Zelené kódování: Udržitelnost v digitálním světě
Zelené kódování představuje efektivní a ekologicky odpovědný přístup k tvorbě softwaru. Jeho hlavním cílem je vytvářet počítačové algoritmy, které spotřebovávají co nejméně energie, čímž se minimalizuje dopad na životní prostředí.
Není tajemstvím, že datová centra, která společnosti používají pro hostování svých služeb, vyžadují obrovské množství energie.
Celosvětově datová centra spotřebují zhruba 1 % celkové produkce elektrické energie. Toto číslo je alarmující a poukazuje na potřebu hledat udržitelnější řešení.
Zatímco některé společnosti se soustředí na výkon a efektivitu svých webových stránek bez ohledu na emise uhlíku, jiné aktivně usilují o zelené kódování, aby snížily dopad svých operací na planetu.
Společnosti jako Amazon Web Services, které usilují o 100% využití obnovitelných zdrojů energie do roku 2025, a Google, který chce do roku 2030 provozovat svá datová centra na bezuhlíkové energii, jsou příkladem dobré praxe.
S pokračujícím rozvojem digitalizace bude i nadále růst potřeba datových center. Z tohoto důvodu je klíčové, aby byla tato centra napájena obnovitelnou energií a aby se snižovala celková energetická náročnost webových stránek.
Firmy mohou dosáhnout těchto cílů implementací zelených kódovacích postupů, které spočívají v principech a procesech, jež pomáhají vývojářům vytvářet maximálně efektivní kód při splnění všech požadavků.
Pojďme se tedy blíže podívat na to, co zelené kódování obnáší a jaké metodiky je třeba aplikovat pro snížení spotřeby energie.
Co je to zelené kódování?
Zelené kódování, v posledních letech stále více diskutované téma, je zaměřeno na ochranu životního prostředí. Umožňuje softwarovým inženýrům a vývojářům vytvářet kód a algoritmy s co nejnižší spotřebou energie.
Při návrhu takových algoritmů musí softwaroví inženýři zohlednit dvě hlavní hlediska:
- Strukturální aspekty: Energetické nároky spojené se samotnou strukturou kódu.
- Behaviorální aspekty: Spotřeba energie při uživatelských scénářích, jako je prohlížení sociálních sítí nebo odesílání e-mailů.
Nejde o implementaci zcela nových principů, nýbrž o vyvážení funkčnosti a spotřeby energie. Každý řádek kódu má vliv na celkovou energetickou náročnost, protože zařízení, která kód zpracovávají, produkují emise uhlíku. Čím více kódu zařízení zpracovává, tím vyšší je úroveň emisí.
Zelené kódování se řídí principy štíhlého kódování, kdy se snažíme dosáhnout stejného výsledku s co nejmenším objemem zpracování. Vývojáři webových stránek se zaměřují na používání vysoce kvalitních médií s menšími soubory, aby dosáhli svých cílů a zároveň minimalizovali zatížení serverů. To také vede k rychlejšímu načítání stránek pro uživatele.
Zelené kódování tak přináší výhody nejen v oblasti snižování spotřeby energie, ale také v udržitelnosti a SEO. Dalším způsobem, jak snížit spotřebu energie, je snížení rozlišení obrazovky, což vývojářům šetří čas při provozu.
Mnoho firem s digitální transformací nabízí školení o zeleném kódování na všech úrovních, aby podpořily jeho implementaci.
Důležitým krokem je také přechod na ekologičtější servery. Společnosti mohou šetřit energii ve svých datových centrech pomocí virtualizace serverů. Alternativou k virtualizaci je kontejnerizace, která je považována za ještě efektivnější řešení.
Jak nadbytečný kód poškozuje životní prostředí?
Kód je vlastně programování, které softwaroví inženýři a vývojáři vytvářejí k návrhu a vývoji softwaru. Kódování může být různorodé – od elegantního po pompézní.
Některý software vyžaduje značné množství místa na pevném disku a velké výpočetní zdroje. Toto je často způsobeno velkým množstvím zbytečných řádků kódu a funkcí použitých při vývoji.
Procesory při zpracování takového softwaru provádějí více výpočtů, což vede k vyšší spotřebě energie a tím i k vyšším emisím uhlíku.
Většina organizací se proto snaží implementovat zelené kódování a redukovat nadbytečné řádky kódu při vývoji programů.
