server-40595?p=446235&amp;viewfull=1#post446235\" title=\"findet ihr hier im Forum\">findet ihr hier im Forum<\/a>. Dort wurde ein leicht h\u00f6herer Verbrauch im Leerlauf festgestellt. <\/p>\n<h3 class=\"wp-block-heading\">#2 K\u00fcnstlicher CPU-Stresstest mit &#8222;stress&#8220;<\/h3>\n<p>F\u00fcr alle Stresstests wurden WLAN- und Bluetooth deaktiviert, die Netzwerkverbindung erfolgte \u00fcber das Ethernet-Kabel. Da beide Verbindungen den Stromverbrauch nur sehr wenig erh\u00f6hen (Bluetooth um ~0,1 Watt und WLAN zus\u00e4tzlich ~0,2W), habe ich an dieser Stelle auf eine Differenzierung verzichtet. Wir setzen den Fokus daher auf die Messung mit der Ethernet-Schnittstelle.<\/p>\n<p>25% Gesamtauslastung durch Vollauslastung von 1 Kern (stress -c 1): <strong>2,3 W<\/strong><\/p>\n<p>50% Gesamtauslastung durch Vollauslastung von 2 Kernen (stress -c 2): <strong>2,7 W<\/strong><\/p>\n<p>75% Gesamtauslastung durch Vollauslastung von 3 Kernen (stress -c 3): <strong>3,3 W<\/strong><\/p>\n<p>100% Gesamtauslastung durch Vollauslastung von 4 Kernen (stress -c 4): <strong>4,0 W<\/strong><\/p>\n<p>Um eine Drosselung zu verhindern, wurde der Pi mit passiven K\u00fchlk\u00f6rpern ausgestattet. Selbst beim letzten Test mit 100% Auslastung lag die h\u00f6chste gemessene Temperatur bei rund 64\u00b0C &#8211; und damit unter der Grenze von 80 \u00b0C, ab der die Drosselung das Ger\u00e4t vor \u00dcberhitzung sch\u00fctzt. Mit <strong>vcgencmd get_throttled<\/strong> konnte gepr\u00fcft werden, dass tats\u00e4chlich keine Drosselung stattfindet.<\/p>\n<h3 class=\"wp-block-heading\">#3 Alltagstest: Videos anschauen<\/h3>\n<p>Hierzu wurde an den Raspberry Pi ein Bildschirm zusammen mit einem USB-Stick (ca. 0,1 W Mehrverbrauch) f\u00fcr ein Kombiger\u00e4t mit Tastatur und Maus angeschlossen. Der Pi wird per Ethernet mit dem Netz verbunden, WLAN und Bluetooth sind abgeschaltet. Frisch nach dem Start ohne gestartete Programme verbraucht der Pi <strong>2,0 Watt<\/strong>.<\/p>\n<p>F\u00fcr den Video-Test wird der Chromium-Browser in Version 88 gestartet und YouTube ge\u00f6ffnet. Es handelt sich um einen <em>Vanilla Chromium<\/em>, ohne Erweiterungen &#8211; auch ohne Werbeblocker. Beim Abspielen des Videos in <strong>Full-HD (1080p)<\/strong> liegt der Stromverbrauch <strong>zwischen 2,6 und 3,7 Watt<\/strong>. <\/p>\n<p>Reduzieren wir die Aufl\u00f6sung auf lediglich <strong>HD (720p),<\/strong> reduziert sich der Stromverbrauch minimalst, jedoch kaum messbar. Wichtiger als die Aufl\u00f6sung scheint der Inhalt des Bildes zu sein: Actionszenen in HD verbrauchen etwas mehr Strom als eine ruhigere Dokumentation in 1080p. Allerdings sind das geringe Unterschiede, die sich finanziell auf das Jahr gerechnet nicht bemerkbar machen. <\/p>\n<p>Grob k\u00f6nnen wir bei der Filmwiedergabe also mit <strong>3-4 Watt<\/strong> rechnen, was ein vergleichsweise niedriger Wert ist. Zum Vergleich: Der angeschlossene Samsung LS27F350FHUXEN Bildschirm mit 27 Zoll Diagonale (aus dem Jahre 2016, Energieffizienzklasse A) verbraucht ca <strong>26-27 