Azure에서 지속 가능한 워크로드를 위한 디자인 방법론
모든 클라우드 플랫폼에서 지속 가능한 애플리케이션을 구축하려면 기술 전문 지식과 일반적인 지속 가능성 지침과 특정 클라우드 플랫폼에 대한 이해가 필요합니다.
이 설계 방법론은 탄소 효율적인 솔루션을 생산하고, 탄소 영향을 측정하며, 궁극적으로 불필요한 에너지 사용량과 배출을 줄이는 것에 대한 이해를 구축하는 것을 목표로 합니다.
1 - 비즈니스 요구 사항을 위한 디자인
비즈니스는 전 세계적으로 요구 사항이 다릅니다. 이 디자인 방법론에서 제공하는 검토 고려 사항 및 디자인 권장 사항은 다양한 시나리오 및 조직에 대해 서로 다른 디자인 결정과 장단을 얻을 수 있을 것으로 기대합니다.
비즈니스 요구 사항 및 우선 순위를 설정한 다음 이러한 요구 사항에 맞게 디자인 방법론을 검토합니다.
2 - 디자인 원칙을 사용하여 디자인 영역 평가
지속 가능성 워크로드에 대한 지속 가능성 디자인 원칙 및 아래 디자인 영역을 참조하세요.
각 디자인 영역 내에서 내려진 결정은 다른 디자인 영역에 걸쳐 에코됩니다. 각 디자인 영역의 고려 사항 및 권장 사항을 검토하여 결과와 영향 및 알려진 장만을 이해합니다.
디자인 영역:
3 - 배출가스 이해
배출량을 낮추려면 지속 가능성 노력을 측정하는 방법을 이해해야 합니다.
배출 범위에 대해 간략하게 설명
Microsoft에서는 온실가스(GHG) 배출량을 온실가스 프로토콜과 일치하는 세 가지 범주로 분류합니다.
- 범위 1 배출: 활동이 생성하는 직접 배출입니다.
- 범위 2 배출: 사용하는 전기 또는 열의 생산으로 인한 간접 배출입니다.
- 범위 3 배출: 참여 중인 다른 모든 활동의 간접 배출량입니다. 비즈니스의 경우 이러한 범위 3 배출량은 광범위할 수 있습니다. 공급망, 건물의 자재, 직원 출장 및 제품의 수명 주기(고객이 제품을 사용할 때 소비하는 전기 포함)를 고려해야 합니다. 회사의 범위 3 배출량은 범위 1과 2 배출량을 합친 것보다 훨씬 더 중요한 경우가 많습니다.
고객으로서 범위 3 배출의 컨텍스트는 네트워크 구성 및 배달, 전력 소비 및 데이터 센터 외부의 디바이스일 수 있습니다. 애플리케이션에서 초과 대역폭 또는 패킷 크기를 사용하는 경우 트래픽이 데이터 센터를 떠날 때부터 인터넷의 다양한 홉을 통해 최종 사용자 디바이스까지 영향을 줍니다. 따라서 네트워크 대역폭을 줄이면 배달 체인 전체에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 컴퓨팅 리소스, 데이터 스토리지, 애플리케이션 플랫폼 결정, 애플리케이션 디자인 등에 동일한 고려 사항이 적용됩니다.
2021년에 게시된 Azure의 범위 3 방법론 백서에서 자세한 세부 정보 및 정의를 확인하세요.
탄소 영향 측정 및 추적
Microsoft는 SCI(소프트웨어 탄소 집약도) 사양을 만드는 그린 소프트웨어 파운데이션과 일치합니다.
애플리케이션의 탄소 영향을 측정하기 위해 GSF는 다음과 같이 계산된 SCI라는 점수 매기기 방법을 제공했습니다.
SCI = ((E*I)+M) per R
여기서
E= 소프트웨어 시스템에서 소비하는 에너지입니다. kWh로 측정되었습니다.I= 위치 기반 한계 탄소 배출. 에너지의 kWh당 방출되는 탄소, gCO2/kWh.M= 소프트웨어 시스템의 배출을 구현했습니다. 소프트웨어가 실행 중인 하드웨어를 통해 방출되는 탄소입니다.R= 애플리케이션의 크기를 조정하는 기능 단위입니다. 추가 사용자당, API 호출당, 서비스당 등
이 지식을 통해 환경 공간을 상당히 변경할 수 있으므로 애플리케이션 인프라 및 하드웨어뿐만 아니라 사용자 디바이스 및 애플리케이션 확장성도 고려해야 합니다.
GitHub에서 전체 SCI 사양을 읽습니다.
Azure 탄소 최적화
Azure 탄소 최적화 는 클라우드 워크로드의 탄소 배출을 이해하는 데 도움이 되는 Azure 서비스입니다. 탄소 최적화 Azure 리소스의 탄소 배출에 대한 인사이트를 제공하고 지속 가능성을 위해 클라우드 워크로드를 최적화하는 데 도움이 됩니다.
모든 Azure 제품 및 서비스의 지난 12개월 사용량에 대해 Azure Portal 내에서 세분화된 배출 데이터를 얻을 수 있습니다. 지역, 구독 및 리소스 그룹별로 리소스의 탄소 배출을 볼 수도 있습니다.
배출 영향 대시보드 탄소 추적 및 보고
Microsoft는 클라우드 기반 배출량과 탄소 절감 가능성을 측정하는 데 도움이 되는 Azure 및 Microsoft 365에 대한 배출 영향 대시보드 제공합니다.
