Metodologie návrhu pro udržitelné úlohy v Azure

Vytvoření udržitelné aplikace na libovolné cloudové platformě vyžaduje technické znalosti a obecné porozumění pokynům pro udržitelnost a pro vaši konkrétní cloudovou platformu.

Cílem této metodologie návrhu je pomoct pochopit, jak vytvářet efektivnější řešení uhlíku, měřit dopad na uhlík a nakonec snížit nepotřebné využití energie a emise.

1– Návrh obchodních požadavků

Firmy mají různé požadavky. Očekáváme, že posouzení a doporučení k návrhu poskytovaná touto metodikou návrhu přinese různá rozhodnutí o návrhu a kompromisy pro různé scénáře a organizace.

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

2 – Vyhodnocení oblastí návrhu pomocí principů návrhu

Pro své úlohy udržitelnosti se podívejte na principy návrhu udržitelnosti a níže uvedené oblasti návrhu.

Rozhodnutí provedená v každé oblasti návrhu budou v různých oblastech návrhu ozvěna. Projděte si aspekty a doporučení v každé oblasti návrhu, abyste porozuměli důsledkům a dopadům a všem známým kompromisům.

Oblasti návrhu:

• Návrh aplikace
• Aplikační platforma
• Nasazení a testování
• Provozní postupy
• Úložiště
• Síť a možnosti připojení
• Zabezpečení

3 – Porozumění emisím

Pokud chcete snížit emise, musíte pochopit, jak měřit úsilí o udržitelnost.

Stručně řečeno o rozsahech emisí

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

• Emise v rozsahu 1: přímé emise, které vaše aktivity vytvářejí.
• Emise v rozsahu 2: nepřímé emise, které vyplývají z výroby elektřiny nebo tepla, které používáte.
• Emise 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 jeho budovách, služební cestě zaměstnanců a životním cyklu jejích výrobků (včetně zákazníků s elektřinou spotřebovaných při používání produktů). Emise z rozsahu 3 společnosti jsou často mnohem významnější než emise z rozsahu 1 a 2 v kombinaci.

Jako zákazník může být kontext emisí rozsahu 3 konfigurace a doručování sítě, spotřeba energie a zařízení mimo datové centrum. Pokud aplikace používá nadbytečnou šířku pásma nebo velikost paketů, bude mít vliv na to, kdy provoz opustí datové centrum, prostřednictvím různých segmentů směrování na internetu až po zařízení koncového uživatele. Snížení šířky pásma sítě proto může mít významný dopad na celý řetězec doručování. Stejné aspekty platí pro výpočetní prostředky, úložiště dat, rozhodnutí o platformě aplikací, návrh aplikací a další.

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

Měření a sledování dopadu uhlíku

Společnost Microsoft odpovídá za vytvoření specifikace SCI (Software Carbon Intensity).

Aby bylo možno měřit dopad aplikace na emise uhlíku, GSF poskytl metodu hodnocení s názvem SCI, vypočítaná takto:

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

Kde:

• E = Energie spotřebovaná softwarovým systémem. Měřeno v kWh.
• I = Emise uhlíku založené na poloze. Emise uhlíku na kWh energie, gCO2/kWh.
• M = vtělené emise softwarového systému. Uhlík, který se vysílá prostřednictvím hardwaru, na kterém je software spuštěný.
• R = Funkční jednotka, což je způsob škálování aplikace; na dalšího uživatele, na volání rozhraní API, na službu atd.

S těmito znalostmi je důležité zvážit nejen infrastrukturu aplikací a hardware, ale také uživatelská zařízení a škálovatelnost aplikací, protože může výrazně změnit environmentální stopu.

Přečtěte si úplnou specifikaci SCI na GitHubu.

Optimalizace emisí uhlíku v Azure

Optimalizace emisí uhlíku v Azure je služba Azure, která vám pomůže porozumět emisím uhlíku vašich cloudových úloh. Optimalizace emisí uhlíku poskytuje přehled o emisích uhlíku vašich prostředků Azure a pomáhá optimalizovat cloudové úlohy pro udržitelnost.

Na webu Azure Portal získáte podrobná data o emisích za využití všech produktů a služeb Azure za posledních 12 měsíců. Emise uhlíku vašich prostředků můžete zobrazit také podle oblastí, předplatných a skupin prostředků.

Sledování emisí uhlíku a podávání zpráv pomocí Řídicí panel dopadu emisí

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

Tento nástroj doporučujeme použít k získání přehledů a transparentnosti, které potřebujete k pochopení 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 využívat Microsoft Sustainability Manager. Toto rozšiřitelné řešení sjednocuje analýzu dat a poskytuje komplexní, integrované a automatizované řízení udržitelnosti pro organizace v jakékoli fázi jejich cesty k udržitelnosti. Automatizuje ruční procesy, což organizacím umožňuje efektivněji zaznamenávat, hlásit a snižovat emise.

Použití proxy řešení k měření emisí

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

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

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

Návrhem rovnice pomocí výše uvedených proměnných můžete odhadnout skóre emisí uhlíku (aproximaci), abyste pochopili, jestli vytváříte udržitelná řešení.

K dispozici je 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	Nezměněný	Optimalizovaná aplikace
Vysoká	Lower	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 nepotřebné emise uhlíku.
Vysoká	Vysoká	Aplikace může produkovat nepotřebné emise uhlíku.

Proto může vytvoření řídicího panelu skóre uhlíku využívat následující proxy servery:

• Náklady
• Výkon
• Emise uhlíku infrastruktury (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 pro udržitelnost

Snížení 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 u tří možných řešení:

• neutralizace uhlíku; kompenzační emise uhlíku
• Předcházení emisím uhlíku; nevysílané emise uhlíku na prvním místě
• odstranění uhlíku; odečtení uhlíku od atmosféry

Cílem zeleného softwaru je vyhnout se zbytečným emisím na prvním místě, a proto aktivně pracujeme na udržitelné budoucnosti. Odstranění uhlíku je navíc upřednostňovaným cílem pro odstranění emisí z naší atmosféry.

Společnost Microsoft se zavazuje být uhlíkovou negativní do roku 2030 a do roku 2050 odstranila veškerou uhlíkovou společnost, kterou společnost vydala od svého založení v roce 1975.

Sdílená odpovědnost

Jako poskytovatel cloudu zodpovídá Microsoft za datacentra hostující vaše aplikace.

Nasazení aplikace v cloudu Microsoftu ale automaticky nezpůsobí trvalou udržitelnost, i když jsou datová centra optimalizovaná pro udržitelnost. Aplikace, které nejsou optimalizované, můžou stále generovat více uhlíku, než je nutné.

Podívejme se na příklad.

Nasadíte aplikaci do služby Azure, ale využíváte pouze 10 % přidělených prostředků. Zřízené prostředky jsou nedostatečně využité, což vede k zbytečným emisím.

Pomůže vám to, pokud byste zvážili škálování na odpovídající úroveň prostředku (s právy) nebo nasadili více aplikací do stejných zřízených prostředků.

Doporučujeme, aby aplikace byly efektivnější, aby využívaly kapacitu datového centra co nejlépe. Udržitelnost je sdílený cíl odpovědnosti, který musí kombinovat úsilí poskytovatele cloudu a zákazníků při navrhování a implementaci aplikací.

Další kroky

Projděte si principy návrhu pro udržitelnost.

Zásady návrhu