Windows で省エネ

.NETラボ 勉強会 2025年9月での登壇セッション「Windows で省エネ」での投影スライドです。
Windows や PC のハードウェアにはさまざまな省電力機能が用意されています。
地球温暖化の影響が深刻になる中で、PC のエネルギー消費を最適化することは私たち利用者にとっての責任です。 セッションでは Windows PC での消費電力の最適化のための機能とその利用方法を解説しています。

Transcript

1. Windows で省エネ Murachi Akira aka Hebikuzure
2. About me • Murachi Akira aka hebikuzure ( 村地 彰 ) • 株式会社エクシードワン 技術フェロー • 株式会社シーピーエス 技術教育スペシャリスト • 専門学校東京テクニカルカレッジ非常勤講師 • Microsoft MVP (Most Valuable Professional) • Since Apr. 2011 ( 15 Years! ) • Award Category: Windows and Devices - Windows Cloud and Datacenter Management – Windows Server • Expertise • Windows client / user management and security • Microsoft 365, Active Directory, Microsoft Endpoint Manager https://www.linkedin.com/in/akiramurachi/ https://www.facebook.com/amurachi/ https://x.com/hebikuzure 2025/09/27 2 Murachi Akira aka Hebikuzure
3. 目次 • PC・サーバーの消費電力 • 電力を消費するのは誰？ • CPU の省電力 • 稼働中の CPU 制御 • まだある省電力機能 • まとめ 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 3
4. 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 4
5. PC・サーバーの消費電力 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 5
6. PC の場合 消費電力 1日（8時間） あたりの電気代 1カ月（30日） あたりの電気代 デスクトップ 50〜150W （0.05〜0.15kW） 12.4〜37.2円 12.4〜37.2円 ノート 20〜30W （0.02〜0.03kW） 4.96〜7.44円 148.8〜223.2円 ゲーミング 280〜300W （0.28〜0.3kW） 69.44〜74.4円 2,083.2〜2,232円 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 6 https://energy.rakuten.co.jp/column/posts/20240813_19/ より引用
7. サーバーの場合 • １ラックの電力容量は 2～10 kVA が一般的 • 通常の 1U サーバーでも １ 台 1 kVA を超える場合も • GPU サーバーでは 1 台で 10 kVA 以上消費する場合も • AI 利用で消費電力は急増している 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 7
8. 消費電力計算ツール • 構成によって変動する消費電力を計算できるツールを提供しているベン ダーもある • サーバーの例 PRIMERGY サーバ消費電力／質量計算ツール : 富士通 • ゲーミング PC の例 ゲーミングPCの電気代、消費電力についてご紹介｜ドスパラ通販 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 8
9. エネルギー消費の効率化は急務 • PC / サーバーの消費電力が全産業/家庭の消費電力に占める 割合は高くない ※推定 2% 程度と言われている • AI やゲーミング PC の普及で高消費電力化が進んでいるのは事実 • グローバルな環境を考えると、無制限なエネルギー消費の増大は 許されない • 性能（計算能力）対エネルギー消費の効率を上げたい 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 9
10. 電力を消費するのは誰？ 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 10
11. GPU>>CPU>>Storage 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 11 https://www.dospara.co.jp/gamepc/str_gamepc_charges.html より
12. GPU の省電力 • 電力制限 • GPU への供給電力量に上限を設定する • 低電圧化 • GPU への供給電圧を（動作に支障ない範囲で）下げる • 基本的にハードウェア側で制御 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 12
13. GPU の省電力 • 電力制限 • GPU への供給電力量に上限を設定する • 低電圧化 • GPU への供給電圧を（動作に支障ない範囲で）下げる • GPU を使わない (ww.. 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 13
14. GPU を使わない • GPU と CPU 内蔵グラフィックを自動的に切り替え • 高い描画性能が必要な時（必要なアプリ、必要な処理） のみ GPU を有効にする • ハードウェアとドライバーで実現 • 参考： NVIDIA の省電力 GPU 技術の使用 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 14
15. CPU の省電力 • CPU には省電力状態がある • P State：CPU が通常稼働時の状態 • C State：CPU がアイドル時の状態 • S State：CPU が非稼働時の状態 • GPU 同様、電力制限・電圧制御でハードウェア的に 省電力化可能 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 15
16. CPU の省電力 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 16
17. P State • CPU が通常稼働時の状態 • Processor performance states • CPU の消費電力を削減するために、プロセッサが動作する 周波数と電圧をスケーリングする • 利用可能な状態は CPU の実装による 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 17
18. C State • CPU がアイドル時の状態 • Processor Power State • CPU が選択した機能を削減またはオフにする • 利用可能な状態は CPU の実装による • CPU がオペレーティング システムに公開されていない、より深い C 状態を持つ場合がある 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 18
19. 一般的な C State • C0：通常のフル稼働 • C1：最小限の省電力、最小時間での C0 への復帰 • C3：CPU の一部をシャットダウン • C6：すべてのコアの電力をオフ、C0 への復帰に時間がかかる 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 19
20. S State • CPU が非稼働時の状態 • Processor performance states、Sleep states • スリープの程度（どこまで稼働を止めているか）の状態を示す • S0（稼働状態）～ S5（Soft off）まで 6 つの状態 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 20
