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La sostenibilidad de las cargas de trabajo en la nube es una responsabilidad compartida entre el proveedor de nube y la organización. Azure cargas de trabajo son neutras en carbono y usan 100% energía renovable. Microsoft también protege más tierra. Al ejecutar una carga de trabajo en Azure, ya está en la ruta de sostenibilidad en comparación con la ejecución local, que puede estar entre 50 y 98% menos eficiente en carbono.
Como arquitecto de soluciones en la nube, las decisiones de diseño dan forma directamente a la eficacia de una carga de trabajo que usa los recursos en la nube. Sin opciones de diseño deliberadas, una carga de trabajo puede consumir energía evitable a lo largo del tiempo y convertirse en una carga ambiental a medida que se escala.
Esta guía le ayuda a diseñar la sostenibilidad en la arquitectura desde el principio. Se centra en el diseño clave y las opciones operativas que se realizan en sistemas reales y cómo navegar por ellos al tiempo que se mantienen la confiabilidad, la seguridad y el rendimiento. Aprenderá cómo las decisiones arquitectónicas comunes influyen en el consumo de recursos, donde las ineficiencias suelen surgir y cómo reducir los residuos sin poner en peligro la calidad del sistema.
¿Qué es una carga de trabajo sostenible?
La sostenibilidad se ha convertido en una preocupación crítica de la arquitectura en la nube, ya que los centros de datos hiperescala siguen expandiéndose, las cargas de trabajo de inteligencia artificial impulsan una demanda energética sin precedentes y las organizaciones acumulan una infraestructura siempre activa que a menudo funciona muy por debajo de la capacidad. Los entornos de nube modernos suelen sufrir una expansión: las máquinas virtuales inactivas, los clústeres de Kubernetes sobredimensionados, la telemetría excesiva y la replicación de datos innecesaria consumen energía sin ofrecer un valor empresarial significativo.
Una carga de trabajo sostenible está diseñada para minimizar el consumo innecesario de recursos, a la vez que cumple los requisitos empresariales, de confiabilidad, seguridad y rendimiento. La sostenibilidad no es una disciplina arquitectónica independiente; está estrechamente vinculado a las mismas decisiones de ingeniería que dan forma a sistemas resistentes, seguros y eficientes. Las cargas de trabajo optimizadas para el uso, la escalabilidad y la eficacia operativa suelen ser más sostenibles porque reducen los recursos de red, almacenamiento y proceso desperdiciados.
La sostenibilidad se superpone fuertemente con el pilar optimización de costos del marco de Azure Well-Architected. La infraestructura de ajuste de tamaño correcto, el uso del escalado automático de forma eficaz y la eliminación de recursos inactivos o redundantes mejoran la eficiencia de la nube, al mismo tiempo que reducen el consumo de energía innecesario y las emisiones de carbono. En muchos casos, el primer paso hacia la sostenibilidad es simplemente eliminar los residuos del sistema.
Importante
La sostenibilidad se extiende más allá de las eficiencias de costos. Cada decisión de diseño, ya sea funcional o no funcional, puede afectar a la emisión de carbono.
Una carga de trabajo puede ser económica de operar y aun así ser ineficiente desde el punto de vista medioambiental. La recopilación excesiva de telemetría, los flujos de aplicación mal optimizados, el movimiento innecesario de datos, las API ineficientes o los patrones de resiliencia sobredimensionados pueden contribuir a la huella ambiental de una carga de trabajo, aunque los costes de infraestructura parezcan aceptables.
¿Cuáles son los desafíos comunes?
El diseño de cargas de trabajo sostenibles suele ser difícil porque la sostenibilidad presenta un nuevo conjunto de inconvenientes arquitectónicos que se extienden más allá de preocupaciones tradicionales, como el costo, la confiabilidad y el rendimiento. Aunque muchas mejoras de sostenibilidad se alinean con la eficiencia en la nube, también requieren que las organizaciones replanteen cómo se diseñan, operan y miden las aplicaciones.
| Desafío y descripción | Impacto en la sostenibilidad |
|---|---|
| Equilibrio de la sostenibilidad con confiabilidad. Los sistemas altamente resistentes suelen requerir redundancia, replicación y exceso de capacidad a través de implementaciones multiregión o arquitecturas activas y activas. | Aumento del uso de la infraestructura y del consumo de energía debido a recursos sobreaprovisionados o que permanecen siempre activos. |
| Visibilidad limitada de las emisiones. Muchas organizaciones carecen de herramientas y telemetría para medir las emisiones de cargas de trabajo o correlacionar las decisiones arquitectónicas con el impacto ambiental. | Difícil realizar un seguimiento de las mejoras o validar si los esfuerzos de optimización reducen las emisiones. |
| Sobreaprovisionamiento e infraestructura inactiva. Las cargas de trabajo se diseñan con frecuencia para la demanda máxima en lugar del uso real, lo que da lugar a máquinas virtuales inactivas, clústeres de AKS de tamaño excesivo y recursos no utilizados. | El consumo innecesario de proceso, almacenamiento y red aumenta tanto el costo como las emisiones de carbono. |
| Desventajas de sostenibilidad en la optimización del rendimiento. La mejora de la latencia y el rendimiento pueden requerir almacenamiento en caché, replicación, memoria o recursos de proceso adicionales. | Las mejoras en el rendimiento pueden llegar a costa de un mayor consumo de energía operativa. |
| Observabilidad excesiva y telemetría. Los grandes volúmenes de registros, seguimientos, métricas y períodos de retención largos generan una sobrecarga significativa de almacenamiento y procesamiento. | Aumento del almacenamiento, las redes y el uso de proceso a partir de la telemetría operativa. |
| Crecimiento de la inteligencia artificial y los datos. Las cargas de trabajo de IA, las bases de datos vectoriales y los conjuntos de datos de crecimiento rápido consumen recursos significativos de GPU, almacenamiento y redes. | La alta intensidad de proceso y el crecimiento de los datos no controlados pueden aumentar drásticamente las emisiones de cargas de trabajo. |
| Desafíos organizativos y culturales. La sostenibilidad se trata a menudo por separado de las operaciones de ingeniería y plataforma. | La falta de propiedad y gobernanza puede ralentizar la adopción de la sostenibilidad. Sin esfuerzos continuos en la evolución de la sostenibilidad, la expansión de la nube y las ineficiencias se acumulan naturalmente a lo largo del tiempo. |
Sostenibilidad como resultado bien diseñado
La sostenibilidad no es independiente del marco de Azure Well-Architected. En muchos casos, las cargas de trabajo sostenibles son el resultado directo de aplicar los principios de Well-Architected de manera coherente en todo el ciclo de vida de la carga de trabajo. Los sistemas eficientes consumen menos recursos, generan menos residuos operativos y normalmente funcionan mejor tanto financiera como operativamente.
