Ekologiczne programowanie to efektywny i zrównoważony sposób dbania o planetę. Jego celem jest tworzenie algorytmów komputerowych, które pobierają minimalną ilość energii.
Nie jest to już żadna nowość, że centra danych, które wspierają działalność firm, potrzebują ogromnych ilości energii.
W skali globalnej, centra danych zużywają około 1% całkowitego światowego zapotrzebowania na energię elektryczną.
Wiele przedsiębiorstw inwestuje czas i środki w optymalizację swoich witryn internetowych pod kątem wydajności, ale pomija aspekt emisji dwutlenku węgla. Inne firmy decydują się na ekologiczne programowanie, aby ich oprogramowanie i usługi były bardziej przyjazne środowisku.
Na przykład, Amazon Web Services planuje całkowicie przejść na energię odnawialną do 2025 roku. Google ma podobny, ambitny cel, by do 2030 roku wszystkie ich centra danych działały na energii bezemisyjnej.
W miarę jak digitalizacja postępuje, zapotrzebowanie na centra danych będzie rosło. Dlatego tak istotne jest, aby centra danych były zasilane z odnawialnych źródeł energii, a także by zmniejszać zużycie energii potrzebnej do działania stron internetowych.
Firmy mogą to osiągnąć stosując praktyki ekologicznego programowania, które obejmują zasady i procesy pomagające programistom tworzyć jak najbardziej wydajny kod.
Zrozumiejmy więc, czym jest ekologiczne programowanie i jakie metody firmy mogą wdrożyć, by ograniczyć zużycie energii.
Czym jest ekologiczne programowanie?
Ekologiczne programowanie, termin który zyskał popularność wśród organizacji dbających o środowisko, to podejście, które umożliwia programistom tworzenie kodu lub algorytmów komputerowych, które zużywają minimalną ilość energii.
Programiści, projektując takie algorytmy, muszą brać pod uwagę dwa aspekty:
- Aspekty strukturalne: Obejmują one efektywność energetyczną powiązaną z blokami kodu.
- Aspekty behawioralne: Dotyczą one zużycia energii wynikającego z działań użytkownika, takich jak przeglądanie Twittera, wysyłanie e-maili itd.
Programiści, zamiast wprowadzać nowe zasady do istniejących praktyk, powinni projektować kod z myślą o równowadze pomiędzy funkcjonalnością a zużyciem energii. Analiza każdego wiersza kodu jest ważna, ponieważ urządzenie przetwarzające kod przyczynia się do emisji dwutlenku węgla. Im więcej kodu urządzenie przetwarza w danym czasie, tym wyższa jest emisja.
Ekologiczne programowanie promuje zasady „lean coding”, czyli tworzenia kodu wymagającego minimalnego przetwarzania, by osiągnąć pożądany rezultat. Twórcy stron internetowych dążą do używania wysokiej jakości mediów o mniejszych rozmiarach plików, co pozwala ograniczyć czas ładowania strony i zmniejszyć zużycie energii.
Co więcej, ekologiczne programowanie nie tylko redukuje zużycie energii, ale także wspiera zrównoważony rozwój i SEO. Bardziej ekologiczną przyszłość IT można osiągnąć także poprzez obniżenie rozdzielczości ekranów, co oszczędza programistom czas podczas pracy.
Wiele firm specjalizujących się w transformacji cyfrowej oferuje szkolenia z zakresu ekologicznego programowania, na wszystkich poziomach, pomagając firmom wdrożyć odpowiednie praktyki.
Ważne jest także korzystanie z bardziej ekologicznych serwerów. Firmy mogą zmniejszyć zużycie energii w centrach danych, wykorzystując serwery wirtualne do skalowania infrastruktury. Konteneryzacja to kolejna, bardziej zaawansowana opcja w porównaniu do systemów wirtualnych.
Jak rozbudowany kod wpływa na środowisko?
