grüner werden: Den Energieverbrauch von Anwendungen systematisch analysieren Was nicht messbar ist, kann man nicht verbessern: Das gilt auch beim Verringern des Ressourcenverbrauchs von Software. Eine Ressource, bei der wir “grüner” werden können, ist der Energieverbrauch einer Anwendung. Messergebnis sollen uns nicht nur Aufschluss darüber geben, ob wir insgesamt "besser" werden. Sie sollen auch zeigen, wo das größte Einsparpotential liegt und sich daher Maßnahmen am meisten lohnen. Werkzeuge setzen an unterschiedlichen Stellen an. Die gröbste (und einfachste) Messung ist die, die den gesamten Stromverbrauch des Rechners misst, auf dem unsere Anwendung ausgeführt wird. Aber dieser Gesamtverbrauch lässt sich kaum auf einzelne Anwendungen herunterbrechen. Daher interessieren uns Messwerkzeuge, die eine einzelne Anwendung im Fokus haben. Es gibt Messwerkzeuge, die eine Anwendung mit all ihren Komponenten vermessen, andere messen feingranular bis auf die Methodenebene im Code. In unserem Vortrag geben wir einen Überblick über Kategorien von Messwerkzeugen, stellen Werkzeuge aus den verschiedenen Kategorien vor und zeigen, wie man sie für gezielte Analysen kombinieren kann. Aber auch hier gilt: "Wer viel misst, misst vi el Mist". Daher beleuchten wir näher, wie man durch methodisches Vorgehen optimale Ergebnisse erhält: Wie sehen gute Mess- Szenarien aus, wie erstellt man sie und wie analysiert man die Ergebnisse? Wir stellen außerdem Metriken zum Bewerten von Messergebnissen vor, wie die Software Carbon Intensity (SCI). Zum Abschluss erläutern wir, wie das Messen leichtgewichtig in den Sofwareentwicklungsprozess integriert und die Akzeptanz beim Entwicklungsteam erhöht werden kann. Denn nur konsequent durchgeführte Messungen und korrekte Analysen helfen uns, die richtigen Maßnahmen zum Verringern des Stromverbrauchs umzusetzen. IT-Tage 2024, 09.–12.12.2024 | Frankfurt am Main Mittwoch, 11. Dezember 2024 https://www.ittage.informatik-aktuell.de/programm/2024/messbar-gruener-werden-den-energieverbrauch-von-anwendungen- systematisch-analysieren.html
ist bei der Accso – Accelerated Solutions GmbH tätig, technisch mit Java, Kotlin oder .NET. Kollin hat seine Masterarbeit über das Messen der Energieeffzienz von Software geschrieben. Bei Accso engagiert er sich seitdem im Bereich Green IT und auch im Projekt arbeitet er mit seinem derzeitigen Kunden gemeinsam an Green IT-Themen. [email protected] https://www.linkedin.com/in/kollin-freise Dr. Kristine Schaal Accso - Accelerated Solutions GmbH Softwarearchitektin Dr. Kristine Schaal ist bei der Accso – Accelerated Solutions GmbH tätig. Sie arbeitet seit mehr als 20 Jahren in der Softwareentwicklung und ist in Projekten der Individualentwicklung für Kunden verschiedener Branchen unterwegs, technisch überwiegend im Java-Umfeld. Bei Accso verantwortet sie außerdem den Schwerpunkt „Green IT“. [email protected] https://www.linkedin.com/in/kristine-schaal
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 4 Wie viele Data Center baut Microsoft im Jahr? Jeden Monat 1-2 Data Center Jede Woche 1-2 Data Center Jeden Tag 1 Data Center
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 5 Wie viele Data Center baut Microsoft im Jahr? Quelle: Microsoft to double new data center capacity this year - report - DCD Jeden Monat 1-2 Data Center Jede Woche 1-2 Data Center Jeden Tag 1 Data Center
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 7 "Die ergiebigste Energiequelle, die nur darauf wartet, angezapft zu werden, ist Energieeffizienz." Doris Bures, österreichische Infrastrukturministerin, Oktober 2010 Nur was messbar ist, kann verbessert werden!
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 8 Proxies zum Messen vom CO2 -Ausstoß Stromquelle Rechnungsdaten Statistiken von Cloud Providern CO2 im Stromnetz Laufzeit CPU RAM GPU Festplatte Netzwerk
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 14 Fragen, auf die wir eine Antwort (messen) wollen Was ist der absolute Verbrauch? Wie optimieren wir? Was ist der Verbrauch relativ zur Leistung (z.B. Request)? Anwendung Wo ist das meiste Optimierungs- potential?
