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Metodología de diseño para cargas de trabajo sostenibles en Azure

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La creación de una aplicación sostenible en cualquier plataforma en la nube requiere conocimientos técnicos y una comprensión de las directrices de sostenibilidad en general y para su plataforma en la nube específica.

Esta metodología de diseño tiene como objetivo ayudar a establecer una comprensión sobre la producción de soluciones más eficientes en carbono, medir el impacto en el carbono y, en última instancia, reducir el uso innecesario de la energía y las emisiones.

1: Diseño para requisitos empresariales

Las empresas globalmente tienen requisitos diferentes. Espere que las consideraciones de revisión y las recomendaciones de diseño proporcionadas por esta metodología de diseño produzcan diferentes decisiones de diseño y desventajas para diferentes escenarios y organizaciones.

Establezca sus requisitos empresariales y prioridades y revise las metodologías de diseño en consonancia con esos requisitos.

2: Evaluar las áreas de diseño mediante los principios de diseño

Consulte los principios de diseño de sostenibilidad y las áreas de diseño siguientes para sus cargas de trabajo de sostenibilidad.

Las decisiones tomadas en cada área de diseño se harán eco en otras áreas de diseño. Revise las consideraciones y recomendaciones de cada área de diseño para comprender las consecuencias y el impacto y las desventajas conocidas.

Áreas de diseño:

3: Descripción de las emisiones

Para reducir las emisiones, debe comprender cómo medir sus esfuerzos de sostenibilidad.

Brevemente sobre los ámbitos de emisión

En Microsoft, segmentamos nuestras emisiones de gases de efecto invernadero (GHG) en tres categorías, coherentes con el Protocolo de Gases de Efecto Invernadero.

  • Ámbito 1 de las emisiones: emisiones directas que crean sus actividades.
  • Ámbito 2 de las emisiones: emisiones indirectas resultantes de la producción de la electricidad o el calor que utilice.
  • Ámbito 3 de las emisiones: emisiones indirectas de todas las demás actividades en las que participa. Para una empresa, estas emisiones de ámbito 3 pueden ser amplias. Deben tenerse en cuenta en toda su cadena de suministro, materiales en sus edificios, viajes de negocios de empleados y el ciclo de vida de sus productos (incluidos los clientes de electricidad consumen al usar los productos). Las emisiones de ámbito 3 de una empresa suelen ser mucho más significativas que sus emisiones de ámbito 1 y 2 combinadas.

Como cliente, el contexto de las emisiones de ámbito 3 puede ser la configuración y entrega de red, el consumo de energía y los dispositivos fuera del centro de datos. Si una aplicación usa un exceso de ancho de banda o tamaño de paquete, afectará desde cuándo el tráfico sale del centro de datos, a través de los distintos saltos de Internet, hasta el dispositivo del usuario final. Por lo tanto, reducir el ancho de banda de red puede tener un impacto significativo en toda la cadena de entrega. Las mismas consideraciones se aplican a los recursos de proceso, el almacenamiento de datos, las decisiones de la plataforma de aplicaciones, el diseño de aplicaciones, etc.

Encontrará más detalles y definiciones detallados en las notas del producto sobre metodología de ámbito 3 de Azure, publicadas en 2021.

Medición y seguimiento del impacto en el carbono

Microsoft se alinea con Green Software Foundation, responsable de crear la especificación de intensidad de carbono de software (SCI).

Para medir el impacto en el carbono de una aplicación, el GSF proporcionó una metodología de puntuación denominada SCI, calculada de la siguiente manera:

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

Donde:

  • E = Energía consumida por un sistema de software. Medido en kWh.
  • I = Emisiones marginales de carbono basadas en la ubicación. Carbono emitido por kWh de energía, gCO2/kWh.
  • M = Emisiones incorporadas de un sistema de software. Carbono que se emite a través del hardware en el que se ejecuta el software.
  • R = Unidad funcional, que es cómo se escala la aplicación; por usuario adicional, por llamada API, por servicio, etcetera.

Con este conocimiento, es esencial tener en cuenta no solo la infraestructura y el hardware de la aplicación, sino también los dispositivos de usuario y la escalabilidad de la aplicación, ya que puede modificar considerablemente la superficie ambiental.

Lea la especificación SCI completa en GitHub.

Optimización de carbono de Azure

La optimización de carbono de Azure es un servicio de Azure que le ayuda a comprender las emisiones de carbono de las cargas de trabajo en la nube. Optimización de carbono proporciona información sobre las emisiones de carbono de los recursos de Azure y le ayuda a optimizar las cargas de trabajo en la nube para la sostenibilidad.

Obtendrá datos de emisiones pormenorizados en Azure Portal durante el uso de todos los productos y servicios de Azure de los últimos 12 meses. También puede ver las emisiones de carbono de los recursos por región, suscripción y grupo de recursos.