21. S State の各状態 • S0：通常の稼働状態 • S1：プロセッサ クロックがオフになり、バス クロックが停止 • ハードウェアコンテキストを保持 • S2：プロセッサをオフ、 バスクロックを停止 • CPU コンテキストとシステム キャッシュの内容が失われる • S3：プロセッサがオフ、マザーボード上のいくつかのチップもオフ • システム メモリのみが保持 • S4：休止状態・電源ボタンへのトリクル電流を除き、電源オフ • 休止状態ファイルにメモリのイメージを書き込み 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 21
22. 省電力ステートの関係 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 22 https://ascii.jp/elem/000/001/937/1937460/ から引用
23. Windows からの制御 • 「電源プラン」「powercfg コマンド」で制御 • Powercfg のコマンドライン オプション | Microsoft Learn 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 23
24. モダン スタンバイ • S0 State でより電力消費を抑える • スタンバイ中のネットワーク接続、より素早い復帰 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 24
25. 稼働中の CPU 制御 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 25
26. Windows の P State の制御 • 「電源調整」（Throttling） • 新しい CPU では P State の管理は CPU に委任 • Intel 第6世代 Core プロセッサ以降（AMD は不明） • 負荷やハードウェア状態に応じた制御が可能 • より高い省電力効果と、より迅速なパフォーマンスの発揮を両立 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 26
27. 従来モデルとの比較 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 27 https://ascii.jp/elem/000/001/942/1942549/2/ から引用
28. 電源調整を無効にする • 電源プランを「高パフォーマンス」にする • 「高パフォーマンス」が表示されない場合は以下参照 Windows Vista または Windows 7 でアクティブな電源プランの電源オプ ションを構成する場合、変更は コントロール パネルの [電源オプション] 項目に 反映されません。 - Microsoft サポート • グループ ポリシーで無効にする • コンピューターの構成⇒管理用テンプレート⇒システム⇒電源の管理⇒電源調 整設定⇒電源調整をオフにする 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 28
29. 高度なチューニング • 主にサーバー ワークロードなどでよりきめ細かな電源調整が必要な場合、 powercfg コマンドで高度なチューニングが可能 • ハードウェア P State 制御の設定 • プロセッサの最小および最大パフォーマンス状態の設定 • プロセッサの応答性のオーバーライド 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 29
30. ハードウェア P State 制御の設定 • パフォーマンスの優先度を 0～100 で指定 • 以下の例では 0（パフォーマンス最優先）に指定 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 30 Powercfg -setacvalueindex scheme_current sub_processor PERFEPP 0 Powercfg -setactive scheme_current
31. プロセッサの最小・最大パフォーマンス状態 の設定 • プロセッサのパフォーマンス（周波数）の最小・最大を指定 • 以下の例では最小パフォーマンス状態を 100% に指定 • 以下の例では最大パフォーマンス状態の上限を 75% に制限 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 31 Powercfg -setacvalueindex scheme_current sub_processor PROCTHROTTLEMIN 100 Powercfg -setactive scheme_current Powercfg -setacvalueindex scheme_current sub_processor PROCTHROTTLEMAX 75 Powercfg -setactive scheme_current
32. プロセッサの応答性のオーバーライド • P state の制御を CPU 使用率だけでなく DPC（遅延プロシージャ コール、I/O 呼び出しで利用されるオブジェクト）もカウントして考慮さ せる設定 • 以下のパラメータを構成 • プロセッサ応答性オーバーライドしきい値の有効化 • プロセッサの応答性オーバーライドを無効にするしきい値 • プロセッサの応答性のオーバーライドの有効化時間 • プロセッサの応答性オーバーライドを無効にする時間 • プロセッサの応答性によってパフォーマンス フロアがオーバーライドされる • プロセッサの応答性によって、エネルギー パフォーマンスの優先上限がオーバーライドされる 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 32
33. チューニングの参考資料 • Windows Server の電源とパフォーマンスのチューニングの概要 | Microsoft Learn • https://learn.microsoft.com/ja-jp/windows- server/administration/performance-tuning/hardware/power/power- performance-tuning#processor-responsiveness-override • Windows Server のバランスの取れた電源プランのプロセッサ電源管 理 (PPM) チューニング | Microsoft Learn • https://learn.microsoft.com/ja-jp/windows- server/administration/performance-tuning/hardware/power/processor- power-management-tuning 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 33
34. まだある省電力機能 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 34
35. プロセスの休止（Suspend） • 実行中のアプリがバックグラウンドで一定期間アクティビティが無い場合、 プロセスを休止する 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 35
36. エネルギーに関する推奨事項 • 省エネに関する機能のコントロール センター 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 36
37. 省エネ機能 • 簡単に省エネ機能をまとめて有効/無効に切り替え 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 37
38. Edge のスリープ タブ • 一定時間後にバックグラウンド タブをスリープ状態にする 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 38
39. Edge の効率モード • タブ内のアクティビティを変更してリソース使用量を抑制 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 39
40. まとめ 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 40
41. Windows で省エネ • PC・サーバーの消費電力 • 電力を消費するのは誰？ • CPU の省電力 • 稼働中の CPU 制御 • まだある省電力機能 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 41
42. 2025/09/27 Murachi Akira aka Hebikuzure 42 ありがとうございました