Cíle zeleného kódování
Kódování se může stát ekologičtějším tím, že se vrátíme k přístupům z minulosti, kdy byla důležitá efektivita a úspornost kódu.
V průběhu let se programování stalo volnější, s hojným využíváním knihoven a frameworků, které sice urychlují vývoj, ale mohou vést k nadbytečnému kódu.
Přestože tyto techniky jsou nepochybně výhodné v éře digitalizace, mohou mít i negativní dopad na životní prostředí.
Používání velkého množství frameworků a knihoven může snížit kvalitu softwaru. Pokud software musí číst dlouhé kódy pro zpracování úkolů, vede to ke zvýšeným emisím.
Je tedy nejvyšší čas přijmout zelené kódování jako prostředek k ochraně životního prostředí.
Hlavním cílem zeleného kódování je nalézt rovnováhu mezi spotřebou energie a kvalitou programování.
Moderní aplikace jsou často nasazovány v cloudu. Rychlý růst cloudových služeb vedl k expanzi datových center, která spotřebovávají velké množství elektřiny.
Snahy o zelené kódování se zaměřují na snížení emisí uhlíku a optimalizaci hardwaru. Udržitelné softwarové postupy mohou přinést nové možnosti úspory energie.
Tři pilíře zeleného kódování
Zelené kódování je založeno na třech pilířích, které se uplatňují při psaní, vývoji a provozu kódu.
- První pilíř se ptá: „Jaký dopad má samotný kód na spotřebu energie?“
- Druhý pilíř zkoumá: „Jak efektivní je proces vývoje kódu?“
- Třetí pilíř se zaměřuje na: „Kde je software provozován a jaká je jeho energetická náročnost?“
Odpovědi na tyto otázky pomáhají vývojářům lépe pochopit, jak vytvářet kód s ohledem na životní prostředí.
Tři pilíře zeleného kódování jsou tedy:
Ekologičtější logika
V zeleném kódování záleží na každém rozhodnutí. I malá optimalizace může mít významný dopad. V rámci organizace by se mělo dbát na:
- Kód bez zbytečného odpadu
- Frekvenci používání kódu
- Blízkost kódu k potřebným zdrojům
- Nízké nároky na zdroje
- Vizuální obsah zaměřený na přínos
Ekologičtější metodika
Štíhlé a agilní metody vývoje softwaru podporují implementaci zeleného kódování. Nepřetržitá integrace a nepřetržité dodávání kódu mají vliv na celkový životní cyklus vývoje.
Zelené kódování je klíčové pro vytváření udržitelného softwaru a snižování emisí uhlíku.
Ekologičtější platforma
Organizace by měly aplikovat zelený přístup i na svou vývojovou platformu. Důležité jsou následující metody:
- Optimální využití zdrojů, minimalizace nadhodnocení ve fázi plánování. Důležité je také zkomprimovat nadbytečný kód.
- Přesná konfigurace
- Celostní metriky
S uplatněním těchto tří pilířů lze snadněji dosáhnout tvorby zeleného kódu.
Energetická efektivita programovacích jazyků
Energetická účinnost se netýká pouze hardwaru, ale i softwaru, včetně použitého programovacího jazyka.
Pro implementaci zeleného kódování je důležité zvážit energetickou náročnost programovacího jazyka.
Účinnost programovacího jazyka závisí na několika faktorech: spotřebě energie, paměti a času. Účinnost lze zvýšit i kvalitou virtuálních strojů, kompilátorů, optimalizovaných knihoven a zdrojového kódu.
Výzkumníci se snaží optimalizovat kódování z hlediska energetické účinnosti. Například tým z Portugalska zkoumal 27 nejpoužívanějších jazyků a zjistil, že rychlejší jazyk nemusí být automaticky i energeticky úspornější.
Výzkumníci testovali jazyky spouštěním a kompilací programů s využitím pokročilých virtuálních strojů, kompilátorů a knihoven. Analyzovali energetickou účinnost z hlediska spotřeby energie, doby provádění a využití paměti.
Výsledkem bylo, že 5 nejúspornějších programovacích jazyků jsou:
| 1 | C |
| 2 | Rust |
| 3 | C++ |
| 4 | Ada |
| 5 | Java |
Z výzkumu vyplynulo, že rychlejší jazyky nemusí být vždy energeticky nejefektivnější. Java se sice umisťuje dobře v obou aspektech, ale jazyky jako Python, Perl a Ruby patří mezi nejméně efektivní.