Seguimiento de carbono e informes con el Panel de impacto de emisiones

Microsoft ofrece el Panel de impacto de emisiones para Azure y Microsoft 365, lo que le ayuda a medir las emisiones basadas en la nube y el potencial de ahorro de carbono.

Le recomendamos que use esta herramienta para obtener la información y la transparencia que necesita para comprender su huella de carbono y para medir y realizar un seguimiento de las emisiones a lo largo del tiempo.

Descargue la aplicación Panel de impacto de emisiones Power BI para Azure para empezar a trabajar.

Aprovechamiento del Administrador de sostenibilidad de Microsoft

Los clientes que usan Microsoft Cloud for Sustainability pueden aprovechar Microsoft Sustainability Manager. Esta solución extensible unifica la inteligencia de datos y proporciona una administración completa, integrada y automatizada de sostenibilidad para las organizaciones en cualquier fase de su recorrido de sostenibilidad. Automatiza los procesos manuales, lo que permite a las organizaciones registrar, notificar y reducir sus emisiones de forma más eficaz.

Uso de una solución de proxy para medir las emisiones

Una manera de calcular las emisiones de carbono de las cargas de trabajo es diseñar una arquitectura de solución de proxy basada en el modelo SCI, como se ha descrito anteriormente.

La definición de los servidores proxy para las aplicaciones se puede realizar de diferentes maneras. Por ejemplo, con estas variables:

  • Cualquier emisión de carbono conocida de la infraestructura
  • Costo de la infraestructura
  • Servicios perimetrales y emisiones de carbono de infraestructura
  • Número de usuarios que usan simultáneamente la aplicación
  • Métricas de la aplicación para informarnos sobre el rendimiento a lo largo del tiempo

Al diseñar una ecuación con las variables anteriores, puede calcular la puntuación de carbono (una aproximación), lo que le ayuda a comprender si va a crear soluciones sostenibles.

También hay el aspecto del rendimiento de la aplicación. Puede vincular el rendimiento al costo y al carbono y asumir que esta relación produce un valor. Con esta relación, puede simplificar la vista de la siguiente manera:

Rendimiento de la aplicación Costo de la aplicación Resultado probable
Alto Sin cambios Aplicación optimizada
Alto Inferior Aplicación optimizada
Sin cambios o inferiores Superior Según los principios verdes, un mayor costo energético puede provocar emisiones de carbono más altas. Por lo tanto, puede suponer que la aplicación genera emisiones de carbono innecesarias.
Alto Alto La aplicación puede producir carbono innecesario

Por lo tanto, la creación de un panel de puntuación de carbono puede usar los siguientes servidores proxy:

  • Costos
  • Rendimiento
  • Emisiones de carbono de la infraestructura (si se conoce o está disponible)
  • Uso a lo largo del tiempo (solicitudes, usuarios, llamadas API, etcetera).
  • Cualquier medida adicional que sea relevante para la aplicación

4— El modelo de responsabilidad compartida para la sostenibilidad

Reducir las emisiones es una responsabilidad compartida entre el proveedor de nube y el cliente que diseña e implementa aplicaciones en la plataforma.

Formas de reducir las emisiones

La reducción de las emisiones de carbono puede ocurrir con tres soluciones posibles:

  • Neutralización del carbono; compensación de emisiones de carbono
  • Prevención de carbono; no emitir carbono en primer lugar
  • Extracción de carbono; restar carbono de la atmósfera

El objetivo del software verde es evitar emisiones innecesarias en primer lugar, por lo que trabajar activamente hacia un futuro más sostenible. Además, la eliminación de carbono es el objetivo preferido para eliminar las emisiones de nuestra atmósfera.

Microsoft se compromete a ser carbono negativo en 2030, y en 2050 para haber eliminado todo el carbono que la empresa ha emitido desde su fundación en 1975.

Responsabilidad compartida

Como proveedor de nube, Microsoft es responsable de los centros de datos que hospedan las aplicaciones.

Sin embargo, la implementación de una aplicación en la nube de Microsoft no hace que sea sostenible automáticamente, incluso si los centros de datos están optimizados para la sostenibilidad. Las aplicaciones que no están optimizadas pueden seguir emitiendo más carbono de lo necesario.

Tomemos un ejemplo.

Implemente una aplicación en un servicio de Azure, pero solo use el 10 % de los recursos asignados. Los recursos aprovisionados están infrautilizados, lo que en última instancia conduce a emisiones innecesarias.

Esto le ayudará si considera el escalado a un nivel adecuado del recurso (rightsizing) o la implementación de más aplicaciones en los mismos recursos aprovisionados.

Se recomienda que las aplicaciones sean más eficaces para usar la capacidad del centro de datos de la mejor manera posible. La sostenibilidad es un objetivo de responsabilidad compartida que debe combinar los esfuerzos del proveedor de nube y los clientes en el diseño e implementación de aplicaciones.

Pasos siguientes

Revise los principios de diseño para la sostenibilidad.

Principios de diseño