Kod to po prostu instrukcje wykonywane przez programistów, by tworzyć oprogramowanie. Kod może być zwięzły lub rozbudowany, stylowy lub prosty.
Niektóre programy zajmują dużo miejsca na dysku i wymagają dużych zasobów do działania. Jest to spowodowane m.in. nadmierną ilością niepotrzebnych linii kodu i funkcji.
Procesory, aby przetworzyć skomplikowany kod, wykonują więcej obliczeń niż w przypadku prostego oprogramowania. To prowadzi do większego zużycia energii i wyższej emisji dwutlenku węgla.
Dlatego wiele organizacji dąży do minimalizacji liczby linii kodu podczas tworzenia programów, w ramach wdrażania zasad ekologicznego programowania.
Cele ekologicznego programowania
Programowanie może stać się bardziej ekologiczne, jeśli wrócimy do praktyk sprzed 20 lat, kiedy kod był ograniczony rozmiarem i długością.
Z biegiem lat, wraz z rosnącym wykorzystaniem bibliotek i frameworków, programiści mogli tworzyć coraz dłuższy i mniej wyrafinowany kod.
Chociaż te techniki są przydatne w dobie digitalizacji i postępu, mogą być także szkodliwe.
Używanie dużej liczby frameworków i bibliotek może negatywnie wpłynąć na jakość oprogramowania. Im dłuższy kod musi przetworzyć oprogramowanie, tym wyższa będzie emisja dwutlenku węgla.
Krytyczny moment jest blisko i teraz jest najlepszy czas, aby zacząć stosować ekologiczne programowanie, jeśli chcemy chronić środowisko.
Głównym celem ekologicznego programowania jest znalezienie równowagi pomiędzy zużyciem energii a jakością kodu.
W dynamicznie rozwijającym się świecie technologii, aplikacje są często wdrażane w chmurze. Rozwój usług opartych na chmurze doprowadził do rozbudowy centrów danych, które zużywają ogromne ilości energii.
Dlatego coraz więcej uwagi poświęca się ekologicznemu programowaniu, aby redukować emisję dwutlenku węgla i optymalizować wykorzystanie sprzętu. Te techniki są pomocne w rozwiązywaniu problemów, a zrównoważone podejście do oprogramowania otwiera nowe możliwości oszczędzania energii.
Jakie są trzy filary ekologicznego programowania?
Ekologiczne programowanie opiera się na zasadach organizacji i trzech filarach, które pomagają w procesie tworzenia i uruchamiania kodu.
- Pierwszy filar odnosi się do tego „co generuje kod” i czy jest on wystarczająco wydajny pod względem zużytej energii.
- Drugi filar dotyczy „sposobu generowania kodu”, czy proces jego tworzenia jest wydajny, czy można napisać podobny kod, zużywając mniej energii.
- Trzeci filar koncentruje się na tym, „gdzie oprogramowanie jest obsługiwane” i czy do uruchomienia kodu potrzebna jest duża ilość energii.
Odpowiadając na te pytania, programista może lepiej zrozumieć, jak projektować kod, który będzie bardziej przyjazny dla środowiska.
Trzy filary ekologicznego programowania to:
Ekologiczna logika
W ekologicznym programowaniu liczy się każda decyzja. Nawet niewielka optymalizacja może mieć duży wpływ na środowisko. Organizacje powinny zadbać o:
- Eliminację zbędnego kodu
- Częstotliwość użycia poszczególnych elementów
- Bliskość (jak blisko są elementy kodu od siebie)
- Zasoby o małych rozmiarach
- Treści wizualne o konkretnym celu
Ekologiczna metodologia
Metodyki „lean” i „agile” ułatwiają wdrażanie ekologicznych praktyk programowania w całym procesie tworzenia oprogramowania. Ciągła integracja i ciągłe dostarczanie mają duży wpływ na cykl życia rozwoju.
Ekologiczne programowanie jest ważną częścią zrównoważonego oprogramowania i pomaga redukować emisję dwutlenku węgla.
