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La sostenibilità per i carichi di lavoro nel cloud è una responsabilità condivisa tra il provider di servizi cloud e l'organizzazione. Azure carichi di lavoro sono indipendenti dal carbonio e usano 100% energia rinnovabile. Microsoft protegge anche più terra. Eseguendo un carico di lavoro in Azure, si sta già eseguendo un percorso di sostenibilità rispetto all'esecuzione in locale, che può essere compreso tra 50 e 98% meno efficiente a livello di carbonio.
In qualità di progettista di soluzioni cloud, le decisioni di progettazione modellano direttamente il modo in cui un carico di lavoro usa le risorse cloud in modo efficiente. Senza scelte progettuali deliberate, un carico di lavoro può consumare nel tempo più energia del necessario e diventare un onere ambientale con l’aumentare della sua scala.
Queste linee guida consentono di progettare la sostenibilità nell'architettura fin dall'inizio. È incentrato sulla progettazione chiave e sulle scelte operative effettuate nei sistemi reali e su come spostarli mantenendo al tempo stesso affidabilità, sicurezza e prestazioni. Si apprenderà come le decisioni architetturali comuni influenzano il consumo delle risorse, dove in genere emergono inefficienze e come ridurre gli sprechi senza compromettere la qualità del sistema.
Che cos'è un carico di lavoro sostenibile?
La sostenibilità è diventata una preoccupazione critica per l'architettura cloud perché i data center iperscalali continuano ad espandersi, i carichi di lavoro di intelligenza artificiale guidano una domanda di energia senza precedenti e le organizzazioni accumulano un'infrastruttura sempre attiva che spesso opera molto al di sotto della capacità. Gli ambienti cloud moderni soffrono spesso di proliferazione: macchine virtuali inattive, cluster Kubernetes sovradimensionati, telemetria eccessiva e replicazione non necessaria dei dati consumano tutti energia senza offrire un valore aziendale significativo.
Un carico di lavoro sostenibile è progettato per ridurre al minimo il consumo di risorse non necessario, mantenendo al tempo stesso requisiti aziendali, di affidabilità, sicurezza e prestazioni. La sostenibilità non è una disciplina architetturale separata; è strettamente legato alle stesse decisioni di progettazione che modellano sistemi resilienti, sicuri ed efficienti. I carichi di lavoro ottimizzati per l'utilizzo, la scalabilità e l'efficienza operativa sono in genere più sostenibili perché riducono le risorse di calcolo, archiviazione e rete sprecate.
La sostenibilità si sovrappone fortemente al pilastro Ottimizzazione costi di Azure Well-Architected Framework. L'infrastruttura di ridimensionamento corretto, l'uso della scalabilità automatica in modo efficace e l'eliminazione di risorse inattive o ridondanti migliorano l'efficienza del cloud, riducendo al contempo il consumo di energia e le emissioni di carbonio non necessarie. In molti casi, il primo passo verso la sostenibilità è semplicemente rimuovere gli sprechi dal sistema.
Importante
La sostenibilità si estende oltre l'efficienza dei costi. Ogni decisione di progettazione, funzionale o non funzionale, può influire sulle emissioni di carbonio.
Un carico di lavoro può essere poco costoso da eseguire pur essendo inefficiente dal punto di vista ambientale. Raccolta di dati di telemetria eccessiva, flussi di applicazioni ottimizzati in modo non appropriato, spostamento di dati non necessari, API inefficienti o modelli di resilienza eccessivamente progettati possono contribuire all'impatto ambientale di un carico di lavoro anche se i costi dell'infrastruttura sono accettabili.
Quali sono le sfide comuni?
