Opera Developer の省電力 - 魔法か科学か?

私はオペラの大ファンではありません。私はもっ​​と人工呼吸器です。しかたがない。とにかく、最近、このブラウザは私のレーダーに 2 回出てきました。最初は古いバージョンをテストしたときで、次に新しいリリースをテストしたときです。プロダクションのセットアップを本当に気にかけたり、大きな変更を加えたりするほどの印象はありません。

しかしその後、Opera Developer が新しい省電力モードを追加したという記事を読みました。これにより、ラップトップのバッテリー寿命が大幅に改善されることが約束されています。 Google Chrome と比較して 50% も頭がおかしい。これは、特に同じエンジンを共有する 2 つのブラウザーの場合、大胆な主張です。これにより、Lenovo G50 マシンの電源を入れ、Gnome デスクトップで Fedora インスタンスを起動し、実験を開始しました。

セットアップの詳細

私が読んだすべての記事で、テスト ベッドとして Windows 10 について言及されています。実際、それらはすべて Opera チームの主張を参照していますが、実際には独自の独立したテストを提供していません。問題は、電力の管理と測定はトリッキーなビジネスであるということです。ブラウザをオペレーティング システムから分離することは、少なくとも生の電力使用量とバッテリの消耗に関しては非常に難しいからです。毎秒、何百ものプロセスが実行されたり終了したりしています。多くのバックグラウンド タスクがあり、ハードウェアが処理を行っているため、すべては正確な科学というよりは難解な概算です。

さらに、Linux はどうでしょうか。さて、Fedora にはかなり新しいカーネルが付属しているため、最新かつ最高の電源管理を検討しており、すべての主要なブラウザー リリースがこの特定のディストリビューションで利用できるようです。また、Linux 関係者がこの新しい省電力機能を気にする必要があるかどうかをよりよく理解するのにも役立ちます。

テスト条件

私が決定したのは、Opera 39、Google Chrome Stable (v50)、Google Chrome Unstable (v52) をインストールし、既に利用可能な Firefox 46 を使用することです。この時点では、特定のリビジョンはそれほど重要ではありません。私たちはナノワットを求めているわけではありません。Opera の省電力モードを使用したときに、バッテリー寿命が本当に有意義な方法で維持できるかどうかを確認したいと考えています。

省電力機能には 2 つの優れた形式があります。 2 つ目は、組み込みの広告ブロックを使用して、中断の数とサード パーティ サイトによるパワー ブリードを最小限に抑え、広告を読むこともできます。アクティブになると、Opera はバックグラウンド タブでのアクティビティを最小限に抑え、CPU ウェイクアップを減らし、プラグインとアニメーションを一時停止し、ビデオ再生を最適化します。

このアイデアは非常に斬新に思えますが、実際の利点は、日常の使用で気付くほど重要ですか?では、実験のセットアップについて詳しく説明しましょう。これで、4 つのブラウザーができました。また、電力使用量を測定するためのコマンドライン ツールである powertop もあります。

では、ブラウザで何を起動すればよいでしょうか。四季のような 4 つのタブを使用することにしましたが、魅力的ではないだけで、自分の Web サイト、YouTube、セキュリティ フォーラム、および特定の製品のデフォルトの新しいタブ ページが含まれます。そして、測定します。

テストのサイクルには以下が含まれます:

各ブラウザーは個別に、10 秒ごとに 3 分間にわたってサンプリングされ、その時点で、ディストリビューションがバックグラウンドでランダムに行うことを除いて、システム上で他のアクティビティは発生していません。ブラウザは、新しいタブがロードされた状態でフォアグラウンドになります。

上記に加えて、省電力モードをオンにした Opera Developer ですが、広告ブロックは使用していません。

4 つのブラウザすべてがロードされ、フォアグラウンドには何も表示されず、以前と同じサンプリング周波数と期間で、Opera Developer で省電力のオンとオフが再び行われました。

Chrome Unstable と Opera Developer の直接対決、省電力のオン/オフ、それぞれをフォアグラウンドに配置、すべての順列、3 分間にわたって取得したサンプル。

テスト

これはかなり興味深く、イライラする実験でした。 1 時間の仕事を通してあなたを案内することはできますが、それはやや混乱し、退屈です。代わりに、ハイライトのみに焦点を当てます。

最初は、省電力モードが 10% という非常に有益な結果をもたらしているように見えました。これは、他のブラウザーが何をしているかに関係なく、2 つの状態の間で約 1W の差分になります。次に、Chrome、Stable、または Unstable と比較して、さらに 0.5 ～ 1W 節約できました。