Ekologiczna platforma
Aby osiągnąć maksymalną efektywność energetyczną, firmy stosują ekologiczne metody programowania na swojej platformie. Wykorzystuje się trzy główne podejścia:
- Optymalne wykorzystanie: Minimalna optymalizacja wynika z przeszacowania na etapie planowania lub z kompresji zbyt rozbudowanego kodu do niezbędnego minimum.
- Precyzyjna konfiguracja
- Holistyczne metryki
Dzięki tym trzem filarom programiści mogą łatwiej tworzyć ekologiczny kod.
Które języki programowania są najbardziej energooszczędne?
Efektywność energetyczna dotyczy nie tylko sprzętu, ale także oprogramowania i języka programowania, którego używa się do tworzenia kodu.
Dlatego, chcąc wdrożyć ekologiczne programowanie, należy wziąć pod uwagę efektywność energetyczną wybranego języka.
Wydajność języka programowania zależy od energii, pamięci i czasu potrzebnego do jego działania. Wydajność można poprawić dzięki jakości maszyn wirtualnych, kompilatorów, zoptymalizowanych bibliotek i lepszemu kodowi źródłowemu.
Programiści i naukowcy starają się, by kodowanie było jak najbardziej ekologiczne. Zespół z Portugalii przeanalizował 27 najpopularniejszych języków programowania, aby ocenić ich wydajność i odpowiedzieć na pytanie, czy szybszy język programowania jest bardziej wydajny i bardziej ekologiczny.
Naukowcy przetestowali te języki, wykonując lub kompilując programy przy użyciu zaawansowanych maszyn wirtualnych, kompilatorów, bibliotek i interpreterów. Następnie przeanalizowali wydajność każdego języka, biorąc pod uwagę zużycie energii, czas wykonania i zużycie pamięci.
W wyniku tego badania, 5 najbardziej energooszczędnych języków programowania to:
Ponadto odkryto, że szybsze języki nie zawsze są najbardziej energooszczędne. Java ma dobrą pozycję zarówno pod względem wydajności energetycznej, jak i szybkości, ale Python, Perl i Ruby należą do najmniej wydajnych.
Najlepsze praktyki oszczędzania energii i redukcji emisji
Firmy szukają sposobów na zmniejszenie swojego negatywnego wpływu na środowisko. Wyłączanie i odłączanie urządzeń od prądu zużywa ogromne ilości energii, biorąc pod uwagę globalną liczbę urządzeń. Wprowadzając odpowiednie praktyki IT, zużycie energii można zmniejszyć nawet o 17 do 74 procent.
Oto kilka kroków, jakie organizacje i firmy mogą podjąć, by zminimalizować emisję i promować zrównoważone IT:
- Zmniejszanie rozmiaru: Można zmniejszyć rozmiar plików obrazów, tekstów i wideo za pomocą oprogramowania do kompresji. To pozwoli zmniejszyć rozmiar plików o połowę, zapewniając szybszą nawigację, mniejsze zużycie energii i lepsze doświadczenie użytkownika.
- Priorytety: Twórcy stron muszą wiedzieć, jak priorytetowo traktować media wysokiej jakości, aby zachować jakość programów i aplikacji.
- Redukcja kodu: Ekologiczne programowanie pomaga redukować ilość kodu, oferując przyjazne środowisku podejście. Zamiast używać bibliotek i frameworków, co prowadzi do rozbudowanego kodu, warto stosować tradycyjne ręczne kodowanie, gdy tylko jest to możliwe. To nie tylko zredukuje emisje, ale także zapewni wysoką jakość kodu.
- Optymalizacja przestrzeni: Wykorzystanie przestrzeni w centrach danych pomaga w minimalizacji kosztów chłodzenia i energii.
- Przenoszenie serwerów: Przeniesienie serwerów do chłodniejszego klimatu może zredukować emisję gazów cieplarnianych o 8%.