Osvědčené postupy pro úsporu energie
Společnosti hledají způsoby, jak snížit dopad emisí uhlíku. I vypínání počítačů spotřebovává energii. Zavedením určitých postupů v IT lze spotřebu energie u každé pracovní stanice snížit o 17–74 %.
Zde je několik kroků, které mohou digitální transformační a softwarové firmy podniknout k minimalizaci emisí:
- Komprese: Používání softwaru pro kompresi médií pomáhá zmenšit velikost souborů obrázků, textu nebo videa. Tím se urychlí navigace, sníží spotřeba energie a zlepší uživatelský zážitek.
- Stanovení priorit: Vývojáři webových stránek musí stanovit priority pro použití kvalitních médií, aby zachovali kvalitu programů a aplikací.
- Redukce kódu: Zelené kódování pomáhá omezit zbytečný kód a chrání životní prostředí. Místo používání knihoven a frameworků lze upřednostnit ruční kódování, což vede k menšímu množství emisí a lepší kvalitě kódu.
- Správné využití prostoru: Maximalizace prostoru datových center je dobrý krok ke snížení nákladů na chlazení a energie.
- Přemístění serverů: Přemístěním serverů do chladnějšího klimatu lze snížit emise skleníkových plynů o 8 %.
- Osvědčené postupy pro datová centra: Je dobré se řídit osvědčenými postupy pro snížení emisí, mezi ně patří:
- Využití venkovního vzduchu pro chlazení
- Automatizace ovládání zabezpečení, chlazení a osvětlení
- Chlazení podle potřeby, nadměrné chlazení způsobuje ztrátu energie
- Oddělení uliček podle teploty
- Účinnost využití energie 1,2 nebo nižší
- Odstraňování neaktivních serverů (zombie serverů)
- Migrace do cloudu: Cloud je z hlediska nákladů a škálovatelnosti efektivnější.
- Moderní IT: Starší systémy spotřebují více energie a vytvářejí více tepla. Lze použít nástroje pro identifikaci a uvolnění nepotřebných systémů.
- Energeticky účinné počítače: Firmy by měly využívat energeticky účinná zařízení a povzbuzovat týmy ke kódování s ohledem na efektivitu, aby se zbytečně nezvyšovala energetická náročnost procesu.
Udržitelné IT by nemělo být jen doménou firem, ale i jednotlivci mohou přispět ke snížení spotřeby energie:
- Nastavování počítače do režimu spánku místo pohotovostního režimu.
- Používání chytrých prodlužovacích kabelů k snížení spotřeby energie.
- Sdílení tiskáren pouze pro nezbytnou práci.
- Práce na dálku také přispívá ke snižování emisí skleníkových plynů díky menší potřebě infrastruktury.
Kroky k zelenému kódování
Zelené kódování je efektivní způsob, jak snížit emise uhlíku a chránit životní prostředí i naše zdraví. Většina organizací již začala pracovat na projektech zaměřených na vývoj nejlepších postupů v oblasti zeleného kódování.
Zde je postup, jak mohou firmy a IT giganti implementovat zelené kódování:
- Poskytování školení stávajícím i novým IT inženýrům o zeleném kódování s cílem zlepšit kvalitu kódu. Zvýšení povědomí o důležitosti zeleného kódování může vést k efektivnější práci s menším množstvím kódu.
- Podpora vývojářů k inovaci a implementaci zeleného kódování.
- Zavedení kultury efektivity v rámci organizace, aby vývojáři automaticky vytvářeli úsporný kód.
- Vytvoření udržitelné strategie pro celý tým, která umožní flexibilitu v kódování s využitím potřebných zdrojů.
Závěr
Všechny firmy by měly usilovat o ochranu životního prostředí a snižování emisí. Zelené kódování je skvělý krok směrem k udržitelnosti, ale je potřeba jeho širší přijetí.
Zkuste snížit počet řádků kódu, minimalizovat použití knihoven a frameworků, které zbytečně navyšují kód a spotřebovávají energii.
Implementujte zelené kódování a povzbuzujte i své zaměstnance, zákazníky a další firmy k zavedení udržitelnějších postupů. To pomůže chránit životní prostředí a snížit dopad emisí na planetu.
Pro více informací se můžete podívat na úvod do zeleného počítání.