Metodologia de design para cargas de trabalho sustentáveis no Azure
Criar um aplicativo sustentável em qualquer plataforma de nuvem requer conhecimento técnico e uma compreensão das diretrizes de sustentabilidade em geral e para sua plataforma de nuvem específica.
Essa metodologia de design visa ajudar a estabelecer um entendimento sobre a produção de soluções mais eficientes em carbono, medindo seu impacto de carbono e, por fim, reduzindo o uso desnecessário de energia e as emissões.
1 — Design para requisitos de negócios
As empresas em todo o mundo têm requisitos diferentes. Espere que as considerações de revisão e as recomendações de design fornecidas por essa metodologia de design produzam diferentes decisões de design e compensações para diferentes cenários e organizações.
Estabeleça seus requisitos e prioridades de negócios e, em seguida, revise as metodologias de design alinhadas a esses requisitos.
2 — Avalie as áreas de design usando os princípios de design
Consulte os princípios de design de sustentabilidade e as áreas de design abaixo para suas cargas de trabalho de sustentabilidade.
As decisões tomadas em cada área de design ecoarão em outras áreas de design. Revise as considerações e recomendações em cada área de design para entender as consequências e o impacto e quaisquer compensações conhecidas.
Áreas de design:
- Design do aplicativo
- Plataforma de aplicativos
- Implantação e teste
- Procedimentos operacionais
- Storage
- Rede e conectividade
- Segurança
3 – Entendendo suas emissões
Para reduzir suas emissões, você precisa entender como medir seus esforços de sustentabilidade.
Resumidamente sobre escopos de emissão
Na Microsoft, segmentamos nossas emissões de gases de efeito estufa (GEE) em três categorias, de acordo com o Protocolo de Gases de Efeito Estufa.
- Emissões de escopo 1: emissões diretas que suas atividades criam.
- Emissões de escopo 2: emissões indiretas resultantes da produção da eletricidade ou do calor que você usa.
- Emissões de escopo 3: emissões indiretas de todas as outras atividades em que você está envolvido. Para uma empresa, essas emissões de Escopo 3 podem ser extensas. Eles devem ser contabilizados em toda a cadeia de suprimentos, materiais em seus edifícios, viagens de negócios dos funcionários e o ciclo de vida de seus produtos (incluindo a eletricidade que os clientes consomem ao usar os produtos). As emissões de Escopo 3 de uma empresa costumam ser muito mais significativas do que as emissões de Escopo 1 e 2 combinadas.
Como cliente, o contexto das emissões do Escopo 3 pode ser configuração e entrega de rede, consumo de energia e dispositivos fora do data center. Se um aplicativo usar largura de banda ou tamanho de pacote em excesso, isso afetará desde o momento em que o tráfego sai do data center, passando pelos vários saltos na Internet, até o dispositivo do usuário final. A redução da largura de banda da rede, portanto, pode ter um impacto significativo em toda a cadeia de entrega. As mesmas considerações se aplicam a recursos de computação, armazenamento de dados, decisões de plataforma de aplicativos, design de aplicativos e muito mais.
Encontre detalhes e definições mais detalhados no White Paper da Metodologia de Escopo 3 do Azure, publicado em 2021.
Meça e rastreie o impacto do carbono
A Microsoft se alinha com a Green Software Foundation, responsável pela criação da especificação SCI (Intensidade de Carbono do Software).
Para medir o impacto de carbono de um aplicativo, o GSF forneceu uma metodologia de pontuação chamada SCI, calculada da seguinte forma:
SCI = ((E*I)+M) per R
Onde:
E= Energia consumida por um sistema de software. Medido em kWh.I= Emissões marginais de carbono baseadas em localização. Carbono emitido por kWh de energia, gCO2/kWh.M= Emissões incorporadas de um sistema de software. Carbono que é emitido através do hardware no qual o software está sendo executado.R= Unidade funcional, que é como o aplicativo é dimensionado; por usuário extra, por chamada de API, por serviço, etc.
Com esse conhecimento, é essencial considerar não apenas a infraestrutura e o hardware do aplicativo, mas também os dispositivos do usuário e a escalabilidade do aplicativo, pois isso pode alterar consideravelmente a pegada ambiental.
Leia a especificação SCI completa no GitHub.
Otimização de carbono do Azure
A otimização de carbono do Azure é um serviço do Azure que ajuda você a entender as emissões de carbono de suas cargas de trabalho de nuvem. A otimização de carbono fornece insights sobre as emissões de carbono de seus recursos do Azure e ajuda você a otimizar suas cargas de trabalho de nuvem para sustentabilidade.
Você obtém dados granulares de emissões no Portal do Azure para o uso dos últimos 12 meses de todos os seus produtos e serviços do Azure. Você também pode visualizar as emissões de carbono de seus recursos por região, assinatura e grupo de recursos.
