Metodologie návrhu pro udržitelné úlohy v Azure

Článek
07/11/2023

Vytvoření udržitelné aplikace na libovolné cloudové platformě vyžaduje technické znalosti a pochopení obecných pokynů k udržitelnosti a pro vaši konkrétní cloudovou platformu.

Cílem této metodologie návrhu je pomoci pochopit, jak vytvářet uhlíková řešení s vyšší účinností, měřit uhlíkový dopad a v konečném důsledku snižovat zbytečnou spotřebu energie a emise.

1– Návrh pro obchodní požadavky

Podniky na celém světě mají různé požadavky. Očekávejte, že aspekty kontroly a doporučení k návrhu, které tato metodologie návrhu poskytuje, přinesou různá rozhodnutí o návrhu a kompromisy pro různé scénáře a organizace.

Stanovte své obchodní požadavky a priority a pak zkontrolujte metodologie návrhu v souladu s těmito požadavky.

2 – Vyhodnocení oblastí návrhu pomocí principů návrhu

Projděte si principy návrhu udržitelnosti a oblasti návrhu níže pro vaše úlohy udržitelnosti.

Rozhodnutí učiněná v každé oblasti návrhu se budou ozývat i v dalších oblastech návrhu. Projděte si důležité informace a doporučení v jednotlivých oblastech návrhu, abyste porozuměli důsledkům a dopadům a všem známým kompromisům.

Oblasti návrhu:

3– Vysvětlení emisí

Pokud chcete snížit emise, potřebujete vědět, jak měřit úsilí o udržitelnost.

Stručně o rozsahech emisí

V Microsoftu rozdělujeme emise skleníkových plynů do tří kategorií v souladu s protokolem o skleníkových plynech.

Emise v rozsahu 1: přímé emise, které vaše aktivity vytvářejí.
Rozsah emisí 2: nepřímé emise, které jsou výsledkem výroby elektřiny nebo tepla, kterou používáte.
Emise z rozsahu 3: nepřímé emise ze všech ostatních aktivit, které se účastníte. Pro firmu mohou být tyto emise v rozsahu 3 rozsáhlé. Musí být zohledněny v celém dodavatelském řetězci, materiálech v budovách, služebních cestách zaměstnanců a životním cyklu jejích produktů (včetně spotřeby elektřiny zákazníky při používání produktů). Emise společnosti v rozsahu 3 jsou často mnohem významnější než její celkové emise v rozsahu 1 a 2.

Jako zákazník může kontextem emisí z oboru 3 být konfigurace a doručování sítě, spotřeba energie a zařízení mimo datacentrum. Pokud aplikace využívá nadměrnou šířku pásma nebo velikost paketů, bude to mít vliv na to, když provoz opustí datové centrum, přes různé segmenty směrování na internetu, až po zařízení koncového uživatele. Snížení šířky pásma sítě proto může mít významný dopad v celém dodavatelském řetězci. Stejné aspekty platí pro výpočetní prostředky, úložiště dat, rozhodování o aplikační platformě, návrh aplikací a další.

Podrobnější podrobnosti a definice najdete v dokumentu White Paper o metodologii oboru 3 pro Azure publikované v roce 2021.

Měření a sledování uhlíkových dopadů

Microsoft je v souladu se zelenou softwarovou nadací, která je zodpovědná za vytváření specifikace SCI (Software Carbon Intensity ).

Pro měření uhlíkového dopadu aplikace poskytlA GSF metodika bodování s názvem SCI, která se vypočítá takto:

SCI = ((E*I)+M) per R

Kde:

E = Energie spotřebovaná softwarovým systémem. Měřeno v kWh.
I = mezní emise uhlíku na základě umístění. Emise uhlíku na kWh energie, gCO2/kWh.
M = Vtělené emise softwarového systému. Uhlík, který je emitován prostřednictvím hardwaru, na kterém je software spuštěn.
R = Funkční jednotka, což je způsob, jakým se aplikace škáluje; na dalšího uživatele, na volání rozhraní API, na službu atd.

S těmito znalostmi je nezbytné vzít v úvahu nejen infrastrukturu aplikací a hardware, ale také uživatelská zařízení a škálovatelnost aplikací, protože to může výrazně změnit dopad na životní prostředí.

Přečtěte si úplnou specifikaci SCI na GitHubu.

Sledování emisí uhlíku a vykazování s využitím Řídicí panel dopadu emisí

Microsoft nabízí Řídicí panel dopadu emisí pro Azure a Microsoft 365, které vám pomůžou měřit potenciál cloudových emisí a úspor uhlíku.

Tento nástroj doporučujeme použít k získání přehledů a transparentnosti, které potřebujete k pochopení vaší uhlíkové stopy, a k měření a sledování emisí v průběhu času.