이 도구를 사용하여 탄소 발자국을 이해하고 시간이 지남에 따라 배출량을 측정하고 추적하는 데 필요한 통찰력과 투명성을 얻는 것이 좋습니다.
Azure용 배출 영향 대시보드 Power BI 앱을 다운로드하여 시작합니다.
Microsoft 지속 가능성 관리자 활용
지속 가능성을 위해 Microsoft Cloud를 사용하는 고객은 Microsoft 지속 가능성 관리자를 활용할 수 있습니다. 이 확장 가능한 솔루션은 데이터 인텔리전스를 통합하고 지속 가능성 경험의 모든 단계에서 조직에 대해 포괄적이고 통합되고 자동화된 지속 가능성 관리를 제공합니다. 수동 프로세스를 자동화하여 조직에서 배출량을 보다 효율적으로 기록, 보고 및 줄일 수 있습니다.
프록시 솔루션을 사용하여 배출 측정
워크로드에서 탄소 배출을 예측하는 한 가지 방법은 위에서 설명한 대로 SCI 모델을 기반으로 프록시 솔루션 아키텍처를 설계하는 것입니다.
애플리케이션에 대한 프록시 정의는 여러 가지 방법으로 수행할 수 있습니다. 예를 들어 다음 변수를 사용합니다.
- 인프라의 알려진 탄소 배출
- 인프라 비용
- 에지 서비스 및 인프라 탄소 배출
- 애플리케이션을 동시에 사용하는 사용자 수
- 시간 경과에 따른 성능에 대해 알려주는 애플리케이션의 메트릭
위의 변수를 사용하여 수식을 설계하면 탄소 점수(근사치)를 예측하여 지속 가능한 솔루션을 빌드하고 있는지 이해할 수 있습니다.
애플리케이션 성능의 측면도 있습니다. 성능을 비용 및 탄소에 연결하고 이 관계가 가치를 산출하는 것으로 가정할 수 있습니다. 이 관계를 사용하면 다음과 같이 보기를 간소화할 수 있습니다.
| 애플리케이션 성능 | 애플리케이션 비용 | 가능한 결과 |
|---|---|---|
| 높음 | 변경 안 됨 | 최적화된 앱 |
| 높음 | 더 낮음 | 최적화된 앱 |
| 변경되지 않음/아래쪽 | 더 높음 | 녹색 원칙에 따르면, 에너지 비용이 높을수록 탄소 배출량이 높아질 수 있습니다. 따라서 앱에서 불필요한 탄소 배출을 발생한다고 가정할 수 있습니다. |
| 높음 | 높음 | 앱이 불필요한 탄소를 생성할 수 있습니다. |
따라서 탄소 점수 대시보드를 빌드하면 다음 프록시를 사용할 수 있습니다.
- 비용
- 성능
- 인프라의 탄소 배출(알려진 경우/사용 가능한 경우)
- 시간에 따른 사용량(요청, 사용자, API 호출 등)
- 애플리케이션과 관련된 추가 측정값
4 - 지속 가능성을 위한 공동 책임 모델
배출을 줄이는 것은 클라우드 공급자와 플랫폼에서 애플리케이션을 설계하고 배포하는 고객 간의 공동 책임입니다.
배출량을 줄이는 방법
탄소 배출량 감소는 다음 세 가지 가능한 솔루션으로 발생할 수 있습니다.
- 탄소 중화; 탄소 배출 보상
- 탄소 방지; 애초에 탄소를 내보내지 않음
- 탄소 제거; 대기에서 탄소 빼기
녹색 소프트웨어의 목표는 애초에 불필요한 배출을 방지하여 보다 지속 가능한 미래를 향해 적극적으로 노력하는 것입니다. 또한, 탄소 제거 는 대기에서 배출을 제거하는 데 선호되는 목표입니다.
Microsoft는 2030년까지 탄소 음수로, 2050년까지 회사가 1975년에 설립된 이래 배출한 모든 탄소를 제거하기 위해 최선을 다하고 있습니다.
공동 책임
클라우드 공급자로서 Microsoft는 애플리케이션을 호스팅하는 데이터 센터를 담당합니다.
그러나 데이터 센터가 지속 가능성을 위해 최적화되어 있더라도 Microsoft 클라우드에 애플리케이션을 배포해도 애플리케이션이 자동으로 지속 가능해지지는 않습니다. 여전히 최적화되지 않은 애플리케이션은 필요 이상으로 많은 탄소를 배출할 수 있습니다.
예를 들어 보겠습니다.
Azure 서비스에 앱을 배포하지만 할당된 리소스의 10%만 활용합니다. 프로비전된 리소스는 사용이 부족하여 궁극적으로 불필요한 배출이 발생합니다.
리소스의 적절한 계층으로 스케일링(권한 부여)하거나 프로비전된 동일한 리소스에 더 많은 앱을 배포하는 것이 도움이 됩니다.
가능한 최선의 방법으로 데이터 센터 용량을 활용하도록 애플리케이션을 보다 효율적으로 만드는 것이 좋습니다. 지속 가능성은 클라우드 공급자와 고객의 애플리케이션 설계 및 구현 노력을 결합해야 하는 공동 책임 목표입니다.
다음 단계
지속 가능성에 대한 디자인 원칙을 검토합니다.