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 15 Den absoluten Verbrauch kennen Aufwand abwägen: Hier lohnt es am meisten Verbrauch/ CO2 -Ausstoß Nutzung wenig viel wenig viel Werkzeuge ▪ Verbrauch und CO2 -Ausstoß monitoren ▪ Nutzungsstatistiken auswerten Was ist der absolute Verbrauch (pro Tag / Monat /…)? Wieviel CO2 - wurde ausgestoßen? Anwendung
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 16 Verbrauch und CO2 -Ausstoß messen Bare Metal 16 Hohe Genauigkeit Einfach Messen des gesamten Systems / gesamter Anwendungen Intel RAPL Intel Power Gadget
Zusatzaufwand für Installation und Betrieb. IT-Tage 2024, 11. Dezember 2024 Kollin Freise, Dr. Kristine Schaal (Accso – Accelerated Solutions GmbH) 17 Verbrauch und CO2 -Ausstoß messen Cloud 17 Cloud Provider Verbrauchsdaten von Energie; CO2 -Intensität Oft nicht echtzeitfähig Messungenauigkeit, da konkrete Hardware i.d.R. nicht bekannt. https://aws.amazon.com/de/blogs/aws/new-customer-carbon-footprint-tool/
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 18 Den Verbrauch pro Leistungseinheit kennen Verbrauch/CO2 -Ausstoß in Relation zur erbrachten Leistung berechnen ▪ pro Request, pro Arbeitsschritt,… Software Carbon Intensity (SCI) ▪ Isonorm ISO/IEC 21031:2024 Was ist der absolute Verbrauch pro Leistungseinheit? Was ist der CO2 - Ausstoß pro Leistungseinheit? Anwendung
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 19 Software Carbon Intensity (SCI) SCI = (E*I + M) per R Gesamtverbrauch der Anwendung in kWh Funktionale Einheit (z.B. Request) Durch Hardware ausgestoßenes CO2 Anteil an CO2 pro kWh
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 21 Anwendung als Ganzes analysieren, Hotspots finden Anwendung Blick auf die gesamte Anwendung: ▪ Clients ▪ Server ▪ Kommunikation ▪ Datenhaltung Hotspots finden! Vermessen von Szenarien mit Fullstack-Messtools: Diese messen pro Container, sowie die Kommunikation Wo ist das meiste Optimierungs- potential?
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 22 Hotspots finden mit Fullstack-Messtools Green Frame Green Metrics Tool Green Frame https://greenframe.io/ https://metrics.green-coding.io/
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 32 Wie optimieren wir im Entwicklungsprozess? (Wie) verändert sich der Verbrauch nach Änderung X ? Wo genau optimieren wir? Was hat unsere Optimierung gebracht? Anwendung
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 34 Wie optimieren wir im Entwicklungsprozess? (Wie) verändert sich der Verbrauch nach Änderung X ? Wo genau optimieren wir? Was hat unsere Optimierung gebracht? Anwendung Messen im Entwicklungsprozess ▪ Regelmäßig messen ▪ Veränderungen sind (hier) interessanter als absolute Zahlen ▪ Passende Szenarien ▪ Tools gezielt kombinieren
Füllung Cloud Carbon Footprint Kompatibel mit gängigen Cloud Lösungen. Verbrauchsdaten in Echtzeit Zusatzaufwand für Installation und Betrieb. https://demo.cloudcarbonfootprint.org/
(Accso – Accelerated Solutions GmbH) 41 Fazit Vorgehen ▪ Nicht in Details verlieren. Messungen sind ungenau - die großen Hebel suchen. ▪ Werkzeuge einfach nutzbar machen / einfache Werkzeuge nutzen. ▪ Messen und Optimieren in den Entwicklungsprozess integrieren. Messtools ▪ Sind sehr in der Entwicklung und im Wandel ▪ Einige Werkzeuge geben Empfeh- lungen → Nichts unbesehen glauben – selber messen! ▪ Auch einfache, vorhandene Werkzeuge nutzen, wie Profiler
E | [email protected] @ | www.accso.de Hilpertstraße 12 | 64295 Darmstadt Rahmhofstraße 2 | 60313 Frankfurt a. M. Im Mediapark 6a | 50670 Köln Balanstraße 55 | 81541 München Clocktower, 302 | CV&A Waterfront, Cape Town 8002, ZA Alle Publikationen von Präsentation auf Speaker Deck Präsentation auf Speaker Deck Unser Artikel im IT Spektrum
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