Consumo de energia: CRTs Versus TFT-LCDs

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por Schmid e Patrick Roos Achim

Um número crescente de monitores de tela plana são baseados em iluminação LED, e os seus fabricantes não são tímidos sobre a promoção da tecnologia para os benefícios do consumo de energia. Foram verificados os créditos para ver se a economia prometida merecem ser realçadas.

Novos monitores de tela plana LCD são constantemente atingido valores historicamente baixos no consumo de energia: 50 W, 40 W, 30 W e até mesmo às vezes são realizados em telas tão grandes quanto 24 "esses dias. A variável mais importante na economia de energia display é a tecnologia de retroiluminação. Hoje, temos a transição de iluminação fluorescente de diodos emissores de luz (LEDs). Pegamos todos os nossos monitores de LCD do laboratório de testes e de dois antigos CRTs, colocando-os uns contra os outros em um tiroteio consumo de energia.

Display Power tornando-se importante

Como de tarde, nós escrevemos muito sobre o consumo de energia do lado do sistema, onde o uso é mais perceptível. Processadores e placas gráficas foram particularmente consumidores flagrante alguns anos atrás. Atualmente, a tendência (especialmente na Europa) é em grande parte em direção a mais componentes do ambiente.

Green computing tem forçado até as maiores empresas a repensar e reorientar-se. Temos de baixa potência processadores, placas mãe, módulos de memória, discos rígidos, e até mesmo fontes de alimentação de alta eficiência. Muitas coisas mudaram, mas você ainda precisa de olhar para cada produto individualmente decidir se quer ou não é verdadeiramente eficaz.

Curiosamente, displays foram deixados de lado nesta "refresh verde". Parte da razão foi que, desde LCDs deslocadas monitores CRT, o PC típico utiliza mais energia do que o seu monitor conectado. No entanto, isso está mudando rapidamente. Entusiasta PCs, sistemas de jogos e estações de trabalho continua normalmente consomem mais de 100 W em modo ocioso e muito mais sob carga. Mas a maioria dos PCs vendidos são os sistemas de negócios e mainstream, eo consumo médio de energia neste grupo está caindo rapidamente, graças à otimização agressiva.

Display Power superior ao poder do sistema?

Como resultado, os PCs tradicionais que não o desporto gráficos discretos e processadores multi-core consomem quantidades apreciáveis de energia. No artigo 25 W construir um PC de Desempenho Usando o Core i5 , que provou que um sistema com desempenho acima da média não tem que tirar mais de 25 W em modo ocioso. Como a maioria dos 20 "ou mais painéis planos consumir 30 ou 40 W, é provável que o monitor vai mastigar até mais poder do que o seu nettop ou sistema convencional.

Decidimos fazer uma pequena análise sobre as seguintes exibições do nosso laboratório de testes:

CRT:
Iiyama Master Vision Pro 454 (19 ", 2003)
Sony Multiscan G420 (19 ", 2002)

LCDs:
19 "FP937S Benq (2005)
20 "Samsung SyncMaster 204B (2006)
24 "Samsung SyncMaster 245B Plus (2008)
19 "190BW9 Philips (2009)
P225HQL Acer 22 "(2010)

 

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Mostra detalhes e tipos de painel LCD

Não há nenhum ponto em esticar uma discussão CRT, uma vez que estes são em grande parte obsoleto. Basta dizer que os projetos de tubo de raios catódicos usar um canhão de elétrons que desenha imagens em uma tela fluorescente, linha por linha. Na taxa de atualização de pelo menos 75 Hz é desejável para uma imagem sem cintilação, 85 Hz ou mais é melhor. CRTs estão alojados em invólucros de vidro, tornando-os fisicamente profunda, pesada, frágil e suscetível a interferências magnéticas. Eles também são prejudiciais ao meio ambiente, devido a vários revestimentos tóxicos. Alta freqüência do ruído, possível implosão (é um tubo de vácuo), e alguns radiação também não ajudam a obter favores, quando comparado com tecnologia LCD. CRTs têm algumas vantagens, mas são ofuscados na atualidade.


Ao contrário de monitores CRT, cada LCD tem uma resolução nativa na qual ele deve operar para melhor qualidade de imagem. Definir um display 1920x1080 nativa 1600x900 só resulta em imagens borradas, como a resolução de saída tem de ser convertido para a resolução física. Para obter melhores resultados de qualidade, usar conexões digitais para LCDs, tais como DVI, HDMI e DisplayPort. Evite o antigo, analógico conexões de 15 pinos D-Sub, que transformou a saída digital em um sinal analógico para a transmissão, em seguida, re-digitalizá-lo para exibição em seu monitor LCD. Essas conversões sempre resultam em perda de qualidade de imagem que podem ser evitados através de uma ligação digital.


