Metodologia di progettazione per carichi di lavoro sostenibili in Azure

La creazione di un'applicazione sostenibile su qualsiasi piattaforma cloud richiede competenze tecniche e una comprensione delle linee guida per la sostenibilità in generale e per la piattaforma cloud specifica.

Questa metodologia di progettazione mira a stabilire una comprensione della produzione di soluzioni più efficienti in materia di carbonio, misurazione dell'impatto sul carbonio e infine riduzione dell'utilizzo e delle emissioni di energia non necessarie.

1- Progettare per i requisiti aziendali

Le aziende hanno requisiti diversi a livello globale. Si prevede che le considerazioni di revisione e le raccomandazioni di progettazione fornite da questa metodologia di progettazione produca diverse decisioni di progettazione e compromessi per diversi scenari e organizzazioni.

Stabilire i requisiti aziendali e le priorità, quindi esaminare le metodologie di progettazione in linea con tali requisiti.

2- Valutare le aree di progettazione usando i principi di progettazione

Per i carichi di lavoro di sostenibilità, vedere i principi di progettazione della sostenibilità e le aree di progettazione seguenti.

Le decisioni prese all'interno di ogni area di progettazione si ripeteranno in altre aree di progettazione. Esaminare le considerazioni e le raccomandazioni in ogni area di progettazione per comprendere le conseguenze e l'impatto e gli eventuali compromessi noti.

Aree di progettazione:

• Progettazione di applicazioni
• Piattaforma dell'applicazione
• Distribuzione e test
• Procedure operative
• Storage
• Rete e connettività
• Sicurezza

3- Comprendere le emissioni

Per ridurre le emissioni, è necessario comprendere come misurare gli sforzi di sostenibilità.

Brevemente sugli ambiti di emissione

Microsoft segmenta le emissioni di gas serra (GHG) in tre categorie, coerenti con il protocollo Greenhouse Gas.

• Emissioni di ambito 1: emissioni dirette create dall'utente.
• Emissioni di ambito 2: emissioni indirette che derivano dalla produzione dell'elettricità o del calore utilizzato.
• Emissioni di ambito 3: emissioni indirette di tutte le altre attività in cui si è impegnati. Per un'azienda, queste emissioni di ambito 3 possono essere estese. Devono essere considerati attraverso la catena di fornitura, i materiali nei suoi edifici, il viaggio d'affari dei dipendenti e il ciclo di vita dei suoi prodotti (inclusi i clienti dell'elettricità consumano quando utilizzano i prodotti). Le emissioni di ambito 3 di un'azienda sono spesso molto più significative delle emissioni di Ambito 1 e 2 combinate.

In qualità di cliente, il contesto delle emissioni di ambito 3 può essere la configurazione e la distribuzione di rete, il consumo di energia e i dispositivi all'esterno del data center. Se un'applicazione usa una larghezza di banda in eccesso o una dimensione di pacchetto, ciò avrà effetto su quando il traffico esce dal data center, attraverso i vari hop su Internet, fino al dispositivo dell'utente finale. La riduzione della larghezza di banda di rete, pertanto, può avere un impatto significativo in tutta la catena di distribuzione. Le stesse considerazioni si applicano alle risorse di calcolo, all'archiviazione dei dati, alle decisioni della piattaforma delle applicazioni, alla progettazione delle applicazioni e altro ancora.

Per altre informazioni dettagliate e definizioni, vedere il white paper sulla metodologia ambito 3 di Azure pubblicato nel 2021.

Misurare e tenere traccia dell'impatto sul carbonio

Microsoft si allinea con Green Software Foundation, responsabile della creazione della specifica Sci (Software Carbon Intensity ).

Per misurare l'impatto del carbonio di un'applicazione, il GSF ha fornito una metodologia di assegnazione dei punteggi denominata SCI, calcolata come segue:

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

Dove:

• E = Energia consumata da un sistema software. Misurata in kWh.
• I = Emissioni di carbonio marginali basate sulla posizione. Carbonio emesso per kWh di energia, gCO2/kWh.
• M = Emissioni incorporate di un sistema software. Carbonio generato tramite l'hardware in cui è in esecuzione il software.
• R = Unità funzionale, che è la scalabilità dell'applicazione; per utente aggiuntivo, per chiamata API, per servizio e così via.

Con questa conoscenza, è essenziale considerare non solo l'infrastruttura dell'applicazione e l'hardware, ma anche i dispositivi utente e la scalabilità delle applicazioni, in quanto può modificare notevolmente l'impronta ambientale.

Leggere la specifica SCI completa in GitHub.

Ottimizzazione delle emissioni di carbonio di Azure

L'ottimizzazione delle emissioni di carbonio di Azure è un servizio di Azure che consente di comprendere le emissioni di carbonio dei carichi di lavoro cloud. L'ottimizzazione del carbonio fornisce informazioni dettagliate sulle emissioni di carbonio delle risorse di Azure e consente di ottimizzare i carichi di lavoro cloud per la sostenibilità.

