Green Code
Mit grüner Software weniger CO2-Emissionen und mehr IT-Effizienz
Foto: wk1003mike - shutterstock.com
Das Thema Nachhaltigkeit gewinnt in Unternehmen weiter an Bedeutung. Organisationen sehen sich zunehmend gefordert, entsprechende Maßnahmen voranzutreiben und auch offenzulegen. Einer der Gründe dafür sind verschärfte rechtliche Vorgaben, die sich aus dem ESG Legal Framework ergeben - einem gesetzlichen Rahmen, der die EU insgesamt nachhaltiger gestalten soll.
Das Thema wird laut einer aktuellen PAC-Studie von Firmen aber auch zunehmend als wirtschaftliche Notwendigkeit erkannt - etwa aufgrund der gestiegenen Energiekosten. Und es etabliert sich - drittens - darüber hinaus immer mehr als differenzierender Faktor in Hinblick auf Kundschaft, Belegschaft und Investoren. In diesem Zusammenhang betrachten die Unternehmen laut PAC die IT und die Digitalisierung als essenzielle Werkzeuge zur Erreichung ihrer Nachhaltigkeitsziele. Sie räumen in der Befragung allerdings auch ein, dass die IT selbst nachhaltiger werden muss.
Immer mehr Daten verursachen immer mehr CO2-Emissionen
Die im IT-Bereich verursachten Kohlenstoffemissionen sind in der Tat beachtlich: Laut einer Untersuchung der Green Software Foundation (GSF) macht inzwischen allein der Anteil der Rechenzentren am weltweiten CO2-Ausstoß vier bis fünf Prozent aus - Tendenz steigend. Dafür sorgen die fortschreitende Digitalisierung und energiehungrige Technologien von Cloud-Computing bis Deep Learning. Data Center verursachen damit mehr CO2-Emissionen als der Luftfahrt-, der Schifffahrt- und der Eisenbahnsektor zusammen - und das bei einer globalen Datenmenge, die sich Prognosen zufolge bis 2027 gegenüber heute nahezu verdoppeln wird.
Kurz erklärt: GSF Die Green Software Foundation (GSF) wurde Ende Mai 2021 von Microsoft und einigen anderen Unternehmen gegründet. Das erklärte Ziel der Stiftung ist die Förderung von Standards, Open-Source-Werkzeugen, Best Practices und weiteren Faktoren, die der Software-Industrie helfen, weniger CO2 auszustoßen. Konkret ist eine Reduzierung der durch Software verursachten CO2-Emissionen um 45 Prozent bis zum Jahr 2030 geplant. CAST ist seit Mai 2023 selbst Mitglied der GSF, unterstützt die Non-profit-Organisation mit Knowhow bei Events und Schulungen und nutzt zugleich deren Ergebnisse aus Forschung und Entwicklung für die eigenen Produkte und Lösungen. Mitarbeitende von CAST engagieren sich unter anderem in der GSF-Arbeitsgruppe "Green Patterns", die es sich zur Aufgabe gemacht hat, CO2-kritische Code-Muster zu identifizieren beziehungsweise neue emissionsarme Codes zu entwickeln. |
Die IT bietet auf der anderen Seite aber auch vielversprechende Ansatzpunkte für mehr Nachhaltigkeit: So ist der CO2-Fußabdruck von Software - die zunehmend in Rechenzentren betrieben wird - zu 85 Prozent auf ihre Architektur und ihr Design zurückzuführen. "Das bedeutet, dass sich der CO2-Fußabdruck von Software maßgeblich verringern lässt, indem wir nur ihr Design optimieren", erläutert Houssem Ben Abderrahman, General Manager DACH bei CAST.
Ein simples Beispiel dafür ist die Ausführung einer SQL-Abfrage: Innerhalb einer LOOP-Anweisung wird dieser Abfragebefehl etliche Male - und damit viele Male unnötig - ausgeführt. Stattdessen lässt sich diese Art von Front-Befehl aber auch außerhalb der Schleife kodieren, so dass er nur ausgeführt wird, wenn er tatsächlich benötigt wird. "Um Erkenntnisse dieser Art - die wir als 'Green Deficiencies' bezeichnen - zu gewinnen, ist Technologie erforderlich, die in der Lage ist, den Code einer Unternehmenssoftware zu lesen, zu verstehen und CO2-relevante Verbesserungsmöglichkeiten aufzuzeigen. In diesem Sinne ist das Identifizieren grüner Mängel ein Bestandteil dessen, was wir bei CAST unter Software Intelligence verstehen."