しばらくすると、省電力の差が縮小し始め、数回の測定では逆になっていることに気付きました。 Powertop は、マウス カーソルの動き、テキスト エディター ファイルでの作業のドキュメント、さまざまなアプリケーション (特にターミナル、gedit、ブラウザー) 間の Alt-Tab キーなど、ラップトップでのあらゆるアクティビティに非常に敏感でした。

4 つのブラウザすべてを起動して実行すると、結果はさらにぼやけ、合計消費量はあまり変化せず、アイドル状態のシステムと比較して平均 0.5W 未満でした。これは、約 5% の節約に相当します。おそらく、私のタブと Web サイトの選択が十分に積極的ではなかったか、ラップトップの全体的なバッテリー寿命がほとんどすべてのディストリビューションで非常に悲惨であるにもかかわらず、デフォルトの省電力モードがすでにかなり積極的である可能性があります。

また、各ブラウザがどれだけ使用しているかを理解しようとしましたが、かなりトリッキーです。デフォルトでは、powertop は 1 秒あたりのイベント数とそれにかかった時間に基づいて消費電力を表示します。値は測定間で大きく異なりました。例:Firefox:

用途 イベント/秒 カテゴリ 説明
258.7 ミリ秒/秒 136.7 プロセス ...firefox
33.1 ミリ秒/秒 85.9 プロセス ...firefox
69.6 ミリ秒/秒 106.7 プロセス ...firefox
25.2 ミリ秒/秒 36.7 プロセス ...firefox

使用率は 25 から 260 ミリ秒/秒の間で、係数は 10 でした。イベント数も 1 秒あたり 36 から 136 の間で大きく変化しました。

Chrome では、マルチプロセスの性質のため、使用状況を測定するのがより困難でした。 Opera はミリ秒単位ではなくマイクロ秒単位の値で非常に軽量に見え、イベント数は Firefox より 1 桁 (または 2 桁) 少なくなっています。しかしその後、powertop によって示されたこの大幅な節約に何らかの形で反映される電力使用率の全体的な変化はありませんでした。それで、何が得られますか？

用途 イベント/秒 カテゴリ 説明
406.8 µs/s 2.3 プロセス ...-開発者/運用者-
90.9 µs/s 1.0 プロセス ...-開発者/運用者-
42.9 µs/s 0.7 プロセス ...-開発者/運用者-

より詳細な結果

Here's what we have, a few snippets. Four browsers, power saving on:

The battery reports a discharge rate of 9.37 W
The estimated remaining time is 1 hours, 39 minutes

The battery reports a discharge rate of 11.2 W
The estimated remaining time is 1 hours, 23 minutes

The battery reports a discharge rate of 10.1 W
The estimated remaining time is 1 hours, 31 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.44 W
The estimated remaining time is 1 hours, 37 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.37 W
The estimated remaining time is 1 hours, 37 minutes

And now with power saving off:

The battery reports a discharge rate of 9.68 W
The estimated remaining time is 1 hours, 33 minutes

The battery reports a discharge rate of 10.6 W
The estimated remaining time is 1 hours, 25 minutes

The battery reports a discharge rate of 10.1 W
The estimated remaining time is 1 hours, 28 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.91 W
The estimated remaining time is 1 hours, 30 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.86 W
The estimated remaining time is 1 hours, 30 minutes

The battery reports a discharge rate of 10.0 W
The estimated remaining time is 1 hours, 28 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.79 W
The estimated remaining time is 1 hours, 30 minutes

And turned on again:

The battery reports a discharge rate of 9.57 W
The estimated remaining time is 1 hours, 31 minutes

The battery reports a discharge rate of 10.2 W
The estimated remaining time is 1 hours, 25 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.74 W
The estimated remaining time is 1 hours, 29 minutes

The battery reports a discharge rate of 10.0 W
The estimated remaining time is 1 hours, 26 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.40 W
The estimated remaining time is 1 hours, 31 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.90 W
The estimated remaining time is 1 hours, 26 minutes

Only Chrome Unstable and Opera Developer, power saving on, Opera in the foreground:

The battery reports a discharge rate of 9.84 W
The estimated remaining time is 1 hours, 25 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.98 W
The estimated remaining time is 1 hours, 23 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.80 W
The estimated remaining time is 1 hours, 24 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.99 W
The estimated remaining time is 1 hours, 22 minutes

Chrome in the foreground, power saving still on:

The battery reports a discharge rate of 9.99 W
The estimated remaining time is 1 hours, 22 minutes

he battery reports a discharge rate of 9.51 W
The estimated remaining time is 1 hours, 25 minutes

The battery reports a discharge rate of 10.3 W
The estimated remaining time is 1 hours, 18 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.93 W
The estimated remaining time is 1 hours, 20 minutes