Si ottengono dati sulle emissioni granulari nel portale di Azure per l'utilizzo degli ultimi 12 mesi di tutti i prodotti e i servizi di Azure. È anche possibile visualizzare le emissioni di carbonio delle risorse in base all'area, alla sottoscrizione e al gruppo di risorse.

Monitoraggio delle emissioni e creazione di report con il dashboard impatto sulle emissioni

Microsoft offre il dashboard impatto sulle emissioni per Azure e Microsoft 365, che consente di misurare le emissioni basate sul cloud e il potenziale di risparmio di carbonio.

È consigliabile usare questo strumento per ottenere informazioni dettagliate e trasparenza necessarie per comprendere l'impronta di carbonio e misurare e tenere traccia delle emissioni nel tempo.

Per iniziare, scaricare l'app Power BI Dashboard Impatto emissioni per Azure .

Sfruttare Microsoft Sustainability Manager

I clienti che usano Microsoft Cloud for Sustainability possono sfruttare Microsoft Sustainability Manager. Questa soluzione estendibile unifica l'intelligence dei dati e offre una gestione completa, integrata e automatizzata della sostenibilità per le organizzazioni in qualsiasi fase del percorso di sostenibilità. Automatizza i processi manuali, consentendo alle organizzazioni di registrare, segnalare e ridurre le emissioni in modo più efficiente.

Usare una soluzione proxy per misurare le emissioni

Un modo per stimare le emissioni di carbonio dai carichi di lavoro consiste nel progettare un'architettura di soluzione proxy basata sul modello SCI, come descritto in precedenza.

La definizione dei proxy per le applicazioni può essere eseguita in modi diversi. Ad esempio, usando queste variabili:

• Eventuali emissioni di carbonio note dell'infrastruttura
• Costo dell'infrastruttura
• Servizi perimetrali e emissioni di carbonio dell'infrastruttura
• Numero di utenti che usano simultaneamente l'applicazione
• Metriche dell'applicazione per informarci sulle prestazioni nel tempo

Progettando un'equazione usando le variabili precedenti, è possibile stimare il punteggio di carbonio (un'approssimazione), aiutandoti a capire se stai creando soluzioni sostenibili.

C'è anche l'aspetto delle prestazioni dell'applicazione. È possibile collegare le prestazioni ai costi e al carbonio e presupporre che questa relazione restituisca un valore. Con questa relazione, è possibile semplificare la visualizzazione come segue:

Pertanto, la creazione di un dashboard del punteggio di carbonio può usare i proxy seguenti:

• Costo
• Prestazioni
• Emissioni di carbonio dell'infrastruttura (se note/disponibili)
• Utilizzo nel tempo (richieste, utenti, chiamate API e così via)
• Qualsiasi misura aggiuntiva rilevante per l'applicazione

4— Il modello di responsabilità condivisa per la sostenibilità

La riduzione delle emissioni è una responsabilità condivisa tra il provider di servizi cloud e la progettazione e la distribuzione di applicazioni nella piattaforma.

Modi per ridurre le emissioni

La riduzione delle emissioni di carbonio può avvenire con tre possibili soluzioni:

• Neutralizzazione del carbonio; compensazione delle emissioni di carbonio
• Evitare il carbonio; non emettendo carbonio in primo luogo
• Rimozione del carbonio; sottrarre carbonio dall'atmosfera

L'obiettivo del software verde è quello di evitare emissioni non necessarie in primo luogo, quindi lavorare attivamente verso un futuro più sostenibile. Inoltre, la rimozione del carbonio è l'obiettivo preferito per rimuovere le emissioni dall'atmosfera.

Microsoft si impegna a essere negativo per il carbonio entro il 2030, e entro il 2050 ha rimosso tutto il carbonio che l'azienda ha emesso da quando è stata fondata nel 1975.

Una responsabilità condivisa

In qualità di provider di servizi cloud, Microsoft è responsabile dei data center che ospitano le applicazioni.

Tuttavia, la distribuzione di un'applicazione nel cloud Microsoft non lo rende automaticamente sostenibile, anche se i data center sono ottimizzati per la sostenibilità. Le applicazioni non ottimizzate possono comunque generare più carbonio del necessario.

Prendiamo un esempio.

Si distribuisce un'app in un servizio di Azure, ma si usa solo il 10% delle risorse allocate. Le risorse di cui è stato effettuato il provisioning sono sottoutilizzate, portando infine a emissioni non necessarie.

Può essere utile se si considera il ridimensionamento a un livello appropriato della risorsa (rightsizing) o la distribuzione di più app nelle stesse risorse di cui è stato effettuato il provisioning.

È consigliabile rendere le applicazioni più efficienti per usare al meglio la capacità del data center. La sostenibilità è un obiettivo di responsabilità condivisa che deve combinare gli sforzi del provider di servizi cloud e dei clienti nella progettazione e nell'implementazione di applicazioni.

Passaggi successivi

Esaminare i principi di progettazione per la sostenibilità.