Когда-то было сказано, что программное обеспечение пожирает мир, но это верно, когда речь идет об устойчивости. Сектор ИКТ отвечает за 3,9% мировых выбросов — почти столько же, сколько авиационная и судоходная отрасли. И это до того, как вы начнете думать об энергетических ресурсах вокруг ИИ. Больше приложений означает больше кода, который нужно где-то хранить.

В то время как такие темы, как эффективность оборудования, зеленая энергия и отходы, являются общими целями для устойчивого развития на рабочем месте, программное обеспечение традиционно отсутствовало в этом миксе.

Но за последние пару лет крупнейшие мировые производители программного обеспечения поставили перед собой задачу сделать программное обеспечение более экологичным, сосредоточив внимание на программном обеспечении, которое использует меньше физических ресурсов и меньше энергии.

Итак, как вы создаете или проектируете приложения в облаке, чтобы они были более устойчивыми? Можем ли мы разработать программное обеспечение, которое сделает оборудование более устойчивым?

Когда дело доходит до программного обеспечения, снижение неэффективности за счет уменьшения технического долга, правильного определения размера, оптимизации виртуальных машин и написания эффективного кода снижает воздействие программного обеспечения на окружающую среду. И это предлагает ценную возможность для стартапов и предприятий всех уровней добиться большей устойчивости и сэкономить деньги на облачном хранилище.

я недавно присутствовал KubeCon + CloudNativeCon Европа где ведущей темой была экологическая разработка программного обеспечения.

Я поговорил с доктором Хуамином Ченом, старшим главным инженером-программистом и руководителем технической группы по устойчивому развитию в Красная Шапка Офис технического директора, чтобы узнать больше.
Первый шаг к решению проблемы энергопотребления программного обеспечения — его отслеживание.

Пару лет назад Чен объединил усилия с другими разработчиками и исследователями, чтобы запустить проект. Кеплер (Efficient Power Level Exporter на базе Kubernetes), управляемый сообществом проект с открытым исходным кодом, основанный группой по новым технологиям Red Hat при раннем участии IBM Research, Weave Works и Intel.

Проект возник, когда Чен понял, что «хотя исследований было много с точки зрения практики устойчивого развития с открытым исходным кодом, мало что можно было предложить, когда дело дошло до коммерческих продуктов и проектов».

Kepler использует собственные облачные методологии и технологии, такие как счетчики производительности ЦП и модели машинного обучения, для исследования энергопотребления каждого контейнера, связанного с системными счетчиками, и экспортирует их в виде метрик.

Эти метрики можно использовать для создания информационных панелей, отображающих энергопотребление на различных уровнях, включая контейнеры, модули, пространства имен или различные вычислительные узлы в кластере.

Метрики Kepler могут использоваться планировщиком Kubernetes для размещения предстоящей рабочей нагрузки на вычислительном узле, который, по прогнозам, повысит производительность на ватт, что в конечном итоге снизит энергопотребление на уровне кластера.

Точно так же автомасштабирующие устройства Kubernetes могут использовать показатели энергопотребления Kepler в алгоритмах автоматического масштабирования для определения ресурсов, необходимых для повышения энергоэффективности.

Проект был сосредоточен на предоставлении возможностей отчетности, особенно в промышленных приложениях, таких как производство, которые включают огромную физическую инфраструктуру, среды, контролируемые ИИ, ЦП и многие модели машинного обучения.

По словам Чена:

«Когда клиент может видеть показатели Kepler о своей рабочей нагрузке и потреблении, у него больше мотивации сделать что-то, чтобы помочь уменьшить ее».

Он отмечает, что одной из сильных сторон Kepler является его прочная исследовательская база:

«Исследования и разработки не всегда могут иметь строгую научную методологию или строгость для создания программного обеспечения коммерческого уровня, которое помогает сообществу или клиенту.

Наши совместные усилия означают, что мы можем создавать точные программные продукты, основанные на фактах, а не на интуиции».

Также крайне важно для Kepler разработать метрики программного обеспечения, которые могут говорить на том же языке устойчивого развития и целях законодательства о нулевом выбросе углерода:

«Мы хотим, чтобы клиенты могли использовать любое наше программное обеспечение, не читая мелкий шрифт или документацию, и точно понимали, на что оно способно с точки зрения устойчивого развития».