A maioria dos monitores LCD modernos são baseados em ativos (TFT) transístor de película fina de matriz tecnológica. Estas exposições são baseados em uma matriz de TFT substrato contendo transistores, capacitores, cabos e eletrodos de pixel, que servem para aplicar tensão entre o substrato TFT eo substrato filtro de cor, que contém vermelho, verde e azul sub-pixel. Os dois substratos de vidro são separados por espaçadores e células preenchidas com material de cristal líquido. As faces externas do painel de TFT são equipados com polarização folhas. Finalmente, as linhas de dados para anexar LCD chips driver. Cada pixel pode ser tratada em separado nesta matriz através das almofadas de ligação no final de cada linha e coluna, como se o monitor estivesse iluminando pixels jogando Battleship.


Tipos de LCD


Existem diferenças significativas no desempenho e características entre um monitor LCD e no próximo. Como a maioria das tecnologias, você pode geralmente presumir que os produtos mais recentes são superiores (claro, isso nem sempre é o caso). Detalhes como tempo de resposta e latência de entrada (o tempo necessário para mudar a cor de um pixel e ter um sinal de entrada alterar a exibição, respectivamente), ângulo de visão, brilho, contraste e melhorar de uma geração para a seguinte.


Nemáticos torcidos (TN), os painéis são o tipo mais generalizado TFT, que oferece tempos de resposta de apenas alguns milésimos de segundo (embora o tempo de resposta varia entre transições de cores diferentes). Contraste, ângulo de visualização e reprodução de cor continuam a ser questões, especialmente com dispositivos TN de baixo custo. A reprodução de cor pode ser problemático para processamento de imagem ou outras aplicações profissionais, uma vez que cada cor é representada por apenas seis bits, resultando em 18 bits, em oposição à cor de 24 bits necessários para 16,7 milhões de cores verdadeiras.


In-Plane Switching (IPS), os painéis têm os cristais líquidos em paralelo com o painel não, perpendicular a ele. Os ângulos de visão são muito mais largos, e espalha a luz muito menos dentro da matriz, razão pela qual a reprodução de cores podem ser mais preciso. Inicialmente, essa precisão veio às custas de tempo de resposta. Advanced Super-IPS (AS-IPS) oferece uma taxa de contraste melhorado e Horizontal-IPS (H-IPS) trabalha em LCDs profissional para uma cor mais natural branco. Enhanced-IPS (E-IPS) é mais avançado ainda, trazendo de volta o tempo de resposta de apenas alguns milésimos de segundo, mas é muito mais caro do que um painel TN.


Multi-domínio de alinhamento vertical (MVA) painéis são um compromisso entre TN e IPS. As cores não se alteram tanto se você se afastar de uma perfeita 90 ° em relação ao plano da tela do monitor. Reprodução de cor e tempo de resposta são bons, também. Modelado alinhamento vertical (PVA) é uma tecnologia semelhante com maior contraste. S-PVA é considerada a mais avançada tecnologia do grupo, utilizando mais de oito bits por cor, mostrando a profunda negros, e oferecendo os tempos de resposta mais rápida.


Recentemente, backlights tradicionais fluorescentes estão sendo substituídas por LEDs brancos. Estas normalmente duram mais e consomem menos energia, que é a principal motivação para a nossa análise. Não LEDs realmente faz muita diferença? Vamos descobrir.

 

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19 "FP937S Benq (2005)

Hoje, a 1280x1024, unidade 19 "como o FP937S já não é especial, ea reprodução da tela a cor é patético em comparação com produtos mais novos. Um tempo de resposta de 12 ms, 250 cd / m², relação de contraste de 500:1 e não impressionam mais, quer . Ainda assim, se você não compará-lo diretamente para novos produtos, esta relíquia funciona bastante bem. Consumo de energia é extremamente baixo em um máximo de 32 W, apesar de você pagar um preço em não ter portas de conexão digital.



20 "Samsung SyncMaster 204B (2006)

Este painel TN 20 "ainda é decente, e foi uma das primeiras exposições mais acessíveis, em 2006. Ele estreou com US $ 400 e ofereceu um valor sólido. Comparado com o mais recente 245B Plus (veja abaixo), a 204B saídas mais "amarelo" branco, mas também tem o consumo de energia muito menor, ficando abaixo de 35 W. Isto é muito próximo com as especificações da Samsung W 36.

