Mesurer la consommation énergétique d'un serveur domestique : en veille, en inférence et en stockage

Pour un serveur domestique, tenez compte des longues périodes d'inactivité, de la consommation énergétique par tâche accomplie et de la puissance de crête. Cet article décrit une méthode d'enregistrement à l'aide d'un multimètre. Aucun serveur réel n'a été mesuré ; les données de 40 W fournies servent à une validation arithmétique synthétique.

Définir la limite de mesure

Précisez si le multimètre couvre uniquement le serveur, les pertes de l'onduleur, le stockage externe ou les équipements réseau. Utilisez un multimètre adapté ; aucune modification du câblage interne n'est requise.

Lisez la puissance active (W) et l'énergie (Wh). Le produit de la tension par le courant donne la puissance apparente (VA) ; le facteur de puissance est important pour les charges en courant alternatif. Ne confondez pas V × A avec la puissance consommée (watts) sans cette distinction. Consultez le document « Principes fondamentaux de la mesure de puissance de Yokogawa » (https://tmi.yokogawa.com/library/resources/fundamentals/fundamentals-of-electric-power-measurements/) pour plus d'informations sur la puissance active/apparente et le facteur de puissance. Notez la résolution, la précision, l'intervalle d'enregistrement et la plage de faible charge du multimètre, conformément à son manuel.

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Définir un état de veille

Éviter les mises à jour et l'indexation au démarrage. Enregistrer les services, les paramètres du processeur, la résidence du modèle GPU, l'état de rotation du disque, l'affichage, les ventilateurs et la température ambiante. Choisir un intervalle stable, et non pas seulement un faible pourcentage d'utilisation du processeur. Une fenêtre de dix minutes peut manquer une tâche exécutée toutes les trente minutes ; commencer par un journal plus long pour identifier les cycles.

Les disques arrêtés et en rotation sont des conditions distinctes. Les économies d'énergie, la latence du premier accès et le nombre de démarrages/arrêts sont des axes d'évaluation distincts.

Maintenir la charge de travail d'inférence et de stockage fixe

Pour l'IA, fixer le modèle, la quantification, l'invite, la limite de sortie, la concurrence et l'état du cache. Utiliser la mesure LLM locale pour aligner le démarrage/la fin des requêtes et les comptages générés avec le journal de consommation. Séparer les tests incluant le chargement de ceux incluant le modèle résident.

Pour le stockage, fixez le nombre de fichiers, les octets, les lectures/écritures et l'état du cache à l'aide de données de test dédiées. La fin d'exécution est définie comme le retour de l'application ou la fin de la synchronisation. Les accès au cache ne mesurent pas uniquement la capacité du disque.

Intégration de la consommation en watts au fil du temps

Avec des horodatages t en secondes et une puissance P en watts, une approximation trapézoïdale donne :

Divisez la consommation en Wh par la durée en heures pour obtenir la consommation moyenne en W. Une consommation constante de 40 W pendant 600 s donne 6,667 Wh. En supposant une consommation continue de 40 W pendant 24 heures sur 30 jours, on obtient 28,8 kWh. Il s'agit d'exemples arithmétiques, et non de mesures réelles de consommation pour ce site ni d'une prévision de facture.

Essai d'intégration CSV

Enregistrez ensemble power_log.py et le fichier CSV synthétique. L'exécution a été vérifiée avec Python 3.12.3 en utilisant uniquement sa bibliothèque standard :

python3 power_log.py server-power-synthetic.csv

Résultat attendu : duration_s=600, mean_W=40, energy_Wh=6.666666… et samples=601. Le résultat de validation est disponible. Utilisez les colonnes time_s et power_W, ainsi qu'un intervalle continu par fichier. L'outil rejette les doublons, les valeurs non finies, la puissance négative et les intervalles supérieurs à 2 s. Cette configuration par défaut suppose un enregistrement à 1 Hz ; modifiez explicitement l'option --max-gap pour un autre intervalle.

peak_sampled_W correspond à l'échantillon le plus important ; cela ne garantit pas l'absence de pics entre les échantillons. Un compteur fournissant des moyennes d'intervalle peut nécessiter une intégration adaptée à cette convention de sortie.

Interpréter les comparaisons

Indiquez la consommation totale en Wh séparément de la consommation incrémentale en Wh après soustraction de la consommation moyenne en veille multipliée par la durée de la charge. La soustraction suppose que l'état d'inactivité se serait maintenu et ne permet pas d'isoler précisément la consommation d'énergie du processeur, du GPU ou du disque. Le rendement des ventilateurs et de l'alimentation peut varier même lorsqu'un seul paramètre de charge de travail change.

Une consommation en watts plus élevée peut néanmoins générer une consommation en wattheures (Wh) inférieure si le même travail se termine plus rapidement. De longues périodes d'inactivité peuvent également annuler les faibles économies réalisées sur les tâches courtes. Pour chaque comparaison, il convient d'inclure les paramètres suivants : limites, environnement, intervalle d'enregistrement, répétitions, durée, consommation moyenne en watts (W), consommation moyenne en wattheures (Wh) et travail effectué.