Cómo usar esta guía:
✔ Comience con la metodología de diseño, que describe los temas racionales y periódicos en áreas técnicas y operativas. Vuelva a consultar esta metodología cuando se enfrente a decisiones inciertas para mantenerse alineado con los objetivos generales de la carga de trabajo, incluidos los objetivos de eficiencia y sostenibilidad.
✔ Continúe con las recomendaciones del pilar del marco Well-Architected, donde las decisiones de arquitectura se toman desde la perspectiva de la eficiencia, la optimización y unas operaciones disciplinadas. La sostenibilidad sigue naturalmente.
| Pilar de buena arquitectura | Relación de sostenibilidad |
|---|---|
| Reliability | Los sistemas confiables deben equilibrar la resistencia con la eficacia. Las arquitecturas altamente redundantes, las implementaciones activas y la capacidad de conmutación por error excesiva pueden aumentar el impacto ambiental si no están cuidadosamente diseñados. La confiabilidad sostenible se centra en lograr objetivos de resistencia sin sobreaprovisionamiento innecesario. |
| Seguridad | La seguridad también influye en la sostenibilidad. Las arquitecturas de identidad, los servicios de seguridad administrados y los controles de gobernanza eficaces pueden reducir la complejidad de la infraestructura y la sobrecarga operativa. Por el contrario, las herramientas fragmentadas, las plataformas de seguridad duplicadas y la retención excesiva de datos pueden aumentar significativamente el consumo de recursos. |
| Optimización de costos | La superposición más fuerte existe entre la sostenibilidad y la optimización de costos. La infraestructura de ajuste de tamaño correcto, las cargas de trabajo de escalado automático, la eliminación de los recursos inactivos y la reducción del almacenamiento innecesario o el uso de red mejoran la eficacia de la nube, al mismo tiempo que reducen el impacto ambiental. La eliminación de residuos de una carga de trabajo suele ser la primera y más eficaz mejora de la sostenibilidad. |
| Excelencia operativa | Las operaciones tienen un impacto significativo en la sostenibilidad. La recopilación excesiva de telemetría, el registro excesivamente detallado, las canalizaciones de implementación ineficaces y la expansión operativa no gestionada pueden aumentar con el tiempo el consumo de almacenamiento, red y procesamiento. Las operaciones sostenibles requieren estrategias de observabilidad disciplinadas, automatización, gobernanza y procesos de optimización continua. |
| Eficiencia del rendimiento | Las aplicaciones eficaces suelen consumir menos recursos de proceso para realizar el mismo trabajo. Las API optimizadas, las estrategias de almacenamiento en caché, el procesamiento asincrónico, los patrones de acceso a bases de datos eficaces y las arquitecturas controladas por eventos reducen la sobrecarga de procesamiento innecesaria. La optimización del rendimiento suele ser la optimización de la sostenibilidad. |
Microsoft se compromete a ayudarle a optimizar sus emisiones de carbono Azure. Puede encontrar material adicional aquí: Optimización del carbono en Azure.
Paso siguiente
Revise la metodología de diseño de sostenibilidad.
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Obtenga información sobre el avance de la sostenibilidad mediante la comprensión del centro de sostenibilidad de responsabilidad corporativa de Microsoft, que cubre sus compromisos climáticos, los avances notificados, las inversiones y los programas de sostenibilidad más amplios.
Descubra contenido de aprendizaje autodirigido sobre la sostenibilidad digital de Microsoft en Sustainability Microsoft Learn Collection.
Recursos de la comunidad
¿Cómo puedo iniciar una comunidad de sostenibilidad en mi organización?: Una entrada de blog de Microsoft Software sostenible con instrucciones prácticas para iniciar y crecer una comunidad de sostenibilidad dentro de una organización.
Protocolo de gases de efecto invernadero: el sitio oficial del Protocolo de Gases de Efecto Invernadero, que publica estándares, instrucciones y herramientas ampliamente utilizados para medir y administrar las emisiones de gases de efecto invernadero.
Especificación de intensidad de carbono de software (SCI): el repositorio de GitHub para la especificación SCI de Green Software Foundation, que define cómo calcular una puntuación de intensidad de carbono para el software.