Green Software English: Sustainability and Carbon-Aware Computing Vocabulary (англійською)

Introduction

Зелена інженерія програмного забезпечення є новою дисципліною, яка фокусується на створенні програмного забезпечення, яке мінімізує вплив на навколишнє середовище. Оскільки хмарні провайдери публікують дані про вуглець, організації встановлюють чисті нульові цілі, а Фонд зеленого програмного забезпечення встановлює стандарти, інженери все частіше стикаються з словником сталого розвитку в оглядах архітектури, оцінці постачальників і стратегіях продуктів. У цьому підручнику пояснюється, які ключові англійські терміни ви зустрінете у дискусіях щодо екологічного програмного забезпечення і як використовувати їх професійно.

Вуглецеві та інші джерела

Перед обговоренням екологічного програмного забезпечення важливо знати основні терміни, що стосуються викидів вуглецю:

• ** еквівалент вуглекислого газу (CO2e) ** — стандартизована одиниця для визначення різних парникових газів з точки зору їх впливу на глобальне потепління; « наша хмарна інфраструктура виробляє 12 тонн CO2e на рік »
• ** вуглецевий відбиток ** — загальна кількість парникових газів, викликаних особою, організацією або продуктом; « ми виміряли вуглецевий відбиток нашого конвеєра обробки даних »
• ** Викиди 1, 2, 3 обсягу** — класифікація викидів: Обсяг 1 є прямим (наприклад, ваші генератори), Обсяг 2 - це куплена електроенергія, Обсяг 3 є непрямим (ланцюг постачання, споживання пристроїв користувача); «хмарні обчислення входять до обсягу 3 для більшості організацій»
• ** чистий нуль ** — балансування викидів, що виробляються з еквівалентною кількістю вилучених; “наша компанія зобов’язалася до чистого нуля до 2040 року”
• ** компенсація викидів вуглецю ** — кредит, що представляє зменшення викидів у інших місцях; часто критикується як скорочення проти фактичного зменшення викидів

Інженери часто кажуть: «Ми повинні зосередитися на зменшенні фактичних викидів, перш ніж покладатися на компенсації. Офсети не є заміною ефективності»

Вуглецевий інтенсивний і вуглецево-освічений обчислення

** Вуглецева інтенсивність ** - це кількість CO2, викинутих на одиницю виробленої електроенергії. Вона змінюється залежно від місця і часу, залежно від того, чи використовується для виробництва електроенергії відновлювані джерела енергії або викопне паливо:

• «Інтенсивність вуглецю в мережі Великої Британії нижча вночі, коли генерація вітру вище» — ілюструє зміну часу дня
• «Північна Європа має нижчу інтенсивність вуглецю, ніж регіони з вугільними сітками» — ілюструє географічну варіацію
• ** межа інтенсивності вуглецю ** — викиди, що утворюються останньою одиницею електроенергії, доданою до мережі; найкорисніший показник для прийняття програмних рішень
• ** carbon- aware computing ** — перенесення завантажень на часи або місця з меншою інтенсивністю вуглецю; « ми виконуємо наші пакетні завдання, коли інтенсивність вуглецю у мережі є найнижчою »
• часове перенесення — відкладення завантаження на час з меншою інтенсивністю вуглецю; “ми переносимо наші тренувальні роботи з ML на непікові години, коли генерація відновлюваних джерел енергії є вищою”
• ** просторове переміщення ** — перенесення завдання до географічного регіону з меншою інтенсивністю викидів вуглецю; « ми маршрутизуємо пакетні завдання до нашого центру обробки даних у Стокгольмі, коли його мережа чистіша, ніж у Франкфурті »

Інтенсивність вуглецю (англ. Carbon Intensity, SCI)

Фонд зеленого програмного забезпечення створив стандартну метрику під назвою ** SCI (Software Carbon Intensity) **, яку вимірюють у грамах вуглецю на функціональну одиницю:

• «Ми вимірюємо наш SCI в грамах CO2e за API виклик» — функціональна одиниця залежить від вашого програмного забезпечення
• «Ми прагнемо зменшити наш SCI з часом» — використовуючи його як мету метрики
• «Рейтинг SCI нагороджує покращення ефективності, навіть якщо загальне використання зростає» — важлива властивість метрики

Енергоефективність та енергозбереження

• ** енергетична пропорційність ** — принцип, за яким споживання енергії системою має масштабуватися пропорційно її використанню; « неактивні сервери все ще споживають 30- 40% пікової потужності — вони не є енергетично пропорційними »
• «Консолідувати завантаження для поліпшення використання» — запускати менше, зайнятих серверів, а не багато неактивних; класична рекомендація зелених обчислень
• «Правий розмір ваших екземплярів» — уникати надмірного забезпечення, що марнує як гроші, так і енергію
• ** ефективність використання енергії (PUE) ** — метрика ефективності центру обробки даних; “PUE 1. 2 означає, що 20% енергії використовується для охолодження, а не для обчислень”
• сертифікат відновлюваної енергії (REC) — ринковий інструмент, що представляє одну мегават-годинну відновлювану електроенергію; “ми купуємо REC, щоб покрити наше споживання електроенергії, але це не те ж саме, що і обчислення з урахуванням вуглецю”

Вимірювання і звітування

• GreenOps — застосування принципів FinOps до ефективності використання вуглецю; «ми додали вуглецеві показники до нашого FinOps dashboard»
• ** carbon dashboard ** — інструмент для відстеження викидів програмного забезпечення протягом часу
• «Ми інструментуємо наш код для вимірювання споживання енергії» — додавання метрики на рівні застосування
• вміщений вуглець — викиди від виробництва обладнання; «вуглецеві витрати на купівлю нового сервера часто перевищують витрати на його роботу протягом року»

Ключовий словник

Term	Definition
CO2e	Carbon dioxide equivalent — a standardised unit for comparing greenhouse gases
carbon intensity	The CO2 emitted per unit of electricity generated
carbon-aware computing	Adapting software behaviour based on grid carbon intensity
temporal shifting	Delaying workloads to times of lower carbon intensity
spatial shifting	Moving workloads to locations with lower carbon intensity
SCI	Software Carbon Intensity — a Green Software Foundation metric
energy proportionality	The principle that energy use should scale with workload
PUE	Power Usage Effectiveness — a data centre efficiency metric
embodied carbon	Emissions from manufacturing and disposing of hardware
GreenOps	Applying cost-optimisation disciplines to carbon efficiency

Практичні поради

1. **Додайте інтенсивність викидів вуглецю до обговорень про архітектуру хмар. **Наступного разу, коли ви виберете регіон хмар, запитайте: «Яка інтенсивність викидів вуглецю електроенергії в цьому регіоні?» AWS, Azure і GCP публікують дані про сталий розвиток для своїх регіонів.

2. ** Використовуйте « тимчасове переміщення », коли обговорюєте планування пакетних завдань. ** Замість « давайте запустимо його вночі », скажіть « давайте використаємо тимчасове переміщення і заплануємо завдання на періоди з низькою інтенсивністю вуглецю ». Це робить рішення практичною практикою збереження, а не просто заходом зменшення витрат.

3. ** Розрізняйте компенсації та фактичні зменшення. ** Англійською мовою, будьте точні: “Ми зменшуємо наші фактичні викиди за допомогою покращення ефективності та зміни часу. Ми використовуємо компенсації тільки для залишкових викидів, які ми ще не можемо виключити»

4. ** Прочитайте документацію Фонду зеленого програмного забезпечення. ** Їхні принципи і специфікація SCI написані зрозумілою, доступною англійською мовою і є авторитетним джерелом словника зеленого програмного забезпечення.

