Ontwerpmethodologie voor duurzame workloads in Azure

Artikel
06/18/2024

Het bouwen van een duurzame toepassing op elk cloudplatform vereist technische expertise en inzicht in duurzaamheidsrichtlijnen in het algemeen en voor uw specifieke cloudplatform.

Deze ontwerpmethodologie is bedoeld om inzicht te krijgen in het produceren van meer koolstofefficiënte oplossingen, het meten van uw koolstofimpact en uiteindelijk het verminderen van onnodig energieverbruik en emissies.

1— Ontwerp voor zakelijke vereisten

Bedrijven hebben wereldwijd verschillende vereisten. Verwacht dat de beoordelingsoverwegingen en ontwerpaanbevelingen van deze ontwerpmethodologie verschillende ontwerpbeslissingen en compromissen opleveren voor verschillende scenario's en organisaties.

Stel uw zakelijke vereisten en prioriteiten vast en bekijk vervolgens de ontwerpmethodologieën in overeenstemming met deze vereisten.

2: Evalueer de ontwerpgebieden met behulp van de ontwerpprincipes

Raadpleeg de principes van het duurzaamheidsontwerp en de ontwerpgebieden hieronder voor uw duurzaamheidsworkloads.

Beslissingen die binnen elk ontwerpgebied worden genomen, zullen echoën in andere ontwerpgebieden. Bekijk de overwegingen en aanbevelingen op elk ontwerpgebied om inzicht te hebben in de gevolgen en gevolgen en eventuele bekende afwegingen.

Ontwerpgebieden:

3: Inzicht krijgen in uw emissies

Om uw emissies te verlagen, moet u begrijpen hoe u uw duurzaamheidsinspanningen kunt meten.

Kort over emissiebereiken

Bij Microsoft segmenteren we onze uitstoot van broeikasgassen (GHG) in drie categorieën, consistent met het Greenhouse Gas Protocol.

Bereik 1-emissies: directe emissies die uw activiteiten creëren.
Scope 2-emissies: indirecte emissies die het gevolg zijn van de productie van de elektriciteit of warmte die u gebruikt.
Bereik 3-emissies: indirecte emissies van alle andere activiteiten waaraan u werkt. Voor een bedrijf kan deze scope 3-emissies uitgebreid zijn. Ze moeten worden verantwoordelijk voor de gehele toeleveringsketen, materialen in de gebouwen, het zakenreizen van werknemers en de levenscyclus van hun producten (inclusief de elektriciteit die klanten verbruiken bij gebruik van de producten). De scope 3-emissies van een bedrijf zijn vaak veel belangrijker dan de gecombineerde scope 1- en 2-emissies.

Als klant kan de context van scope 3-emissies netwerkconfiguratie en -levering, energieverbruik en apparaten buiten het datacenter zijn. Als een toepassing een overtollige bandbreedte of pakketgrootte gebruikt, heeft dit invloed op het moment dat het verkeer het datacenter verlaat, via de verschillende hops op internet, tot aan het apparaat van de eindgebruiker. Het verminderen van de netwerkbandbreedte kan daarom een aanzienlijke impact hebben in de hele leveringsketen. Dezelfde overwegingen zijn van toepassing op rekenresources, gegevensopslag, beslissingen over het toepassingsplatform, toepassingsontwerp en meer.

Meer gedetailleerde informatie en definities vindt u in het witboek Scope 3 Methodologie van Azure, gepubliceerd in 2021.

Koolstofimpact meten en bijhouden

Microsoft komt overeen met de Green Software Foundation, die verantwoordelijk is voor het maken van de SCI-specificatie (Software Carbon Intensity ).

Om de koolstofimpact van een toepassing te meten, heeft de GSF een scoremethodologie met de naam SCI geleverd, berekend als volgt:

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

Hierin:

E = Energie die door een softwaresysteem wordt verbruikt. Gemeten in kWh.
I = Locatiegebaseerde marginale koolstofuitstoot. Koolstof die wordt uitgezonden per kWh aan energie, gCO2/kWh.
M = Opgenomen emissies van een softwaresysteem. Koolstof die wordt uitgezonden via de hardware waarop de software wordt uitgevoerd.
R = Functionele eenheid, zoals de schaal van de toepassing; per extra gebruiker, per API-aanroep, per service, enzovoort.

Met deze kennis is het essentieel om niet alleen rekening te houden met de toepassingsinfrastructuur en -hardware, maar ook met de schaalbaarheid van gebruikersapparaten en toepassingen, omdat deze de voetafdruk van de omgeving aanzienlijk kan veranderen.

Lees de volledige SCI-specificatie op GitHub.

Optimalisatie van Azure-koolstof

Azure Carbon Optimization is een Azure-service waarmee u inzicht krijgt in de koolstofuitstoot van uw cloudworkloads. Koolstofoptimalisatie biedt inzicht in de koolstofuitstoot van uw Azure-resources en helpt u bij het optimaliseren van uw cloudworkloads voor duurzaamheid.

U krijgt gedetailleerde gegevens over emissies in Azure Portal voor het gebruik van al uw Azure-producten en -services van de afgelopen 12 maanden. U kunt ook de koolstofuitstoot van uw resources per regio, abonnement en resourcegroep bekijken.