Все внимание на воздействие ИИ на окружающую среду

Примечательно, что, хотя ИИ часто используется для отслеживания и прогнозирования выбросов углерода, его воздействие на окружающую среду менее изучено.

Растет озабоченность по поводу огромного количества энергии, системы охлаждения , и требуется для вычислительных ресурсов и энергии, необходимой для обучения и вывода ИИ. Обычные модели, такие как BERT, могут излучать столько же, сколько трансатлантический полет.

Однако универсального эталона для отслеживания углеродоемкости систем ИИ не существует.

Чен и команда Kepler планируют продемонстрировать свой прогресс в области устойчивого ИИ в ближайшие месяцы.

Он отмечает: «Подумайте о сотнях миллионов людей, использующих Open AI, сокращение на один процент имеет значительное влияние».

ЕС финансирует работу в этой области, в том числе проект SustainML , сотрудничество между несколькими университетами, исследовательскими институтами и частными компаниями по всей Европе. Компания разработала инструмент под названием Carbontracker, позволяющий разработчикам ИИ прогнозировать энергопотребление приложений машинного обучения.

Он использует модели машинного обучения для оценки выбросов углерода, связанных с различными конфигурациями оборудования и программного обеспечения, и прогнозирования углеродного следа будущих тренировок. Он также поддерживает прогнозирование общей продолжительности, энергии и углеродного следа обучения модели глубокого обучения.

Есть еще академический проект FlexGen это направлено на облегчение работы больших языковых моделей с меньшим количеством ресурсов, таких как один товарный графический процессор. Он создает систему с высокой пропускной способностью, позволяющую новым приложениям базовых моделей выполнять задачи, ориентированные на пропускную способность, на недорогом оборудовании, таком как один графический процессор емкостью 16 ГБ.

Возможность удовлетворить спрос клиентов

Так что же все это значит, когда дело доходит до конечного пользователя? Ну а в 2021 году Франция прошла законодательство снизить воздействие цифровых технологий на окружающую среду.

Это включает в себя сосредоточение внимания на использовании энергоэффективных алгоритмов, оптимизированных центрах обработки данных и разработке руководящих принципов экодизайна для программного обеспечения и цифровых услуг.

Можно предвидеть, что другие европейские страны последуют этому примеру, призывая предприятия обеспечивать большую прозрачность своей деятельности в области программного обеспечения.

С точки зрения того, чтобы быть частью большего блага, «зеленая» разработка программного обеспечения также предлагает компаниям реальный способ достичь своих целей ESG. Это не только помогает соблюдать нормативные требования, но и повышает требования со стороны клиентов и инвесторов. Более прозаическая реальность заключается в том, что более экологичное программное обеспечение снижает потребности в хранении данных и затраты на электроэнергию.

Мы далеки от того, чтобы устойчивое программное обеспечение было в центре внимания в более широком дискурсе об устойчивости в технологиях, но поставщики программного обеспечения возглавляют движение, и импульс пузырится под поверхностью, созревший для взрыва. Так мы получаем коммерческие решения в руки пользователей.

Дополнительные ресурсы

Для краткости я сосредоточился на некоторых ключевых инициативах в области программного обеспечения. Я также рекомендую вам проверить следующее:

Экологическая устойчивость TAG поддерживает проекты и инициативы, которые предоставляют облачные приложения, включая их создание, упаковку, развертывание, управление и эксплуатацию.

Green Software Foundation — это некоммерческая организация, основанная Accenture, GitHub, Microsoft и ThoughtWorks совместно с Linux Foundation и Joint Development Foundation Projects для создания надежной экосистемы из людей, стандартов, инструментов и передовых практик для создания экологичного программного обеспечения и совместной работы. уменьшить выбросы углекислого газа от программного обеспечения.

Фонд Зеленой паутины фокусируется на обеспечении перехода к Интернету без ископаемого топлива, включая управление крупнейшей в мире открытой базой данных, отслеживающей, какие части Интернета и веб-сайты работают на возобновляемых источниках энергии.

Технология климатических действий это сообщество практикующих технических работников, которое обеспечивает поддержку и руководство для системных изменений.