Warum ist Green Codierung ein starker Katalysator für Nachhaltigkeit-Initiativen?

Grüne Codierung ist eine umweltverträgliche Rechenpraxis, die darauf abzielt, den Energieaufwand für die Verarbeitung von Codezeilen zu minimieren und somit Unternehmen zu helfen, den Gesamtenergieverbrauch zu senken. Viele Unternehmen haben sich Ziele zur Reduzierung ihrer Treibhausgasemissionen gesetzt, um auf den Klimawandel und die globalen Vorschriften zu reagieren. Green Coding ist eine Möglichkeit, diese Nachhaltigkeitsziele zu unterstützen.

Green Codierung ist ein Teilbereich des Green Computing, einer Praxis, die darauf abzielt, die Umweltauswirkungen der Technologie zu begrenzen, einschließlich der Reduzierung des Platzbedarfs bei intensiven Betriebsabläufen, wie z. B. in Produktionslinien, Rechenzentren und sogar im täglichen Betrieb von Geschäftsteams. Zu diesem größeren Rahmen des Green Computing gehört auch grüne Software, also Anwendungen, die mit umweltfreundlichen Codierungsverfahren erstellt wurden.

Technologische Fortschritte – von Big Data bis zum Data-Mining– haben zu einem massiven Anstieg des Energieverbrauchs im Informations- und Kommunikationstechnologiesektor beigetragen. Laut der Association for Computing Machinery, hat sich der jährliche Energieverbrauch in Rechenzentren über das letzte Jahrzehnt verdoppelt. Heute sind Computer und IT für 1,8 bis 3,9 % der globalen Treibhausgasemissionen verantwortlich.

Um vollständig zu verstehen, wie eine grüne Codierung den Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen reduzieren kann, ist es hilfreich, sich mit dem Energieverbrauch von Software zu befassen:

• Infrastruktur: Die physische Hardware, Netzwerke und andere Elemente einer IT-Infrastruktur benötigen alle Energie zum Betrieb. In jedem Unternehmen gibt es wahrscheinlich Bereiche, in denen die IT-Infrastruktur übermäßig kompliziert oder überdimensioniert ist, was zu einer ineffizienten Energienutzung führt.
• Verarbeitung: Software verbraucht während ihrer Ausführung Energie. Je komplizierter die Software oder je größer die Datei, desto mehr Verarbeitungszeit benötigt sie und desto mehr Energie wird verbraucht.
• DevOps: Im typischen Codierungsprozess schreiben Entwickler Codezeilen, die durch ein Gerät analysiert und verarbeitet werden. Das Gerät benötigt Energie, die, sofern sie nicht zu 100 % aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, Kohlenstoffemissionen verursacht. Je mehr Code verarbeitet werden muss, desto mehr Energie verbraucht das Gerät und desto höher ist das Emissionsniveau.

Jüngste Forschungen zur Geschwindigkeit und zum Energieverbrauch verschiedener Programmiersprachen haben ergeben, dass C in Bezug auf die Geschwindigkeit am effizientesten ist, was den Energie- und Speicherverbrauch reduziert und eine weitere potenzielle Chance für Energieeinsparungen bietet. Allerdings gibt es noch immer Uneinigkeit darüber, wie dies erreicht werden kann und welche Metriken zur Bewertung der Energieeinsparungen herangezogen werden sollten.

Grüne Codierung beginnt mit denselben Prinzipien, die auch bei der traditionellen Codierung verwendet werden. Um den Energieaufwand für die Codeverarbeitung zu reduzieren, können Entwickler weniger energieintensive Codierungsprinzipien in ihren DevOps-Lebenszyklus integrieren.

Der „Lean Coding“-Ansatz konzentriert sich auf den minimalen Verarbeitungsaufwand, der für die Erstellung einer endgültigen Anwendung erforderlich ist. Zum Beispiel können Website-Entwickler Priorität darauf legen, die Dateigröße zu reduzieren (z. B. durch den Austausch hochwertiger Medien durch kleinere Dateien). Dies beschleunigt nicht nur die Ladezeiten der Website, sondern verbessert auch die Erfahrung.