Začněte tím, že si stáhnete Řídicí panel dopadu emisí aplikaci Power BI pro Azure.

Využití Microsoft Sustainability Manageru

Zákazníci, kteří používají Microsoft Cloud for Sustainability , můžou využít Microsoft Sustainability Manager. Toto rozšiřitelné řešení sjednocuje datové inteligence a poskytuje organizacím komplexní, integrovanou a automatizovanou správu udržitelnosti v jakékoli fázi jejich cesty k udržitelnosti. Automatizuje ruční procesy a umožňuje organizacím efektivněji zaznamenávat, vykazovat a snižovat emise.

Měření emisí pomocí proxy řešení

Jedním ze způsobů, jak odhadnout emise uhlíku z úloh, je navrhnout architekturu proxy řešení založenou na modelu SCI, jak je popsáno výše.

Definování proxy pro aplikace je možné provádět různými způsoby. Například pomocí těchto proměnných:

Jakékoli známé emise uhlíku v infrastruktuře
Náklady na infrastrukturu
Hraniční služby a emise uhlíku v infrastruktuře
Počet uživatelů, kteří aplikaci současně používají
Metriky aplikace, které nás informují o výkonu v průběhu času

Návrhem rovnice s využitím výše uvedených proměnných můžete odhadnout uhlíkové skóre (aproximaci), což vám pomůže pochopit, jestli vytváříte udržitelná řešení.

Je tu také aspekt výkonu aplikace. Výkon můžete propojit s náklady a uhlíkem a předpokládat, že tento vztah přináší hodnotu. S tímto vztahem můžete zobrazení zjednodušit takto:

Výkon aplikace	Náklady na aplikaci	Pravděpodobný výsledek
Vysoká	Nezměněn	Optimalizovaná aplikace
Vysoká	Nižší	Optimalizovaná aplikace
Beze změny nebo nižší	Vyšší	Podle zelených principů mohou vyšší náklady na energii způsobit vyšší emise uhlíku. Proto můžete předpokládat, že aplikace produkuje zbytečné emise uhlíku.
Vysoká	Vysoká	Aplikace může vytvářet zbytečné emise uhlíku.

Vytvoření řídicího panelu skóre uhlíku proto může využívat následující proxy servery:

Náklady
Výkon
Emise uhlíku v infrastruktuře (pokud jsou známé nebo dostupné)
Využití v průběhu času (požadavky, uživatelé, volání rozhraní API atd.)
Jakékoli dodatečné měření, které je relevantní pro aplikaci

4– Model sdílené odpovědnosti za udržitelnost

Snižování emisí je sdílená odpovědnost mezi poskytovatelem cloudu a zákazníkem, který navrhuje a nasazuje aplikace na platformě.

Způsoby snížení emisí

Ke snížení emisí uhlíku může dojít se třemi možnými řešeními:

Neutralizace uhlíku; kompenzace emisí uhlíku
Uhlíková vyhnutí; nevytvářuje uhlík na prvním místě
Odstranění uhlíku; odečtení uhlíku od atmosféry

Cílem zeleného softwaru je především vyhnout se zbytečným emisím, a proto aktivně pracovat na udržitelné budoucnosti. Kromě toho, odstranění uhlíku je upřednostňovaným cílem pro odstranění emisí z naší atmosféry.

Společnost Microsoft se zavázala, že do roku 2030 bude uhlíková negativní a do roku 2050 odstraní veškerý uhlík , který společnost vypusila od svého založení v roce 1975.

Sdílená odpovědnost

Microsoft jako poskytovatel cloudu zodpovídá za datacentra hostující vaše aplikace.

Nasazení aplikace v cloudu Microsoftu ale automaticky nezpůsobí trvalou udržitelnost, a to ani v případě, že jsou datacentra optimalizovaná pro udržitelnost. Aplikace, které nejsou optimalizované, můžou stále vydávat více uhlíku, než je nutné.

Vezměme si příklad.

Nasadíte aplikaci do služby Azure, ale využijete jenom 10 % přidělených prostředků. Zřízené prostředky jsou nevyužité, což v konečném důsledku vede ke zbytečným emisím.

Pomohlo by vám, kdybyste zvážili škálování na odpovídající úroveň prostředku (nastavení oprávnění) nebo nasazení více aplikací do stejných zřízených prostředků.

Doporučujeme zefektivnit aplikace tak, aby využívaly kapacitu datacentra co nejlépe. Udržitelnost je cíl sdílené odpovědnosti, který musí skloubit úsilí poskytovatele cloudu a zákazníků při navrhování a implementaci aplikací.

Další kroky

Projděte si principy návrhu pro udržitelnost.

Principy návrhu