Rastreamento e relatórios de carbono com o Painel de Impacto de Emissões
A Microsoft oferece o Painel de Impacto de Emissões para Azure e Microsoft 365, que ajuda você a medir suas emissões baseadas em nuvem e o potencial de economia de carbono.
Recomendamos que você use essa ferramenta para obter os insights e a transparência necessários para entender sua pegada de carbono e medir e rastrear as emissões ao longo do tempo.
Baixe o aplicativo Power BI do Painel de Impacto de Emissões para Azure para começar.
Aproveite o Gerenciador de Sustentabilidade da Microsoft
Os clientes que usam o Microsoft Cloud for Sustainability podem aproveitar o Microsoft Sustainability Manager. Essa solução extensível unifica a inteligência de dados e fornece gerenciamento de sustentabilidade abrangente, integrado e automatizado para organizações em qualquer estágio de sua jornada de sustentabilidade. Ele automatiza processos manuais, permitindo que as organizações registrem, relatem e reduzam suas emissões com mais eficiência.
Use uma solução proxy para medir as emissões
Uma maneira de estimar as emissões de carbono das cargas de trabalho é projetar uma arquitetura de solução proxy com base no modelo SCI, conforme descrito acima.
A definição dos proxies para aplicativos pode ser feita de diferentes maneiras. Por exemplo, usando estas variáveis:
- Qualquer emissão de carbono conhecida da infraestrutura
- O custo da infraestrutura
- Emissões de carbono de serviços e infraestrutura de borda
- O número de usuários que estão usando o aplicativo simultaneamente
- Métricas do aplicativo para nos informar sobre o desempenho ao longo do tempo
Ao projetar uma equação usando as variáveis acima, você pode estimar a pontuação de carbono (uma aproximação), ajudando a entender se você está construindo soluções sustentáveis.
Há também o aspecto do desempenho do aplicativo. Você pode vincular o desempenho ao custo e ao carbono e assumir que essa relação produz um valor. Com essa relação, você pode simplificar a visualização assim:
| Desempenho do aplicativo | Custo de aplicação | Resultado provável |
|---|---|---|
| Alto | Inalterado | Aplicativo otimizado |
| Alto | Inferior | Aplicativo otimizado |
| Inalterado/Inferior | Superior | De acordo com os princípios verdes, um custo de energia mais alto pode causar maiores emissões de carbono. Portanto, você pode supor que o aplicativo produz emissões de carbono desnecessárias. |
| Alto | Alto | O aplicativo pode estar produzindo carbono desnecessário |
Portanto, a criação de um painel de pontuação de carbono pode fazer uso dos seguintes proxies:
- Custo
- Desempenho
- Emissões de carbono da infraestrutura (se conhecidas/disponíveis)
- Uso ao longo do tempo (solicitações, usuários, chamadas de API, etc.)
- Qualquer medição extra que seja relevante para a aplicação
4 – O modelo de responsabilidade compartilhada para a sustentabilidade
A redução das emissões é uma responsabilidade compartilhada entre o provedor de nuvem e o cliente que projeta e implanta aplicativos na plataforma.
Maneiras de reduzir as emissões
A redução das emissões de carbono pode acontecer com três soluções possíveis:
- Neutralização de carbono; Compensação das emissões de carbono
- Prevenção de carbono; não emitindo carbono em primeiro lugar
- Remoção de carbono; subtrair carbono da atmosfera
O objetivo do software verde é evitar emissões desnecessárias em primeiro lugar, portanto, trabalhando ativamente em direção a um futuro mais sustentável. Além disso, a remoção de carbono é a meta preferida para remover as emissões de nossa atmosfera.
A Microsoft está comprometida em ser negativa em carbono até 2030 e , até 2050, em remover todo o carbono que a empresa emitiu desde que foi fundada em 1975.
Uma responsabilidade compartilhada
Como provedor de nuvem, a Microsoft é responsável pelos data centers que hospedam seus aplicativos.
No entanto, a implantação de um aplicativo na nuvem da Microsoft não o torna automaticamente sustentável, mesmo que os data centers sejam otimizados para sustentabilidade. Aplicativos que não são otimizados ainda podem emitir mais carbono do que o necessário.
Vamos dar um exemplo.
Você implanta um aplicativo em um serviço do Azure, mas utiliza apenas 10% dos recursos alocados. Os recursos provisionados são subutilizados, levando a emissões desnecessárias.
Ajudaria se você considerasse dimensionar para uma camada apropriada do recurso (dimensionamento correto) ou implantar mais aplicativos nos mesmos recursos provisionados.
Recomendamos tornar os aplicativos mais eficientes para utilizar a capacidade do data center da melhor maneira possível. A sustentabilidade é uma meta de responsabilidade compartilhada que deve combinar os esforços do provedor de nuvem e dos clientes no design e implementação de aplicativos.
Próximas etapas
Revise os princípios de design para sustentabilidade.