- Wdrażanie dobrych praktyk w centrum danych: Można zastosować wiele dobrych praktyk, które pomagają ograniczać emisje. Są to między innymi:
- Stosowanie chłodzenia powietrzem z zewnątrz
- Automatyzacja kontroli bezpieczeństwa, chłodzenia i oświetlenia
- Chłodzenie w stopniu koniecznym, ponieważ nadmierne chłodzenie powoduje straty energii
- Oddzielenie przejść w zależności od temperatury
- Współczynnik efektywności energetycznej na poziomie 1,2 lub niższym
- Usuwanie nieaktywnych serwerów, które pobierają energię, ale nie wykonują obliczeń
- Migracja do chmury: Energia w chmurze jest bardziej efektywna i opłacalna.
- Stosowanie zaawansowanych rozwiązań IT: Starsze systemy potrzebują więcej energii. Ze względu na swoje rozmiary, starsze serwery generują dużo ciepła, co wymaga dodatkowego chłodzenia. Można użyć narzędzi, aby zidentyfikować i wyeliminować systemy, które nie są już potrzebne.
- Korzystanie z energooszczędnych komputerów: Giganci IT powinni używać energooszczędnych systemów, aby dbać o zrównoważoną infrastrukturę IT. Powinni także dać programistom elastyczność w kodowaniu, zamiast ograniczać ich procesy.
Zrównoważone praktyki IT nie są jedynym sposobem działania firm. Także osoby prywatne mogą przyczynić się do zmniejszenia zużycia energii. Niektóre z tych praktyk to:
- Uśpienie komputera, zamiast pozostawiania go w stanie wstrzymania, gdy nie jest używany.
- Używanie inteligentnych listew zasilających może zmniejszyć zużycie energii przez urządzenia w trybie czuwania.
- Udostępnianie drukarek tylko do niezbędnych zadań.
- Praca zdalna jest bardzo efektywna w ograniczaniu emisji gazów cieplarnianych, ze względu na mniejsze potrzeby związane z infrastrukturą i konserwacją.
Kroki w kierunku ekologicznego programowania
Ekologiczne programowanie jest rozwiązaniem, które pozwala na zmniejszenie emisji dwutlenku węgla i dbanie o naszą planetę. Jest to nowy pomysł, a wiele organizacji rozpoczęło już pracę nad opracowaniem najlepszych praktyk w tym zakresie.
Oto jak przedsiębiorstwa i firmy IT dążą do ekologicznego programowania:
- Oferowanie szkoleń z ekologicznego programowania dla obecnych i nowych inżynierów IT, aby podnieść jakość kodu. To zwiększy świadomość znaczenia ekologicznego programowania i zachęci programistów do precyzyjnej pracy, by minimalizować ilość kodu.
- Motywowanie programistów do ekologicznego kodowania poprzez rozwój umiejętności i innowacje w firmie.
- Wdrażanie kultury efektywności w całej organizacji, pozwalając programistom na projektowanie kodu w najbardziej optymalny sposób.
- Stworzenie zrównoważonej strategii dla całego zespołu, dającej elastyczność w kodowaniu przy użyciu potrzebnych zasobów.
Podsumowanie
Każda firma powinna dążyć do ochrony środowiska poprzez stosowanie bardziej ekologicznych praktyk, które zmniejszają zużycie energii. Ekologiczne programowanie jest ważnym krokiem w kierunku ochrony środowiska, który wymaga szerszego przyjęcia na całym świecie.
Aby zmniejszyć emisję dwutlenku węgla, należy starać się skracać linie kodu, minimalizować użycie bibliotek i frameworków, które dodają niepotrzebne linie kodu i zużywają dużo energii.
Wdrażajmy więc ekologiczne programowanie i zachęcajmy do tego pracowników, klientów i inne branże. To pomoże w zrównoważonym rozwoju IT i ochronie środowiska przed szkodliwym wpływem emisji.
Możesz także dowiedzieć się więcej o wprowadzeniu do zielonej informatyki.
newsblog.pl