 

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24 "Samsung SyncMaster 245B Plus (2008)

O 245B Plus foi originalmente custa apenas abaixo de $ 400. Suas cores são mais frias do que aqueles no 204B, e nós não confiamos em 245B Plus reprodução de cores muito. Mas a exibição acabou por ser uma boa opção para aplicações de escritório e multimídia, graças à sua relação da imagem 16:10. Nós gostamos que sua altura pode ser algo ajustado fabricantes apresentam muitas silêncio cai quando eles tentam fazer a barba custo dos produtos mainstream.




19 "190BW9 Philips (2009)

Este 19 ", tela de 16:9 não é particularmente especial em termos de qualidade de exibição. Mas a sua resolução de 1680x1050 é excelente para aplicações de escritório. A tela tem entrada DVI e D-Sub (hardware orçamento nem sempre oferecer a), alto-falantes, regulagem de altura, um hub USB 2.0, e uma montagem padrão VESA. No ano passado, o solf 190BW9 por menos de $ 150.



P225HQL Acer 22 "(2010)

Este é o display LCD somente em nosso laboratório de testes com uma luz de fundo LED. O P225HQL é um dispositivo de 22 "com resolução HD (1920x1080) e uma proporção de 16:9. Você não pode ajustar a altura, ea carcaça em preto brilhante exige limpeza regular. Além disso, a imagem é um pouco frio e azulado. Mas, novamente, está tudo bem para fins de nosso laboratório de teste.

 

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Teste CRT e Configuração

Iiyama Master Vision Pro 454 (19 ", 2003)

Nós revisto este monitor em 2002 . Foi um superior mainstream unidade 19 "permitindo resoluções impressionantes e apoiar as altas freqüências de 115 kHz em seu tubo DiamondTron. Isso foi o suficiente para correr até 1920x1440 a 77 Hz. Nós usamos uma resolução de 1600x1200 a 85 Hz para os nossos testes. especificações Iiyama dizer que ela consome até 145 W. Nós não começamos tão alto. Com 100% de brilho, ele passou pouco mais de 100 W.


Sony Multiscan G420 (19 ", 2002)

Ambiente de Teste Sistema de Informática

Hardware ------- Detalhes
Placa-mãe (soquete LGA1156) Zotac H55 ITX WiFi (Rev. 1.0), Chipset: Intel H55, BIOS: 1,3
CPU Intel ------ Intel Core i3-530 (32 nm, 2,93 GHz, 4 x 256 KB L2 e 4 MB de cache L3, TDP: 73 W)
Exposição I (CRT)----- Iiyama Master Vision Pro 454, 1920x1440, 19 ", 4:3, 115 Hz
Mostrar II (CRT) ------ Sony CPD-G420, 1920x1440, 19 ", 4:3, 110 Hz
Exposição I (TFT) ---- Philips 190BW9, 1680x1050, 16:9, 19 ", painel TN
Mostrar II (TFT) ------ Samsung SyncMaster 245B Plus, 1920x1200, 16:10, 24 ", painel TN
Mostrar III (TFT) ------ Samsung SyncMaster 204B, 1600x1200, 4:3, 20 ", painel TN
Mostrar IV (TFT) ------- Acer P225HQL, 1920x1080, 22 ", 16:9, diodo emissor de luz, painel TN
Mostrar V (TFT) ------- BenQ FP937S, 1280x1024, 4:3, 19 ", painel TN
RAM 2 x 2 GB DDR3-1333 (OCZ3G2000LV4GK 8-8-8-24), o modo dual-channel
HDD --- Seagate Barracuda 7200.11, 500 GB (ST3500320AS), 7200 RPM, SATA 3Gb / s, 32 MB Cache
Alimentação------- Enermax Pro 82 +, EPR425AWT, 425 W
System Software & Drivers
Sistema Operacional --- Windows 7 Ultimate x64, Atualizado em 2010/03/03
Drivers and Settings
Chipset Intel Drivers --- Chipset Installation Utility Rubro. 9.1.1.1025
Intel Storage Drivers --- Drivers de armazenamento em matriz Rubro. 8 9.. 0. 1023
Intel Graphics -- Intel Graphics Media Accelerator 15,17



Todos os monitores LCD operam em suas resoluções nativas e 60 Hz. O monitor CRT funciona em 1600x1200, 85 Hz. Brilho sempre foi definido como 100%, o que pode não ser realista, mas que representa o pior cenário. Os resultados do último teste demonstrar o consumo de energia no brilho diminuído.

 

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Resultados Benchmark: entrada analógica e DVI

Entrada Analógica

Nós definimos o nível de brilho de 100% utilizando a entrada analógica de cada tela. Os resultados refletem os níveis de consumo de energia dos vários ecrãs. O novo display Acer baseada em LED requer apenas 18 W, que é impressionante para um display 22 ". Nossos 19 "e 20" monitores necessários 31-34 W, e os 24 "Samsung dobrou mostrar isso em 68 W. Os dois monitores CRT entrou em mais de 100 W.