Koolstoftracking en rapportage met de Dashboard voor Impact Uitstoot

Microsoft biedt de Dashboard voor Impact Uitstoot voor Azure en Microsoft 365, waarmee u uw clouduitstoot en koolstofbesparingspotentieel kunt meten.

We raden u aan dit hulpprogramma te gebruiken om inzicht te krijgen in uw koolstofvoetafdruk en om emissies in de loop van de tijd te meten en bij te houden.

Download de Dashboard voor Impact Uitstoot Power BI-app voor Azure om aan de slag te gaan.

Microsoft Sustainability Manager gebruiken

Klanten die Microsoft Cloud for Sustainability gebruiken, kunnen gebruikmaken van Microsoft Sustainability Manager. Deze uitbreidbare oplossing integreert gegevensinformatie en biedt in elk stadium van hun duurzaamheidtraject uitgebreide, geïntegreerde en geautomatiseerde duurzaamheidsbeheer voor organisaties. Het automatiseert handmatige processen, waardoor organisaties hun emissies efficiënter kunnen vastleggen, rapporteren en verminderen.

Een proxyoplossing gebruiken om emissies te meten

Een manier om de koolstofuitstoot van workloads te schatten, is door een proxyoplossingsarchitectuur te ontwerpen op basis van het SCI-model , zoals hierboven beschreven.

Het definiëren van de proxy's voor toepassingen kan op verschillende manieren worden uitgevoerd. Gebruik bijvoorbeeld deze variabelen:

Eventuele bekende koolstofuitgifte van de infrastructuur
De kosten van de infrastructuur
Co2-uitstoot van Edge-services en -infrastructuur
Het aantal gebruikers dat gelijktijdig gebruikmaakt van de toepassing
Metrische gegevens van de toepassing om ons te informeren over de prestaties in de loop van de tijd

Door een vergelijking te ontwerpen met behulp van de bovenstaande variabelen, kunt u een schatting maken van de koolstofscore (een benadering), zodat u begrijpt of u duurzame oplossingen bouwt.

Er is ook het aspect van toepassingsprestaties. U kunt de prestaties koppelen aan kosten en koolstof en ervan uitgaan dat deze relatie een waarde oplevert. Met deze relatie kunt u de weergave als volgt vereenvoudigen:

Toepassingsprestaties	Toepassingskosten	Waarschijnlijk resultaat
Hoog	Ongewijzigd	Geoptimaliseerde app
Hoog	Lower	Geoptimaliseerde app
Ongewijzigd/lager	Hoger	Volgens de groene principes kan een hogere energiekosten leiden tot een hogere koolstofuitstoot. Daarom kunt u ervan uitgaan dat de app onnodige koolstofuitstoot produceert.
Hoog	Hoog	De app produceert mogelijk onnodige koolstof

Daarom kan het bouwen van een carbonscoredashboard gebruikmaken van de volgende proxy's:

Kosten
Prestaties
Koolstofuitstoot van de infrastructuur (indien bekend/beschikbaar)
Gebruik in de loop van de tijd (aanvragen, gebruikers, API-aanroepen, enzovoort)
Elke extra meting die relevant is voor de toepassing

4— Het model voor gedeelde verantwoordelijkheid voor duurzaamheid

Het verminderen van emissies is een gedeelde verantwoordelijkheid tussen de cloudprovider en de klant die toepassingen op het platform ontwerpt en implementeert.

Manieren om emissies te verminderen

Het verminderen van koolstofuitstoot kan optreden met drie mogelijke oplossingen:

Koolstofneutralisatie; compenserende koolstofemissies
Koolstofontwijking; het niet uitzenden van koolstof in de eerste plaats
Koolstofverwijdering; Koolstof van de atmosfeer aftrekken

Het doel van groene software is om onnodige emissies in de eerste plaats te voorkomen, waardoor actief wordt gewerkt aan een duurzame toekomst. Verder is koolstofverwijdering het voorkeursdoel voor het verwijderen van emissies uit onze atmosfeer.

Microsoft streeft ernaar om tegen 2030 koolstof negatief te zijn en tegen 2050 alle koolstof die het bedrijf heeft uitgegeven sinds de oprichting in 1975 heeft verwijderd.

Een gedeelde verantwoordelijkheid

Als cloudprovider is Microsoft verantwoordelijk voor de datacenters die uw toepassingen hosten.

Het implementeren van een toepassing in de Microsoft-cloud maakt het echter niet automatisch duurzaam, zelfs als de datacenters zijn geoptimaliseerd voor duurzaamheid. Toepassingen die niet zijn geoptimaliseerd, kunnen nog steeds meer koolstof uitstoten dan nodig is.

Laten we een voorbeeld nemen.

U implementeert een app in een Azure-service, maar u gebruikt slechts 10% van de toegewezen resources. De ingerichte resources worden onderbenut, wat uiteindelijk leidt tot onnodige emissies.

Het kan helpen als u schalen naar een geschikte laag van de resource (rightsizing) of het implementeren van meer apps naar dezelfde ingerichte resources overweegt.

We raden u aan toepassingen efficiënter te maken om de capaciteit van het datacenter op de best mogelijke manier te gebruiken. Duurzaamheid is een gedeeld verantwoordelijkheidsdoel dat de inspanningen van de cloudprovider en de klanten bij het ontwerpen en implementeren van toepassingen moet combineren.

Volgende stappen

Bekijk de ontwerpprincipes voor duurzaamheid.

Ontwerpbeginselen

Delen via