منهجية التصميم لأحمال العمل المستدامة على Azure

مقالة
04/20/2023

يتطلب بناء تطبيق مستدام على أي نظام أساسي سحابي خبرة تقنية وفهما لإرشادات الاستدامة بشكل عام ولنظامك الأساسي السحابي المحدد.

تهدف منهجية التصميم هذه إلى المساعدة في إنشاء فهم حول إنتاج حلول أكثر كفاءة في استخدام الكربون، وقياس تأثير الكربون، والحد في نهاية المطاف من استخدام الطاقة والانبعاثات غير الضرورية.

1 - التصميم لمتطلبات العمل

الشركات على مستوى العالم لها متطلبات مختلفة. توقع أن تؤدي اعتبارات المراجعة وتوصيات التصميم التي توفرها منهجية التصميم هذه إلى قرارات تصميم ومفاضلات مختلفة لسيناريوهات ومنظمات مختلفة.

حدد متطلبات عملك وأولوياته، ثم راجع منهجيات التصميم بما يتماشى مع هذه المتطلبات.

2— تقييم مناطق التصميم باستخدام مبادئ التصميم

راجع مبادئ تصميم الاستدامة ومجالات التصميم أدناه لأحمال عمل الاستدامة الخاصة بك.

ستتردد القرارات التي يتم اتخاذها داخل كل منطقة تصميم عبر مناطق التصميم الأخرى. راجع الاعتبارات والتوصيات في كل مجال تصميم لفهم العواقب والتأثير وأي مفاضلات معروفة.

مناطق التصميم:

3- فهم الانبعاثات الخاصة بك

لخفض الانبعاثات الخاصة بك، تحتاج إلى فهم كيفية قياس جهود الاستدامة الخاصة بك.

بإيجاز حول نطاقات الانبعاثات

في Microsoft، نقوم بتقسيم انبعاثات غازات الدفيئة لدينا إلى ثلاث فئات، بما يتماشى مع بروتوكول غازات الدفيئة.

انبعاثات النطاق 1: الانبعاثات المباشرة التي تنشئها أنشطتك.
النطاق 2 الانبعاثات: الانبعاثات غير المباشرة التي تنتج عن إنتاج الكهرباء أو الحرارة التي تستخدمها.
انبعاثات النطاق 3: الانبعاثات غير المباشرة من جميع الأنشطة الأخرى التي تشارك فيها. بالنسبة للأعمال التجارية، يمكن أن تكون انبعاثات النطاق 3 هذه واسعة النطاق. يجب أن يتم احتسابها عبر سلسلة التوريد الخاصة بها، والمواد الموجودة في مبانيها، والسفر التجاري للموظفين، ودورة حياة منتجاتها (بما في ذلك عملاء الكهرباء الذين يستهلكونها عند استخدام المنتجات). غالبا ما تكون انبعاثات النطاق 3 للشركة أكثر أهمية بكثير من انبعاثات النطاق 1 و2 مجتمعة.

كعميل، يمكن أن يكون سياق انبعاثات النطاق 3 هو تكوين الشبكة وتسليمها واستهلاك الطاقة والأجهزة خارج مركز البيانات. إذا كان التطبيق يستخدم عرض النطاق الترددي الزائد أو حجم الحزمة، فسيؤثر ذلك من عندما تغادر نسبة استخدام الشبكة مركز البيانات، من خلال القفزات المختلفة على الإنترنت، وصولا إلى جهاز المستخدم النهائي. لذلك، يمكن أن يكون لتقليل النطاق الترددي للشبكة تأثير كبير في جميع أنحاء سلسلة التسليم. تنطبق نفس الاعتبارات على موارد الحوسبة وتخزين البيانات وقرارات النظام الأساسي للتطبيق وتصميم التطبيق والمزيد.

ابحث عن مزيد من التفاصيل والتعريفات المتعمقة في المستند التقني لمنهجية النطاق 3 من Azure، المنشور في عام 2021.

قياس أثر الكربون وتتبعه

تتوافق Microsoft مع Green Software Foundation، المسؤولة عن إنشاء مواصفات كثافة الكربون للبرامج (SCI).

لقياس تأثير الكربون للتطبيق، قدم GSF منهجية تسجيل تسمى SCI، محسوبة على النحو التالي:

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

المكان:

E = الطاقة المستهلكة من قبل نظام البرمجيات. يقاس ب kWh.
I = انبعاثات الكربون الهامشية المستندة إلى الموقع. الكربون المنبعث لكل كيلووات ساعة من الطاقة، gCO2/kWh.
M = الانبعاثات المضمنة لنظام البرمجيات. الكربون المنبعث من خلال الأجهزة التي يعمل عليها البرنامج.
R = الوحدة الوظيفية، وهي كيفية تغيير حجم التطبيق؛ لكل مستخدم إضافي، لكل استدعاء API، لكل خدمة، وما إلى ذلك.

مع هذه المعرفة، من الضروري النظر ليس فقط في البنية الأساسية للتطبيق والأجهزة ولكن أيضا أجهزة المستخدم وقابلية توسع التطبيق، لأنه يمكن أن يغير البصمة البيئية بشكل كبير.

اقرأ مواصفات SCI الكاملة على GitHub.

تتبع الكربون وإعداد التقارير باستخدام لوحة معلومات تأثير الانبعاثات

تقدم Microsoft لوحة معلومات تأثير الانبعاثات ل Azure وMicrosoft 365، مما يساعدك على قياس الانبعاثات المستندة إلى السحابة وإمكانية توفير الكربون.