Realistische Schätzung für CO2-Einsparungen in Kilogramm und Watt
Die voraussichtlichen Effekte bei der Dekarbonisierung von Software sind dabei ganz konkret zu fassen: mit dem CAST CO2-Estimator. Mit dieser CAST Highlight Funktionalität erhalten Unternehmen nach Eingabe einiger Parameter eine Schätzung über die erreichbaren weltweiten Einsparungen an CO2-Emissionen sowie an Energie, nachdem sie alle identifizierten grünen Mängel beseitigt haben. Der Estimator errechnet seine Zahlenwerte in Kilogramm und Watt nach einer standardisierten Methode auf Basis des von der GSF entwickelten Software-Carbon-Intensity-Standards (SCI), einem heute bereits verbreiteten Standard, der inzwischen von der International Standard Organisation als ISO-Norm anerkannt wurde. Der SCI beruht auf einer Berechnungsmethode, die verschiedene Emissions- und Energiewerte sowie bestimmte Umgebungsfaktoren einer Software einbezieht.
Foto: Cast
Mit dieser CAST Highlight Funktion erhalten Unternehmen nach Eingabe einiger Parameter eine Schätzung über die erreichbaren weltweiten Einsparungen an CO2-Emissionen sowie an Energie, nachdem sie alle identifizierten grünen Mängel beseitigt haben.
CAST checkt grüne Performance eigener Software
Um nun eine Formel für den CAST CO2-Estimator zu entwickeln, mit dem Unternehmen einen möglichst realistischen Wert für das Einsparpotenzial an CO2 und an Energie erhalten, überprüfte CAST eine ihrer eigenen Anwendungen anhand der SCI-Metriken. Dafür wurde zunächst mit CAST Highlight die Performance der Anwendung als Benchmark für die weiteren Messungen ermittelt. Im zweiten Schritt erfolgte eine Analyse der Anwendung mit CAST Highlight im Hinblick auf "Green Deficiencies" sowie die Beseitigung jener Mängel, die die größte Reduzierung von CO2-Emissionen bewirken würden. Nach diesen Anpassungen verglich CAST die optimierte mit der ursprünglichen Version anhand der SCI-Kriterien.
Die Ergebnisse:
Die SCI-optimierte Version der Anwendung führte mit einem Aufwand von nur vier Personentagen bereits zu einer 5-prozentigen Performance-Verbesserung.
Eine Optimierung der gesamten Anwendung und Beseitigung aller Mängel könnte damit zu einer jährlichen Reduzierung der CO2-Emissionen um mehr als 400 Kilogramm führen.
Für den Betrieb der SCI-optimierten Anwendung ließen sich zudem gegenüber der Originalversion jährlich mehr als 1.000 kWh an Energie einsparen.
Mit der Distribution der optimierten Anwendung auf die IT-Landschaften der CAST-Kunden kumulieren die oben genannten Ergebnisse und übertreffen die Einzelwerte um das Zigfache.
Fazit: Gesamte Software-Landschaft im Blick behalten
Der SCI-Anwendungsfall bei CAST belegt nicht nur die ökologische Wirksamkeit von Green Code. Er zeigt auch, dass die Beseitigung grüner Mängel bei Software deutliche Kostensenkungen im IT-Betrieb zur Folge haben kann. Um diese Effekte nicht zu konterkarieren, ist es allerdings essenziell, die Software und die Software-Landschaft als Ganzes im Blick zu behalten. "Wenn Unternehmen den Fokus einseitig auf Green Coding legen, etwa um bestimmte Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, besteht das Risiko, dass andere Qualitätskriterien an Bedeutung verlieren", führt Houssem Ben Abderrahman aus. "Das könnte zum Beispiel die eigentliche Performance oder die Cloud-Reife beeinträchtigen und unterm Strich zu einem negativen Gesamtergebnis führen."
Weitere Informationen zu CAST Highlight und Green Code finden Sie hier!