Lean Coding zielt auch darauf ab, Code-Bloat zu reduzieren, ein Begriff, der unnötig langen oder langsamen Code bezeichnet, der Ressourcen verschwendet. Open-Source-Code kann ein beitragender Faktor zu diesem Software-Bloat sein. Da Open-Source-Code für eine Vielzahl von Anwendungen konzipiert ist, enthält er eine beträchtliche Menge an Code, der für die spezifische Software ungenutzt bleibt. Ein Entwickler kann zum Beispiel eine ganze Bibliothek in ein Bild ziehen, benötigt aber nur einen Bruchteil der Funktionalität. Dieser redundante Code verbraucht zusätzliche Rechenleistung und führt zu übermäßigen Kohlenstoffemissionen.

Durch die Einführung von Lean-Codierung-Praktiken können Entwickler mit größerer Wahrscheinlichkeit Code entwerfen, der nur einen minimalen Verarbeitungsaufwand erfordert und dennoch die gewünschten Ergebnisse liefert.

Die Grundsätze des Green Coding sind in der Regel so konzipiert, dass sie bestehende IT-Nachhaltigkeitsstandards und -Praktiken ergänzen, die im gesamten Unternehmen angewendet werden. Ähnlich wie die Umsetzung von Nachhaltigkeit in anderen Bereichen des Unternehmens erfordert Codierung sowohl strukturelle als auch kulturelle Veränderungen.

Strukturelle Veränderungen

• Verbesserung des Energieverbrauchs im Kern: Multi-Core-Prozessor-basierte Anwendungen können codiert werden, um die Energieeffizienz zu steigern. Beispielsweise kann der Code Prozessoren direkt anweisen, sich innerhalb von Mikrosekunden herunterzufahren und neu zu starten, anstatt die standardmäßigen Energiespareinstellungen zu verwenden, die möglicherweise nicht so effizient sind.
• Effizienz in der IT: Diese Methodik, die manchmal auch als Green IT oder Green Computing bezeichnet wird, zielt auf Ressourcenoptimierung und Workload-Konsolidierung ab, um den Energieverbrauch zu reduzieren. Durch die Optimierung der IT-Infrastruktur mithilfe moderner Tools wie virtuellen Maschinen (VMs) und  Containern können Unternehmen die Anzahl der für den Betrieb erforderlichen physischen Server reduzieren, was wiederum den Energieverbrauch und die Kohlenstoffintensität senkt.
• Microservices: Microservices sind ein zunehmend beliebter Ansatz, um Anwendungen zu entwickeln, die komplexe Software in kleinere Elemente, sogenannte Dienste, aufteilen. Diese kleineren Dienste werden nur bei Bedarf aufgerufen, anstatt ein großes, monolithisches Programm als Ganzes auszuführen. Das Ergebnis ist, dass Anwendungen effizienter laufen.
• Cloudbasierte DevOps: Anwendungen auf verteilter Cloud-Infrastruktur reduzieren die Datenmenge, die über das Netzwerk transportiert wird, und den gesamten Energieverbrauch des Netzwerks.

Kultureller Wandel

• Management und Mitarbeiter einbeziehen: Veränderungen sind nur dann effektiv, wenn Mitarbeiter und Management mitziehen. Die Förderung der Einführung durch konsistente Botschaften an das gesamte DevOps-Team hilft dabei, die Nachhaltigkeit zu unterstützen und gibt den Menschen das Gefühl, Teil der Lösung zu sein.
• Innovation fördern: DevOps-Teams werden oft von dem Wunsch angetrieben, innovativ zu sein und Lösungen für große Probleme zu finden. Ermutigen Sie die Teams, nach neuen Wegen zu suchen, um Dateneinblicke zu nutzen, mit Partnern zusammenzuarbeiten und andere Energiesparmöglichkeiten zu ergreifen.
• Konzentrieren Sie sich auf die Ergebnisse: Bei der Umsetzung neuer Initiativen wie Green Coding werden Probleme auftreten. Durch die Antizipation von Herausforderungen können Unternehmen auftretende Probleme leichter bewältigen.