نوصي باستخدام هذه الأداة للحصول على الرؤى والشفافية التي تحتاجها لفهم البصمة الكربونية وقياس الانبعاثات وتتبعها بمرور الوقت.

قم بتنزيل تطبيق لوحة معلومات تأثير الانبعاثات Power BI ل Azure للبدء.

الاستفادة من Microsoft Sustainability Manager

يمكن للعملاء الذين يستخدمون Microsoft Cloud للاستدامة الاستفادة من Microsoft Sustainability Manager. يوحد هذا الحل القابل للتوسعة التحليل الذكي للبيانات ويوفر إدارة شاملة ومتكاملة وآلية للاستدامة للمؤسسات في أي مرحلة من مراحل رحلة الاستدامة الخاصة بها. فهو يقوم بأتمتة العمليات اليدوية، مما يمكن المؤسسات من تسجيل انبعاثاتها والإبلاغ عنها وتقليلها بكفاءة أكبر.

استخدام حل وكيل لقياس الانبعاثات

تتمثل إحدى طرق تقدير انبعاثات الكربون من أحمال العمل في تصميم بنية حل وكيل استنادا إلى نموذج SCI كما هو موضح أعلاه.

يمكن تحديد وكلاء التطبيقات بطرق مختلفة. على سبيل المثال، استخدام هذه المتغيرات:

أي انبعاثات كربونية معروفة للبنية الأساسية
تكلفة البنية الأساسية
خدمات Edge وانبعاثات الكربون في البنية الأساسية
عدد المستخدمين الذين يستخدمون التطبيق بشكل متزامن
مقاييس التطبيق لإعلامنا بالأداء بمرور الوقت

من خلال تصميم معادلة باستخدام المتغيرات المذكورة أعلاه، يمكنك تقدير درجة الكربون (تقريب)، مما يساعدك على فهم ما إذا كنت تنشئ حلولا مستدامة.

هناك أيضا جانب من جوانب أداء التطبيق. يمكنك ربط الأداء بالتكلفة والكربون وافتراض أن هذه العلاقة تنتج قيمة. باستخدام هذه العلاقة، يمكنك تبسيط طريقة العرض على النحو التالي:

أداء التطبيق	تكلفة التطبيق	النتيجة المحتملة
درجة عالية	لم يتغير	التطبيق المحسن
درجة عالية	أقل	التطبيق المحسن
دون تغيير/أقل	أعلي	ووفقا للمبادئ الخضراء، يمكن أن يؤدي ارتفاع تكلفة الطاقة إلى ارتفاع انبعاثات الكربون. لذلك، يمكنك افتراض أن التطبيق ينتج انبعاثات كربون غير ضرورية.
درجة عالية	درجة عالية	قد ينتج التطبيق كربونا غير ضروري

لذلك، يمكن إنشاء لوحة معلومات درجة الكربون الاستفادة من الوكلاء التاليين:

التكلفة
الأداء
انبعاثات الكربون للبنية الأساسية (إذا كانت معروفة/متاحة)
الاستخدام بمرور الوقت (الطلبات والمستخدمين ومكالمات واجهة برمجة التطبيقات وما إلى ذلك)
أي قياس إضافي ذي صلة بالتطبيق

4 - نموذج المسؤولية المشتركة للاستدامة

يعد تقليل الانبعاثات مسؤولية مشتركة بين موفر السحابة والعميل الذي يصمم التطبيقات وينشرها على النظام الأساسي.

طرق الحد من الانبعاثات

يمكن أن يحدث تقليل انبعاثات الكربون بثلاثة حلول محتملة:

تحييد الكربون؛ تعويض انبعاثات الكربون
تجنب الكربون؛ عدم انبعاث الكربون في المقام الأول
إزالة الكربون؛ طرح الكربون من الغلاف الجوي

والهدف من البرمجيات الخضراء هو تجنب الانبعاثات غير الضرورية في المقام الأول، ومن ثم العمل بنشاط نحو مستقبل أكثر استدامة. وعلاوة على ذلك، فإن إزالة الكربون هي الهدف المفضل لإزالة الانبعاثات من غلافنا الجوي.

تلتزم Microsoft بأن تكون سلبية الكربون بحلول عام 2030، وبحلول عام 2050، قامت بإزالة جميع الكربون الذي انبعث من الشركة منذ تأسيسها في عام 1975.

مسؤولية مشتركة

بصفتك موفر سحابة، تتحمل Microsoft مسؤولية مراكز البيانات التي تستضيف تطبيقاتك.

ومع ذلك، لا يؤدي نشر تطبيق في سحابة Microsoft إلى جعله مستداما تلقائيا، حتى إذا تم تحسين مراكز البيانات للاستدامة. قد لا تزال التطبيقات التي لم يتم تحسينها تنبعث منها كربون أكثر من اللازم.

لنأخذ مثالا.

يمكنك نشر تطبيق إلى خدمة Azure، ولكنك تستخدم فقط 10٪ من الموارد المخصصة. والموارد المتوفرة غير مستغلة بشكل كبير، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى انبعاثات غير ضرورية.

سيكون من المفيد إذا فكرت في التحجيم إلى مستوى مناسب من المورد (حقوقي) أو توزيع المزيد من التطبيقات على نفس الموارد المتوفرة.

نوصي بجعل التطبيقات أكثر كفاءة لاستخدام سعة مركز البيانات بأفضل طريقة ممكنة. الاستدامة هي هدف مسؤولية مشترك يجب أن يجمع بين جهود موفر السحابة والعملاء في تصميم التطبيقات وتنفيذها.

الخطوات التالية

راجع مبادئ التصميم للاستدامة.

مبادئ التصميم

مشاركة عبر