Watt<\/strong>. Recht konstant, unabh\u00e4ngig davon ob z.B. der leere Desktop oder ein Film angeschaut wird. Gehen wir von den h\u00f6chsten Werten aus, w\u00fcrde das Anschauen eines Filmes mit diesem Bildschirm und dem Pi insgesamt etwa<strong> 31 Watt<\/strong> verbrauchen. Die gr\u00f6\u00dften <em>Stromfresser<\/em> sind gerade beim Filme schauen oft die Bildschirme. Gerade Fernsehger\u00e4te kommen locker auf das 4-Fache. Abh\u00e4ngig von Alter und Gr\u00f6\u00dfe auch deutlich mehr.<\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Wie viel kostet mich der Raspberry Pi hinsichtlich des Strombedarfes?<\/h2>\n<p>Auf Grundlage der obigen Messungen kann nun berechnet werden, welche Kosten man im Betrieb zu erwarten hat. Hierzu verwenden wir einen durchschnittlichen Strompreis von <strong>0,31\u20ac pro Kilowattstunde<\/strong>. Dies ist ein Mittelpreis von stromauskunft.de, berechnet aus dem derzeit g\u00fcnstigsten Anbieter f\u00fcr einen Einzel- und Zweipersonen-Haushalt. <\/p>\n<p>Nat\u00fcrlich kann der Preis je nach Ort, Anbieter und Wohnsituation variieren. Da der Raspberry Pi jedoch nicht viel Strom verbraucht, f\u00e4llt selbst ein um 10 Cent teurer Strompreis im Dauerbetrieb nur mit 2\u20ac Mehrkosten pro Jahr ins Gewicht. Hierbei geht es auch nicht um eine auf den Cent genaue Abrechnung, sondern um eine erste Einsch\u00e4tzung &#8211; beispielsweise auf die Frage, mit welchen ungef\u00e4hren Mehrkosten beim 24\/7 Betrieb zu rechnen ist.<\/p>\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Teilbetrieb (z.B. als Computer oder Multimedia-System), ohne Dauerbetrieb<\/h3>\n<p>Als Mittelwert nutzen wir hier 3,2 W. Beispielszenarien w\u00e4ren das Schauen von Filme, E-Mail schreiben, im Internet surfen und \u00e4hnliche T\u00e4tigkeiten.<\/p>\n<figure class=\"wp-block-table\">\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td><strong>2h\/Tag Nutzung<\/strong><\/td>\n<td><strong>8h\/Tag Nutzung<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Monatliche Kosten<\/strong><\/td>\n<td>0,06 \u20ac<\/td>\n<td>0,24 \u20ac<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>J\u00e4hrliche Kosten<\/strong><\/td>\n<td>0,72 \u20ac<\/td>\n<td>2,90\u20ac<\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/figure>\n<p>Verglichen mit anderen Ger\u00e4ten ist der Stromverbrauch sehr niedrig. Selbst bei der Nutzung als Arbeitsger\u00e4t mit 8h jeden Tag (Sonn- und Feiertage nicht ausgeschlossen) fallen nicht einmal drei Euro an Stromkosten im Jahr an. Nat\u00fcrlich muss man hier im gesamten auch noch mindestens einen Bildschirm dazu rechnen. In Summe kommt man ungef\u00e4hr auf den Verbrauch eines Laptops. Verglichen mit einem vollwertigen Desktop-Computer l\u00e4sst sich einiges Sparen &#8211; Vorausgesetzt, die Leistung des Pi reicht einem aus.<\/p>\n<h3 class=\"wp-block-heading\">24\/7 Betrieb<\/h3>\n<p>Durch seinen geringen Stromverbrauch ist der Pi als Mini-Server interessant. Schauen wir uns an, was hier f\u00fcr Kosten im Leerlauf, unter Vollast (dies entspricht ungef\u00e4hr dem Verbrauch eines Pi im Leerlauf mit externer angeschlossener 2,5&#8243; HDD) sowie beim Schreiben von Daten mit <strong>dd<\/strong> (erzeugt dabei ca 25-35% CPU-Last) an. Hierzu rechnen wir mit dem oben erw\u00e4hnten Mittelwert von 31 Cent pro Kilowattstunde.