La progettazione di carichi di lavoro sostenibili è spesso difficile perché la sostenibilità introduce un nuovo set di compromessi architetturali che vanno oltre le problematiche tradizionali, ad esempio costi, affidabilità e prestazioni. Sebbene molti miglioramenti della sostenibilità siano allineati all'efficienza del cloud, richiedono anche alle organizzazioni di ripensare il modo in cui le applicazioni vengono progettate, gestite e misurate.
| Sfida e descrizione | Impatto sulla sostenibilità |
|---|---|
| Bilanciare la sostenibilità con l'affidabilità. I sistemi altamente resilienti richiedono spesso ridondanza, replica ed eccesso di capacità tramite distribuzioni multiregion o architetture attive. | Aumento dell'utilizzo dell'infrastruttura e del consumo energetico causati da risorse sovradimensionate o sempre attive. |
| Visibilità limitata sulle emissioni. Molte organizzazioni non dispongono di strumenti e dati di telemetria per misurare le emissioni del carico di lavoro o correlare le decisioni architetturali all'impatto ambientale. | Difficile tenere traccia dei miglioramenti o verificare se le attività di ottimizzazione riducono le emissioni. |
| Sovradimensionamento e infrastruttura inattiva. I carichi di lavoro sono spesso progettati per il picco della domanda anziché per l'utilizzo effettivo, con conseguente inattività di macchine virtuali, cluster del servizio Azure Kubernetes sovradimensionati e risorse inutilizzate. | Il consumo di risorse di calcolo, archiviazione e rete non necessario aumenta sia i costi che le emissioni di carbonio. |
| Compromessi di sostenibilità nell'ottimizzazione delle prestazioni. Il miglioramento della latenza e della velocità effettiva può richiedere risorse di memorizzazione nella cache, replica, memoria o calcolo aggiuntive. | I miglioramenti delle prestazioni possono comportare un aumento del consumo di energia operativa. |
| Eccessiva osservabilità e telemetria. Grandi volumi di log, tracce, metriche e periodi di conservazione lunghi generano un sovraccarico significativo per l'archiviazione e l'elaborazione. | Aumento dell'utilizzo dello spazio di archiviazione, della rete e delle risorse di calcolo dalla telemetria operativa. |
| Crescita dei dati e intelligenza artificiale. I carichi di lavoro di intelligenza artificiale, i database vettoriali e i set di dati in rapida crescita usano risorse di rete, archiviazione e GPU significative. | L'intensità di calcolo elevata e la crescita dei dati non controllata possono aumentare notevolmente le emissioni del carico di lavoro. |
| Sfide organizzative e culturali. La sostenibilità viene spesso trattata separatamente dalle operazioni di progettazione e piattaforma. | La mancanza di proprietà e governance può rallentare l'adozione della sostenibilità. In assenza di sforzi continui volti a migliorare la sostenibilità, la proliferazione incontrollata delle risorse cloud e le inefficienze si accumulano naturalmente nel tempo. |
Sostenibilità come risultato ben progettato
La sostenibilità non è separata dal framework Azure Well-Architected. In molti casi, i carichi di lavoro sostenibili sono il risultato diretto dell'applicazione coerente dei principi Well-Architected nell'intero ciclo di vita del carico di lavoro. I sistemi efficienti utilizzano meno risorse, generano meno rifiuti operativi e in genere offrono prestazioni migliori sia finanziarie che operative.
Come usare queste indicazioni:
✔ Iniziare con la metodologia di progettazione, che delinea i temi razionali e ricorrenti in aree tecniche e operative. Rivedere questa metodologia quando si affrontano scelte incerte per rimanere allineati agli obiettivi complessivi del carico di lavoro, inclusi gli obiettivi di efficienza e sostenibilità.
✔ Passare ai consigli fondamentali diWell-Architected Framework, in cui le decisioni relative all'architettura vengono prese attraverso l'obiettivo di efficienza, ottimizzazione e operazioni disciplinate. La sostenibilità segue naturalmente.
