Tworzenie oprogramowania jest nieco obosiecznym mieczem, jeśli chodzi o środowisko. Z jednej strony może pomóc w tworzeniu rozwiązań zmniejszających emisję dwutlenku węgla, z drugiej strony zużywa do tego dużo energii. Według niektórych szacunków, sektor IT odpowiada za prawie 1,5% do 4% globalnej emisji gazów cieplarnianych. Aby spojrzeć na to z innej perspektywy, jest to mniej więcej tyle samo, co przemysł lotniczy, co odpowiada około 38,7 milionom lotów rocznie!
Jak więc programiści i organizacje mogą zmniejszyć ten wpływ?Odpowiedź leży w przyjęciu bardziej ekologicznych praktyk kodowania. Może to znacząco przyczynić się do działań na rzecz zrównoważonego rozwoju. W tym artykule wyjaśniam, co oznacza zielone kodowanie, wraz z kilkoma praktycznymi wskazówkami dotyczącymi jego wdrażania. Ponadto omówię jego potencjał w zakresie wspierania celów środowiskowych, zwłaszcza dla dostawców zielonej energii.
Czym jest zielone kodowanie?
Zielone kodowanie jest naprawdę tym, na co wygląda - tworzeniem oprogramowania z naciskiem na zmniejszenie jego wpływu na środowisko. Zielone kodowanie koncentruje się na zmniejszeniu wpływu oprogramowania na środowisko poprzez optymalizację zużycia energii. Wraz z efektywnym wykorzystaniem zasobów i minimalizacją odpadów. Pomyśl o tym jak o cyfrowej odpowiedzi na zmniejszenie rachunków za energię elektryczną w domu poprzez przejście na energooszczędne urządzenia. Dla firm, szczególnie w sektorze zielonej energii, przyjęcie tego rozwiązania jest dobrym krokiem w kierunku realizacji celów zrównoważonego rozwoju. Ponadto poszukiwanie oprogramowania od firm zaangażowanych w rozwiązania w zakresie zielonej energii może pomóc w szybszym osiągnięciu tego celu.
Kluczowe zasady tworzenia bardziej ekologicznego oprogramowania
Krótko mówiąc, zielone kodowanie można podzielić na 3 główne obszary. Według mnie to właśnie na nich powinieneś się skupić, gdy zaczynasz wdrażać zielone kodowanie w swojej pracy.
Optymalizacja algorytmów
Wydajne algorytmy zmniejszają wymagania obliczeniowe, oszczędzając w ten sposób energię bez poświęcania wydajności. Przykładowo, przetwarzanie równoległe może podzielić duży zbiór danych na mniejsze fragmenty. Może to być przetwarzane przez wiele wątków lub procesorów, co znacznie poprawia wydajność. Podobnie, wybór odpowiednich struktur danych może zmniejszyć zużycie zasobów.
Używaj minimalistycznego kodu
Czysty, zwięzły kod minimalizuje niepotrzebne operacje, zwiększając wydajność i efektywność energetyczną. Na przykład, zamiast pobierać wszystkie dane użytkownika (SELECT *), programiści powinni pobierać tylko wymagane pola (np. firstName, lastName). Zmniejsza to zużycie pamięci i narzut przetwarzania. Korzystanie z technik takich jak leniwe ładowanie, w których dane są ładowane tylko wtedy, gdy jest to wymagane, również obniża zużycie zasobów.
Wybierz energooszczędne ramy
Wybór energooszczędnych frameworków może prowadzić do oszczędności zasobów. Przykładowo, testy porównawcze pokazują, że Fastify może obsłużyć około 47 038 żądań na sekundę, podczas gdy Express zarządza około 9 999. Wydajność Fastify przekłada się na mniejsze obciążenie serwera i zużycie energii. Podobnie, lekkie frameworki lub środowiska uruchomieniowe zoptymalizowane pod kątem określonych zadań mogą poprawić wydajność.
Uruchom swoje rozwiązanie na zrównoważonej infrastrukturze
Decyzje dotyczące infrastruktury mają znaczący wpływ na zużycie energii. Przejście na platformy chmurowe z certyfikatami energii odnawialnej, takie jak AWS's Sustainability Pillar lub usługi Google Cloud neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla, może drastycznie zmniejszyć emisje. Oczekiwany boom na centra danych, które mogą wygenerować 2,5 miliarda ton metrycznych CO₂ do 2030 roku, podkreśla pilność tej transformacji. Dwie inne opcje do rozważenia to:
Maszyny wirtualne i kontenery
Korzystanie z wirtualizacji i konteneryzacji minimalizuje rozrastanie się serwerów i usprawnia konsolidację obciążeń. W szczególności kontenery są lekkie i zużywają mniej zasobów niż tradycyjne maszyny wirtualne. Umożliwia to lepsze wykorzystanie serwerów fizycznych. Kubernetes i Docker to przykłady narzędzi, które usprawniają zarządzanie obciążeniami.
Edge Computing
Edge computing zmniejsza zapotrzebowanie na transfer danych poprzez przetwarzanie danych bliżej ich źródła. Takie podejście nie tylko zmniejsza opóźnienia, ale także obniża zużycie energii. Zmniejsza również zależność od scentralizowanych centrów danych.
