Nachhaltigkeit bei Softwareentwicklung für drei Viertel wichtig, nur in jedem 4. Projekt umgesetzt

Die Nutzung von Containern sowie Cloud Computing können helfen, die Hardware besser auszulasten und so auch in der Softwareentwicklung zu mehr Nachhaltigkeit zu kommen.

Vor mehr als einem Jahr habe ich in einer großen „WirtschaftsWoche“-Geschichte aufgezeigt, mit welchen Innovationen die IT-Branche versucht, dem Energieverbrauch trotz steigender Rechenzentrumskapazitäten Herr zu werden.

Tatsächlich verbrauchten im Jahr 2020 allein die deutschen Rechenzentren 16 Milliarden Kilowattstunden. Das ist eine Milliarde mehr als noch 2019 – eine Steigerung von sieben Prozent, so eine aktuelle Untersuchung des Borderstep Instituts zur Entwicklung des Energiebedarfs der Rechenzentren in Deutschland (Studien-PDF).

Die gute Nachricht: Dem Report zufolge wächst gleichzeitig auch die Leistung der Rechenzentren. Gemessen an den Workloads hat sich diese zwischen 2010 und 2020 verachtfacht. Die Energieeffizienz stieg im selben Zeitraum fast um den Faktor sechs.

Grund dafür sind unter anderem kreative Hardware-Ansätze – etwa die von Microsoft vorangetriebene Idee einer Brennstoffzelle direkt im Serverrack oder besonders ausgeklügelte Energiekonzepte wie im Rechenzentrum von United Internet.

Doch während sich nachhaltige Ansätze in Rechenzentren mehr und mehr durchsetzen, kommen sie bei Softwareentwicklungsprojekten – also in Bezug auf die Systeme, die mitunter auch im Rechenzentrum laufen und darüber betrieben werden – oft noch zu kurz.

Der ITK-Branchenverband Bitkom hat bei einer Umfrage unter seinen Mitgliedern ermittelt, dass 23 Prozent der befragten Unternehmen das Thema gar nicht berücksichtigen. Für 70 Prozent ist Nachhaltigkeit in der Softwareentwicklung zwar wichtig – sie spielt aber nur bei jedem vierten Projekt eine Rolle (Studien-PDF).

Und das, obwohl die Struktur eines Programms einen erheblichen Einfluss auf den Energieverbrauch und damit auch die Energieeffizienz der zugrundeliegenden Hardware hat. Dabei stehen zahlreiche Technologien und Hebel zur Verfügung, um den Energieverbrauch von Software zu senken.

Zum Beispiel, indem berücksichtigt wird, wie eine Anwendung verfügbare Hardwareressourcen nutzt: Ein virtualisiertes Betriebssystem etwa führt in der Regel zu einem deutlich höheren Hardware-Auslastungsgrad als eine nicht virtualisierte Umgebung – wobei es auch hier Unterschiede gibt: Bei einem Container, der beispielsweise 20 Clients versorgt, beansprucht jeder einzelne Client weniger Prozessor- und Speicherressourcen, als dies bei einem Container mit nur zehn Clients der Fall ist. Entsprechend geringer fällt dann auch der Energiebedarf jedes einzelnen Clients aus.

Generell laufen Anwendungen auf einer großdimensionierten nativen Cloud-Plattform effizienter und folglich auch energieeffizienter als in kleineren On-Premise-Umgebungen. Der Wunsch nach höheren Verfügbarkeitswerten für bestimmte Applikationen führt hier aber mitunter zu einem Over-Provisioning – also zu unnötig hoher Ressourcenbindung. Je genauer aber die allokierten Serverkapazitäten dem tatsächlichen Rechenbedarf der betreffenden Anwendung entsprechen, desto weniger Energie muss für den Betrieb weitgehend brachliegender Prozessorkapazitäten aufgewendet werden.

Und wie lässt sich die Energieeffizienz einer Software bewerten, die neu angeschafft werden soll? Sofern es sich nicht um ein Open-Source-System handelt, ist ein Blick in den Quellcode unmöglich – vom damit verbundenen Aufwand und dem notwendigen Programmier-Knowhow ganz zu schweigen.

Hilfreich sind an dieser Stelle qualitative Bewertungskriterien, wie sie zum Beispiel das Umweltbundesamt 2018 gemeinsam mit verschiedenen Universitäten und anderen Forschungseinrichtungen erarbeitet hat (Sudien-PDF). Die Studie zeichnet sich durch einen ganzheitlichen Ansatz aus, dessen Fokus sich nicht allein am Energiekonsum einer Software orientiert, sondern am Ressourcenverbrauch insgesamt. Das schließt die Lebensdauer der zugrundeliegenden Hardware ebenso ein wie den zusätzlichen Speicher- und CPU-Bedarf, der etwa von Datenkonvertierungen während der Migrationsphase verursacht wird.

Diesen Ansatz wählt auch der Bitkom im Leitfaden „Ressourceneffiziente Programmierung“ (Studien-PDF): Demnach zählen zu einem ganzheitlichen Konzept neben der Software die bedarfsorientierte Serverleistung, die Energieversorgung im Rechenzentrum, die langfristige Nutzung von Hardware, eine bedarfsgerechte Architektur, ein nachhaltiges Anforderungsmanagement sowie Transparenz über den Ressourcenverbrauch für alle Stakeholder.

Die wichtigsten Fakten rund um energieeffiziente Software zusammengefasst in der folgenden Infografik – zum Vergrößern zwei Mal anklicken:

Quelle: Sage

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