Conclusion

Зелений словник програмного забезпечення — інтенсивність вуглецю, обчислення з урахуванням вуглецю, часовий зсув, SCI, енергетична пропорційність — рухається від ніші до основного потоку, оскільки організації стикаються з тиском зменшити свій вплив на навколишнє середовище. Зрозуміння цих термінів допоможе вам брати участь у розмовах про сталий розвиток, приймати кращі рішення щодо інфраструктури і робити внесок у досягнення цілей вашої організації щодо нульового викиду. Найкращі інженери зеленого програмного забезпечення бачать ефективність і сталість як одну і ту ж мету — будувати програмне забезпечення, яке робить більше з меншою кількістю ресурсів.

Розробка програмного забезпечення: розробка програмного забезпечення для прикладних систем

Зрозуміти термінологію навколо “зеленого програмного забезпечення” – це одне; впевнено обговорювати це з колегами – особливо, коли ці колеги не є носієм англійської мови – це зовсім інший виклик. Це не просто про те, щоб знати визначення вуглецевої інтенсивності або енергетичної пропорційності; це про те, щоб передавати свої ідеї чітко і переконливо в професійному контексті. Давайте розглянемо деякі типові сценарії і те, як підходити до них, використовуючи словник, який ми досліджували.

Одна з найчастіших ситуацій виникає під час перегляду коду. Уявіть, що ви отримали такий коментар на запит збирання: « Ця функція використовує обчислювально інтенсивний алгоритм з мінімальною оптимізацією для використання ресурсів. Розглянути використання технік для зменшення вуглецевого сліду, особливо при розгортанні високовуглецевих енергетичних мереж.” Для когось, хто вивчає англійську, ця фраза може здатися приголомшливою. Розбивати це допомагає. Ключовими фразами тут є «вуглецевий слід», «енергетичні мережі з високим вмістом вуглецю» і «використання ресурсів». Замість простого прийняття відгуку, розробник може відповісти щось на зразок: «Я розумію занепокоєння щодо вуглецевої інтенсивності. Я розгляну варіанти оптимізації алгоритму, щоб зменшити його * енергетичну пропорційність * - по суті, мінімізувати кількість енергії, яку він споживає за одну операцію. “Це демонструє розуміння і бажання активно вирішувати проблему.

Інший сценарій є в каналах команди Slack. Розробник може написати: « Щойно завершено профілювання цієї кінцевої точки API. Результати показують значний стрибок у використанні процесора під час пікових навантажень. Потрібно дослідити способи поліпшення вуглецевої інтенсивності програмного забезпечення - воно споживає непропорційно більше енергії, ніж очікувалося. “Це вимагає трохи іншого підходу. Хтось, хто не знайомий з цією термінологією, може запитати: « Що саме означає « інтенсивність вуглецю програмного забезпечення » у цьому контексті? » Корисною відповіддю може бути: « Це стосується кількості викидів вуглецю, що створюються програмним забезпеченням * на одиницю роботи * — уявіть це як вимірювання того, наскільки ефективно код використовує енергію. » Використання аналогії може зробити цю концепцію більш доступною.

Нарешті, при написанні описів PR, чітка і коротка мова є ключовою. Хорошим прикладом буде: “Рефакторизований конвеєр обробки даних, щоб пріоритизувати * carbon-aware computing * стратегії. Це включало оптимізацію запитів для ефективності і зменшення небажаних передачі даних, що призвело до приблизного 15% зменшення споживання енергії під час пікових навантажень.” Зауважте, як такі терміни, як “вуглецево-освічені обчислення” і “споживання енергії” використовуються природно в технічній розповіді.

# Example: Using `ncdu` to analyze disk usage (relevant to optimizing storage)
ncdu /var/log | grep -i "error"

Ця команда, за допомогою програми ncdu, показує практичний крок — аналіз використання диска для файлів журналу. Ідентифікація великих або непотрібних журналів може бути простим способом зменшення вимог до зберігання даних і, отже, сприяє зменшенню споживання енергії в центрах обробки даних. Це реальна дія, пов’язана безпосередньо з концепцією мінімізації вуглецевої інтенсивності програмного забезпечення.