The battery reports a discharge rate of 10.8 W
The estimated remaining time is 1 hours, 14 minutes

Power saving off, Chrome in the foreground:

The battery reports a discharge rate of 11.3 W
The estimated remaining time is 1 hours, 10 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.93 W
The estimated remaining time is 1 hours, 19 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.98 W
The estimated remaining time is 1 hours, 18 minutes

The battery reports a discharge rate of 10.8 W
The estimated remaining time is 1 hours, 12 minutes

Idle system:

The battery reports a discharge rate of 9.29 W
The estimated remaining time is 1 hours, 20 minutes

The battery reports a discharge rate of 9.27 W
The estimated remaining time is 1 hours, 18 minutes

So what do we have here?

The results are interesting. I didn't try to be all too methodical here. However, I did attempt to retain a modicum of science in my work. So we can see that in the two measurements with four browsers and power saving on, we had a 0.1W variation. But that's not quite correct. The actual STDEV was 0.79 W and 0.32 W, respectively. Likewise, for the measurements with power saving off, the deviation was 0.35 W, whereas the max. difference between the two modes (on/off) is 0.2 W in the best case, invalidating any improvements.

It gets better, though. With only two browsers running, with the power saving on, we had the same result as with four browsers. And then, in a second test, we had WORSE results than with four browsers. The one notable difference is that Chrome Unstable was in the foreground, and this resulted in a 0.21 W increase compared to Opera Developer being in the foreground, with the power saving active, and 0.6 W, with the power saving turned off, which aligns with what the Opera team promises in terms of background activity. The STDEV values for the three scenarios were:0.1 W, 0.48 W and 0.66 W, which again, makes all the results invalid in terms of improvements. One could claim, marginally, that there WAS a biggish and almost statistically noticeable difference with the power saving off and Chrome Unstable in the foreground, and this amounts to about 6% total power utilization.

The thing that seems certain is that the idle system does use less power than with browsers running, running at 9.28 W with a fairly stable measurement, but statistically almost as good as the four browser test with the power saving on. Which does not explain Firefox values in any way whatsoever. And then you have the urban myths, legends and whatnot saying how Chrome is a battery killer. Perhaps it is, and it seems to be more than the others. But I can't see the orders of magnitude differences that Firefox would need to have brought into the equation, not compared to Opera and not to Chrome.

What did we learn here?

Frankly, not much. And then, you may ask, what happens if you run Firefox with Noscript, which actually freezes everything and makes thing into static, quiet HTML. And what about adblocks? And then what kind of content do you need to be using and browsing to notice significant battery savings? How do you reliably measure browser-specific improvements unless we're talking hours of battery life and averaging hundreds of hours of work. Last but not the least, Windows. Maybe none of these lovely improvements come to bear in Linux in any shape or form, and I'm just chasing ghosts. But it's a valuable exercise.

It is also utterly unreliable. The total power usage on your laptop will depend on a million factors, including but not limited to:the specific kernel you're using and what kind of power management wizardry it has, whether your operating system has been optimized for your particular hardware, Intel versus ARM, Wi-Fi signal, overall activity, presence and intrusiveness of your security software, the number and type or running applications and processes, and so much more. In other words, you can all muddle it up beyond recognition, or in technical parlance, MUBAR.

結論

I don't think you will appreciate the vague message of this article, but it's a worthy lesson in trying to validate complex yet bombastic claims revolving around the most precious resource on mobile devices:spice. I mean battery life. Opera Developer promises some rather ambitious power savings, and it seems that the functionality does work, well, in some cases, at least a little bit. But only when pitted against Chrome, in very specific scenarios. Otherwise, for most people, the difference will probably not be huge or hugely noticeable.

Nothing I've done here is really foolproof. I have not done a full design of experiment, I've not done independent power measurements, nor isolated browsers from the background noise of the system, nor ran super-long, extensive tests that would encompass even more use cases, Javascript-rich computation and such. Which reminds me. This power thingie is much like browser speed tests. An exercise in what can be done, but something that is ultimately not that relevant to most people. I hope Opera proves everyone wrong, but I don't think we'll be seeing miracles anytime soon. Hey, even the official blog post is a little vague on the results, and it focuses on shorter tests with a high degree of confidence. What is 'high' exactly?丁度。

All in all, even though I don't like Opera as a browser, I laud this approach. It's somewhat scientific, and it's trying to tackle a core issue that most people face. There's a lot more to be done, especially in quantifying the results, before we can go hallelujah on this one. Anyhow, I hope you liked this thingie. It took me longer than I thought, so you might as well appreciate all the sweat and tears and electrons than went into this effort.

乾杯。