| Pilastro di Well-Architected | Relazione di sostenibilità |
|---|---|
| Affidabilità | I sistemi affidabili devono bilanciare la resilienza con l'efficienza. Le architetture altamente ridondanti, le distribuzioni attive e la capacità di failover eccessiva possono aumentare l'impatto ambientale se non sono progettate con attenzione. L'affidabilità sostenibile è incentrata sul raggiungimento degli obiettivi di resilienza senza il provisioning eccessivo non necessario. |
| Sicurezza | La sicurezza influenza anche la sostenibilità. Le architetture identity-first, i servizi di sicurezza gestiti e i controlli di governance efficienti possono ridurre la complessità dell'infrastruttura e il sovraccarico operativo. Viceversa, gli strumenti frammentati, le piattaforme di sicurezza duplicate e una conservazione eccessiva dei dati possono aumentare significativamente il consumo di risorse. |
| Ottimizzazione costi | La sovrapposizione più forte esiste tra sostenibilità e Ottimizzazione costi. L'infrastruttura di ridimensionamento corretto, la scalabilità automatica dei carichi di lavoro, l'eliminazione delle risorse inattive e la riduzione dell'utilizzo di risorse di archiviazione o di rete non necessarie migliorano l'efficienza del cloud riducendo al contempo l'impatto ambientale. La rimozione di rifiuti da un carico di lavoro è spesso il primo e il miglioramento più efficace della sostenibilità. |
| Eccellenza operativa | Le operazioni hanno un impatto significativo sulla sostenibilità. La raccolta eccessiva di dati telemetrici, il logging eccessivamente verboso, le pipeline di distribuzione inefficienti e la proliferazione operativa non gestita possono aumentare nel tempo il consumo di risorse di archiviazione, rete ed elaborazione. Le operazioni sostenibili richiedono strategie di osservabilità disciplinate, automazione, governance e processi di ottimizzazione continua. |
| efficienza delle prestazioni | Le applicazioni efficienti usano in genere un minor numero di risorse di calcolo per eseguire lo stesso lavoro. Le API ottimizzate, le strategie di memorizzazione nella cache, l'elaborazione asincrona, i modelli di accesso al database efficienti e le architetture guidate dagli eventi riducono tutti il sovraccarico di elaborazione non necessario. L'ottimizzazione delle prestazioni è spesso ottimizzazione della sostenibilità. |
Microsoft si impegna a ottimizzare le emissioni di carbonio Azure. Altri materiali sono disponibili qui: Ottimizzazione del carbonio in Azure.
Passo successivo
Esaminare la metodologia di progettazione della sostenibilità.
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A Microsoft, siamo allineati agli standard del settore sulle emissioni di gas serra (GHG) con il protocollo greenhouse gas. Esaminare queste risorse aggiuntive:
Esplorare Microsoft Cloud for Sustainability per estendere le funzionalità della soluzione. Questa serie di articoli si applica a qualsiasi soluzione creata o operativa su Azure.
Leggi The Carbon Benefits of Cloud Computing: a Study of the Microsoft Cloud per avere la conferma che Azure può essere più efficiente in termini di energia e di emissioni di carbonio rispetto alle soluzioni locali.
Usa il servizio Azure Carbon Optimization in Azure, che mostra le emissioni di carbonio equivalenti precalcolate per tutte le sottoscrizioni e le risorse, nonché suggerimenti specifici per il carico di lavoro su come ridurre le emissioni.
Dashboard impatto sulle emissioni per Azure: un elenco di Microsoft AppSource per una soluzione Power BI che consente ai clienti di Azure di calcolare e tenere traccia delle emissioni di carbonio correlate al cloud.
Avere una buona conoscenza del modo in cui i data center Microsoft sono sostenibili dalla progettazione leggendo Informazioni sui data center di Microsoft.
Scopri Promuovere la sostenibilità approfondendo il portale sulla sostenibilità e la responsabilità d'impresa di Microsoft, che illustra i suoi impegni climatici, i progressi riportati, gli investimenti e i più ampi programmi di sostenibilità.
Scopri i contenuti di apprendimento autonomo sulla sostenibilità digitale di Microsoft nella Sustainability Microsoft Learn Collection.
Risorse della comunità
Come faccio a avviare una community di sostenibilità nella mia organizzazione?: un post di blog Microsoft software sostenibile con indicazioni pratiche per iniziare e crescere una community di sostenibilità all'interno di un'organizzazione.
Greenhouse Gas Protocol: il sito ufficiale del Greenhouse Gas Protocol, che pubblica standard, linee guida e strumenti ampiamente utilizzati per misurare e gestire le emissioni di gas serra.
Specifica SCI (Software Carbon Intensity): repository GitHub per la specifica SCI di Green Software Foundation, che definisce come calcolare un punteggio di intensità di carbonio per il software.