Entrada digital (DVI-D)

ão, nós mudamos para as entradas de exibição digital, se disponível, ainda em curso no brilho de 100%. Os 24 "Samsung mostrar necessário poder um pouco menos.

 

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Resultados Benchmark: reprodução de filmes e telas do Windows

Reprodução de filmes em Full HD

Reprodução de Vídeo requer um pouco mais de energia na maioria das telas TFT, devido à atividade de exibição maior. Os monitores CRT realmente precisa de menos energia devido à menor brilho geral.


Windows Desktop com fundo preto Cor

Os resultados do trabalho do Windows com um fundo preto de novo, menor consumo de energia sobre os CRTs, mas tem apenas um pequeno impacto sobre os LCDs.



Tela em branco do Microsoft Word

Vice-versa, os aumentos de fundo branco CRT o consumo de energia e dificilmente muda nada para os LCDs. Vamos dar uma olhada em diferentes brilhos agora.

 

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Resultados Benchmark: Teste de brilho diferente

Correndo com brilho 100% representa o pior cenário para o consumo de energia. Os resultados correspondem nossos testes com o Microsoft Word e uma página em branco.

Mudar o brilho a 50% faz uma diferença significativa, como mostra a reduzir seu consumo de energia da seguinte forma:
Acer 22 ": 18 W a 13 W (-28%)
Philips 19 ": 31 W a 21 W (-32%)
BenQ 19 ": 32 W a 24 W (-25%)
Samsung 20 ": 34 W a 25 W (-26%)
Samsung 24 ": 66 W a 44 W (-33%)
Iiyama 19 "CRT: 102 W a 98 W (-4%)
Sony CRT 19 ": 111-103 W (-7%)

inalmente, a redução para apenas 10% brilho reduz drasticamente o consumo de energia com uma tela branca para até 9 W a 22 "tela Acer, de 12 a 21 W na de 19" / 20 "é exibida, e 26 W no dia 24 "A Samsung. O único impacto monitores mostrando pouco são os CRTs.

 

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Conclusão

Podemos confirmar que o visor TFT com luz de fundo LED é a mais baixa de fato sobre o consumo total de energia. Claro, estamos falando somente sobre a mostra no nosso laboratório aqui, não generalizando sobre o mercado de tela inteira. Com isso dito, outros indicadores LED-lit é provável menor no consumo de energia do que modelos com iluminação fluorescente. A imagem global é mais frio e pode parecer azulada, mas isso pode ser ajustado nas configurações do monitor.

Também podemos confirmar que os CRTs vai exigir pelo menos o dobro da potência de um display LCD. Você poderia operar três grandes LCDs modernos com a energia consumida por um 19 "CRT, e essa proporção provavelmente se tornará 04:01 muito em breve. Se você se preocupa com economia de energia, você deve se desfazer do seu velho monitor CRT, uma vez que você encontrar um bom negócio em um LCD decente. Mesmo que a alimentação não é a sua principal preocupação, consideram que os monitores LCDs não ficar tão quente como monitores CRT para os mesmos motivos. Descobrimos que é quase possível reduzir o consumo de energia, diminuindo o brilho do monitor, mas o poder extrair LCD variaram significativamente em brilho alterado. Especificamente:
Nós poderíamos reduzir o consumo de energia em até 65% apenas reduzindo o brilho.
exibe mais recente irá mostrar a economia de energia mais significativa com brilho reduzido.
apresenta maior necessidade de luz mais fundo, mas o poder de funcionamento pode ainda ser reduzida.
mostra ainda mais antigos requerem menos energia, se a luminosidade é reduzida.


Uma redução de 20% de luminosidade pode não ter impacto na sua experiência visual muito, mas pode reduzir o consumo de energia do seu monitor a uma extensão maior do que os esforços para reduzir o consumo típico de energia do sistema, usando hardware de baixa potência, como um fornecimento de energia eficiente, unidades de verde, ou SSDs.

Recomendamos que verifique a configuração de brilho da tela. Trabalhando com documentos e planilhas geralmente não requer mais de 250 cd / m², e muitas pessoas habitualmente definido seus monitores com brilho demais. Você não poderia pedir para facilitar a poupança (gratuito) de potência. Aqueles que procuram uma nova tela deve-alvo altas taxas de contraste, pois é possível diminuir o brilho. Naturalmente, não se esqueça de contabilizar as preferências pessoais, iluminação do ambiente, hardware e seus aplicativos ao escolher as configurações de brilho. Economia de energia não deveria resultar em cansaço visual.

por Schmid e Patrick Roos Achim