<\/p>\n<figure class=\"wp-block-table\">\n<table>\n<tbody>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td><strong>Pi im Leerlauf<\/strong><\/td>\n<td><strong>Vollast Pi (entspricht Pi + HDD im Leerlauf)<\/strong><\/td>\n<td><strong>Pi + HDD schreibend (mit dd)<\/strong><\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>Gemessener Verbrauch<\/strong><\/td>\n<td>1,90 W<\/td>\n<td>4,0 W<\/td>\n<td>7,0 W<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>24\/7 Betrieb monatlich<\/strong><\/td>\n<td>0,42 \u20ac<\/td>\n<td>0,89 \u20ac<\/td>\n<td>1,56 \u20ac<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><strong>24\/7 Betrieb j\u00e4hrlich<\/strong><\/td>\n<td>5,09 \u20ac<\/td>\n<td>10,71 \u20ac<\/td>\n<td>18,75 \u20ac<\/td>\n<\/tr>\n<tr>\n<td><\/td>\n<td><\/td>\n<td><\/td>\n<td><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n<\/figure>\n<p>Da der Verbrauch je nach Nutzung deutlich variiert, l\u00e4sst sich hier keine allgemeing\u00fcltige Zahl nennen. Wer den Pi ohne zus\u00e4tzliche Festplatten betreibt, wird sich im Bereich von 5 bis rund 11\u20ac im Jahr bewegen. Mit einer Festplatte kommen ein paar Euro oben drauf &#8211; wobei es hier noch differenzierter zu Betrachten ist: Die meiste Zeit wird die Festplatte nicht schreiben. Dazu gibt es den Standby-Modus, wodurch sich der Energieverbrauch fast auf null reduziert. Aktiviert man diese Optionen, wird man sch\u00e4tzungsweise bei unter 15\u20ac pro Jahr landen.<\/p>\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Fazit: Sparsamer Mini-Computer<\/h2>\n<p>Der exakte Verbrauch h\u00e4ngt &#8211; wie immer &#8211; vom konkreten Nutzungsszenario ab. Allerdings ist klar: Der Raspberry Pi ist ein sehr sparsamer Mini-Computer. Wer ihn f\u00fcr vergleichsweise wenig aufw\u00e4ndige T\u00e4tigkeiten wie das betreiben eines kleinen Blogs verwendet, muss nicht einmal 10\u20ac an Stromkosten f\u00fcr ein gesamtes Jahr ausgeben.<\/p>\n<p>Selbst mit einer angeschlossenen Festplatte steigt dies nur marginal. Damit eignet sich der Pi als sparsamer Mini-Server, um beispielsweise einen Dateiserver oder gleich eine private Cloud bereitzustellen. Eine Schock auf der Stromrechnung wie bei einem <em>gropen<\/em> Server (vor allem Rack-Servern) schnell passiert, ist beim Pi daher keineswegs zu bef\u00fcrchten.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Sp\u00e4testens wenn man den Raspberry Pi im Dauerbetrieb nutzen m\u00f6chte, wird man sich die Frage stellen: Wie viel Strom verbraucht der Einplatinencomputer? Mit welchen Mehrkosten muss ich rechnen? Im folgenden Artikel messen wir den Stromverbrauch des Raspberry Pi 4 bei verschiedenen Aufgaben und kalkulieren sowohl den Stromverbrauch als auch die dadurch voraussichtlich entstehenden Mehrkosten. 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