Energieeffizienz als Kern CO2-Emmissions-effizienter Anwendungen
Als Softwarearchitekt:in oder Softwareentwickler:in entwerfen und entwickeln Sie neue Anwendungen oder erweitern und pflegen bestehende Softwaresysteme. Dabei treiben Sie neben der Umsetzung von funktionalen Anforderungen und Qualitätsanforderungen inzwischen immer mehr Fragen um, die die Energieeffizienz Ihrer Anwendung betreffen:
- Wie effizient ist meine Anwendung? Wie liege ich im Vergleich zu anderen Anwendungen im selben Anwendungsgebiet?
- Wie kann ich den Energieverbrauch meiner Anwendung messen und wie kann ich diesen in Bezug zu den Geschäftstransaktionen bringen?
- Welche Möglichkeiten habe ich, meine bestehende Anwendung effizienter zu machen?
- Wie entwerfe ich eine Softwarearchitektur, die das Thema Energieeffizienz von vornherein berücksichtigt? Welche Frameworks, Bibliotheken und Muster sollte ich dabei bevorzugen?
Bei unserem Offering „Optimierung des Softwareprodukts“ beantworten wir genau solche Fragestellungen.
Warum energieeffiziente Softwaresysteme wichtig sind
Die Digitalisierung vieler Wirtschafts- und Lebensbereiche ist in vollem Gang. Doch Softwareentwicklung und Datenverarbeitung unterliegen bisher keiner Beschränkung durch die Technik. Ineffiziente Programmierung wird vielfach durch immer schnellere Prozessoren und mehr Hauptspeicher kompensiert. In der Folge führt das zu einem überproportional wachsenden Energieverbrauch. Laut Schätzungen der Global E-Sustainability Initiative liegt der Anteil des IT-Sektors an den weltweiten Emissionen inzwischen bei 2,3 Prozent, was in etwa dem Ausstoß Deutschlands entspricht.
Galt die IT lange Zeit als Lösung vieler Probleme, die in Zusammenhang mit dem Klimawandel stehen, ist sie mittlerweile selbst Gegenstand von Optimierungsbetrachtungen geworden. Die CO₂-Emissionen, für die Software verantwortlich ist, müssen konsequent reduziert werden.
Diese Vorteile bringen optimierte Architekturen und Anwendungen
Es gibt zahlreiche Hebel, für die Erhöhung der Energieeffizienz eines Softwaresystems. Bevor Sie diese allerdings betätigen, sollten Sie die Auswirkungen kennen. Die Optimierung eines Softwaresystems beginnt daher immer damit, dass Sie den Energieverbrauch der Anwendung messen können. Noch wichtiger ist es, diesen Energieverbrauch auch ins Verhältnis der durchgeführten Geschäftstransaktionen zu bringen. Beispielsweise müssen Sie wissen, wie viel Energie der Abschluss eines Vertrages benötigt oder wie viel Energie Sie für die Ausführung eines Arbeitsschritts in einem Geschäftsprozess brauchen. Erst dann kann die Anwendung verglichen und der Effekt von Maßnahmen klar beziffert werden.
Mit dieser Grundlage können Sie an verschiedenen Stellen ansetzen. Bei Neuentwicklungen geht es um die Frage, mit welcher Softwarearchitektur Sie Ihre Ziele bei der Energieeffizienz unter Berücksichtigung anderer Qualitätsanforderungen optimal erreichen. Ist eine Microservice- Architektur am besten geeignet und wenn ja, wie groß sollten die Services sein und wie sollten sie geschnitten werden?
Auch die Auswahl der richtigen Frameworks, Programmiersprache oder Anwendungsmuster spielt eine große Rolle. So gibt es optimierte Bibliotheken für Datenstrukturen, bei der ein besonderer Wert auf Energieeffizienz gelegt wurde. Oder es gibt Anwendungsmuster, die sich eher nachteilig auf dieselbe auswirken und vermieden werden sollten.
Bei bestehenden Anwendungen geht es um die Optimierung der Anwendung an vielen Stellen. Das beginnt mit klassischen Themen der Optimierung des Datenbankzugriffs, geht weiter über die Art und Weise der Nutzung von Event-Verarbeitung bis hin zur Architekturmodernisierung unter Berücksichtigung energieeffizienter Ansätze.
Sowohl bei bestehenden wie auch bei neuen Anwendungen kann mit der Verwendung der geeignetsten Ablaufumgebung sowie deren optimaler Einstellung viel erreicht werden. Dazu gehören auch die Konfiguration Ihrer virtuellen Maschinen oder die sinnvolle Paketierung der Anwendung.
Für die Steigerung der Energieeffizienz gibt es leider keine „Silver Bullet“. Daher kann und muss an vielen Stellen angesetzt werden, um eine Verbesserung zu erreichen. Und dazu muss der Ausgangspunkt feststehen, sodass der Effekt von Veränderungen auch klar beziffert werden kann.
Energieeffizienz korreliert im Wesentlichen mit verbrauchter CPU-Zeit, Hauptspeichernutzung, Netzwerkverkehr sowie Nutzung von Storage. Kennen Sie deren Verbrauch, können Sie Aussagen zum Energieverbrauch und zur Energieeffizienz Ihrer Anwendung machen. Dabei beeinflussen sich diese vier Bereiche: So kann die Einführung eines Caches die CPU-Nutzung auf Kosten des Hauptspeichers reduzieren. Oder die Einführung eines Content Delivery Networks (CDN) verringert den Netzwerkverkehr bei einer Erhöhung des notwendigen Storages.
So zahlt sich eine Zusammenarbeit mit envite consulting aus
Unsere Expertinnen und Experten haben langjährige Erfahrung in diesem Gebiet. Wir kennen die Tools, mit denen Sie den Energieverbrauch Ihrer Anwendung messen können und die Methoden, mit denen Sie vergleichbare Kennzahlen für Ihre Anwendung ermitteln. Dazu pflegen wir auch Partnerschaften mit namhaften Herstellern entsprechender Messwerkzeuge.
Unsere Softwarearchitektinnen und -architekten kennen die Fallstricke beim Entwurf von Softwarearchitekturen und unterstützen Sie bei der Berücksichtigung der Energieeffizienz als weitere Qualitätsanforderung.
Wir kennen die Auswirkungen von Programmiersprache, Ablaufumgebung, Bibliotheken und Frameworks auf die Energieeffizienz und wählen gemeinsam mit Ihnen die richtigen Komponenten und Werkzeuge aus.
Auch bei konkreten Fragen oder Problemen bei der Implementierung können wir helfen. Optimierung des Datenbankzugriffs oder der Datenbankstrukturen, Bündelung von Events bei der Event-Bearbeitung, Nutzung besser geeigneter Datenstrukturen, Optimierung von Algorithmen – das sind Beispiele für mögliche Maßnahmen, um die Energieeffizienz Ihrer Anwendung zu verbessern.
Bei all diesen Möglichkeiten helfen wir Ihnen, eine Priorisierung vorzunehmen. Wir starten mit den Maßnahmen mit dem höchsten Nutzen und hören auf, wenn die Maßnahmen keinen ökonomischen Sinn mehr ergeben. In einer iterativen Vorgehensweise betrachten und bewerten wir mögliche Maßnahmen immer neu, sodass neue Entwicklungen, Möglichkeiten und Erkenntnisse berücksichtigt werden.
Kontaktieren Sie uns, um gemeinsam Lösungen für Sie zu finden. Wir freuen uns, Sie bei Ihrem Projekt zu unterstützen. Sprechen Sie uns einfach an!