Czy wiesz, że?
Największe firmy IT są najgorszymi przestępcami. Spośród 200 firm uwzględnionych w raporcie, 148 zgłosiło zużycie energii elektrycznej na poziomie 518 terawatogodzin (TWh), co stanowi około 1,9 procent całkowitego zużycia energii na świecie. Zaledwie 10 firm, głównie z Azji Wschodniej i USA, zużyło ponad połowę tej wartości.
Projektowanie z myślą o skalowalności
Zrównoważony projekt zaczyna się od skalowalności i zdolności adaptacyjnych. Modułowe architektury umożliwiają łatwiejsze aktualizacje i zmniejszają potrzebę przepisywania wymagającego dużej ilości zasobów.Takie podejście nie tylko oszczędza energię, ale także wspiera szersze cele, takie jak redukcja e-odpadów i zachęcanie do efektywnego wykorzystania zasobów.
Dla zespołów technicznych projektowanie skalowalnych rozwiązań zapewnia, że oprogramowanie może obsługiwać wzrost bez zwiększania wpływu na środowisko. Dla decydentów oznacza to oszczędność kosztów i długoterminową wydajność. Skalowalność projektu często zależy od jego architektury IT. Jeśli masz trudności z maksymalnym wykorzystaniem swojego rozwiązania, przeprowadzenie przeglądu architektury IT może być dobrym początkiem, aby zobaczyć, gdzie są główne problemy.
Monitoruj i mierz swoje ekologiczne wysiłki
Problem polega na tym, że ślad węglowy nie jest fizycznym obiektem, który można obserwować, jak się zmniejsza. Wiedza o tym, czy jesteś ekologiczny, jest raczej ćwiczeniem polegającym na majsterkowaniu. Poniższe narzędzia i wskaźniki mogą w tym pomóc:
Jak monitorować zużycie energii?
Narzędzia takie jak Intel Power Gadget lub platformy monitorowania chmury (np. AWS CloudWatch, Azure Monitor) zapewniają wgląd w zużycie energii na poziomie aplikacji. Ta widoczność pozwala programistom na refaktoryzację kodu lub dostosowanie konfiguracji w celu zmniejszenia zużycia energii.
Jak mierzyć wykorzystanie zasobów?
Wskaźniki takie jak efektywność wykorzystania energii (PUE) oceniają wydajność centrum danych poprzez porównanie całkowitego zużycia energii z energią wykorzystywaną do obliczeń. Optymalizacja systemów chłodzenia, modernizacja sprzętu i konsolidacja obciążeń to sposoby na poprawę PUE.
Czy wiesz, że?
Narzędzia takie jak PowerTOP pomagają monitorować zużycie energii w czasie rzeczywistym na poziomie aplikacji, podczas gdy platformy takie jak EcoStruxure firmy Schneider Electric optymalizują zużycie energii w różnych obiektach. W przypadku centrów danych obliczanie efektywności zużycia energii (PUE) za pomocą rozwiązań Hogonext może poprawić wydajność, a systemy oceny, takie jak NABERS, zapewniają punkty odniesienia dla zrównoważonego rozwoju. Narzędzia te nie tylko zmniejszają zużycie energii, ale także wspierają odpowiedzialność za środowisko.
Wyzwania na przyszłość
Integracja zielonego kodowania ze starszymi systemami wiąże się z poważnymi wyzwaniami. Modernizacja starej infrastruktury i aktualizacja baz kodu wymaga inwestycji i czasu. Jednak nowe technologie, takie jak AI i IoT, oferują obiecujące rozwiązania. Narzędzia oparte na sztucznej inteligencji mogą optymalizować zużycie energii, podczas gdy urządzenia IoT zapewniają monitorowanie zużycia w czasie rzeczywistym.
Współpraca branżowa odegra kluczową rolę w rozwoju zielonego kodowania. Inicjatywy takie jak Green Software Foundation mają na celu ustanowienie standardów zrównoważonego rozwoju. Ułatwi to organizacjom przyjmowanie najlepszych praktyk.
Jak drobne poprawki w kodowaniu mogą wywrzeć duży wpływ?
Jeśli chodzi o zielone kodowanie, każde małe działanie pomaga, nawet jeśli jednostka tego nie odczuwa. Wyobraź sobie, że próbujesz zmniejszyć swój ślad węglowy, nie jeżdżąc co tydzień samochodem do sklepu. Jako jednostka możesz nigdy nie zauważyć wpływu swojego wyboru, ale z pewnością poczujesz dodatkowy wysiłek związany z przejściem dodatkowych 15-20 minut. Gdyby jednak coraz więcej osób zostawiało swoje samochody w domu, te niewielkie zmiany zaczęłyby się sumować, wywierając pozytywny wpływ na środowisko.
Nie inaczej jest w przypadku bardziej ekologicznego kodowania. Podczas gdy optymalizacja kodu, przejście na zrównoważoną infrastrukturę lub przyjęcie energooszczędnych frameworków może wydawać się drobnymi zmianami, wymagają one dodatkowego przemyślenia i wysiłku. Jednak gdy praktyki te są szeroko stosowane w zespołach, organizacjach i branżach, efekty mogą zacząć się sumować.