Neben den Energieeinsparungsvorteilen können Unternehmen auch weitere Nutzen von grünen Codierungspraktiken feststellen, darunter die folgenden:

• Reduzierte Energiekosten: Es ist das einfache Prinzip: weniger nutzen, weniger ausgeben. Angesichts der zunehmend volatilen Energiepreise wollen Unternehmen ihre Ausgaben für Energie senken, nicht nur im Sinne der ökologischen Nachhaltigkeit, sondern auch, um die Nachhaltigkeit des Geschäftsbetriebs zu gewährleisten.
• Beschleunigter Fortschritt in Richtung Nachhaltigkeitsziele: Die meisten Unternehmen haben heute Netto-Null-Ziele oder strategische Initiativen, um Emissionen zu reduzieren und die Nachhaltigkeit zu erhöhen. Grüne Codierung bringt Unternehmen diesem Ziel näher.
• Höhere Einnahmen: CEOs, die Nachhaltigkeit und digitale Transformation wie grüne Codierung umsetzen, berichten laut der IBM CEO-Studie 2022 von einer höheren durchschnittlichen operativen Marge als ihre Mitbewerber.
• Bessere Entwicklungsdisziplin: Die Verwendung von Green Coding ermöglicht es Programmierern, aufwändige Infrastrukturen zu vereinfachen und letztlich Zeit zu sparen, indem die Menge an Code, die Softwareingenieure schreiben, reduziert wird.

Um mehr über IBM und grüne Codierung zu erfahren, beginnen Sie mit dem Whitepaper vom Institute for Business Value: Nachhaltigkeit jenseits des Rechenzentrums.

Dieses Whitepaper untersucht, wie Softwareentwickler eine zentrale Rolle bei der Förderung von verantwortungsvollem Computing und grüner IT spielen können, erörtert vier Hauptquellen von Emissionen aus der IT-Infrastruktur und betrachtet, wie das Versprechen grüner IT mit Hybrid Cloud eingelöst werden kann.

Die Optimierung der Infrastruktur ist ein wichtiger Weg, um Ihren Speicherbedarf durch eine bessere Ressourcennutzung zu reduzieren. Eine der schnellsten Möglichkeiten, die Energieeffizienz zu verbessern, besteht darin, Ressourcen automatisch so zu konfigurieren, dass Energieverschwendung und Kohlenstoffemissionen reduziert werden. IBM Turbonomic Application Resource Management ist eine IBM Softwareplattform, die kritische Aktionen automatisieren kann, um Ihren Anwendungen auf jeder Ebene des Stacks proaktiv und kontinuierlich – in Echtzeit – die effizienteste Nutzung von Rechen-, Speicher- und Netzwerkressourcen zu ermöglichen, ohne die Anwendungsleistung zu gefährden.

Wenn Anwendungen nur das verbrauchen, was sie für ihre Leistung benötigen, können Sie die Auslastung steigern, Energiekosten und CO2-Emissionen senken sowie einen kontinuierlich effizienten Betrieb erreichen. Kunden erzielen heute Einsparungen von bis zu 70 % bei den Wachstumsausgaben, indem sie IBM Turbonomic nutzen, um die Anwendungen besser zu verstehen. Lesen Sie die neueste Forrester TEI-Studie und erfahren Sie, wie IT das Engagement Ihres Unternehmens für eine nachhaltige IT beeinflussen kann, während die Anwendungsleistung im Rechenzentrum und in der Cloud gewährleistet wird.

Eine letzte entscheidende Möglichkeit zur Förderung von Green Computing ist die Auswahl einer energieeffizienten IT-Infrastruktur für On-Prem- und Cloud-Rechenzentren. Zum Beispiel können IBM LinuxONE Emperor 4 Server den Energieverbrauch um 75 % und den Speicherplatz um 50 % für dieselben Workloads auf X86 Servern reduzieren. Containerisierung, Interpreter-/Compiler-Optimierung und Hardware-Beschleuniger können den Energiebedarf durch grüne Codierung weiter senken.