Duurzaamheid en kostenbeheersing staan bij steeds meer IT-projecten centraal. Daarmee is het energiegebruik van software een onderwerp geworden dat zowel IT-managers als business managers niet mogen negeren. Het recente onderzoek, getiteld ‘Unveiling the Energy Vampires: A Methodology for Debugging Software Energy Consumption’, biedt een analyse van hoe software-ontwerp en implementatie bijdragen aan energiegebruik.
De energievraag in de IT-sector groeit exponentieel. Verwacht wordt dat datacenters tegen 2025 verantwoordelijk zullen zijn voor maar liefst 20 procent van het wereldwijde elektriciteitsverbruik en 5,5 procent van de totale koolstofuitstoot. Hoewel hardware-innovaties zoals energiezuinige chips en efficiëntere koelsystemen belangrijk blijven, speelt software natuurlijk een hoofdrol in het totale energiegebruik. Het zijn immers deze applicaties die ervoor zorgen dat er een hele stack aan IT-componenten (hardware en software) nodig zijn om als organisatie van deze functionaliteit gebruik te kunnen maken. Energietechnisch gezien efficient geschreven software heeft dus impact op het totale energieverbruik van wat nu vaak wordt aangeduid als ‘datacenters’.
Software kan zowel direct als indirect bijdragen aan energieverbruik. Directe bijdragen omvatten de hoeveelheid rekentijd en geheugen die een toepassing vereist, terwijl indirecte bijdragen voortkomen uit interacties tussen software, besturingssystemen en hardware. Voor bedrijven betekent dit dat bewuste keuzes rond softwareontwerp en ‑gebruik cruciaal zijn om zowel kosten te beheersen als milieudoelstellingen te behalen.
Energiegebruik analyseren en optimaliseren
Het onderzoek introduceert een systematische aanpak om inefficiënt energiegebruik in software te identificeren en te reduceren. De methodologie omvat drie belangrijke stappen:
- Meten van energiegebruik: Door software te analyseren met behulp van gespecialiseerde hardware en tools kunnen onderzoekers bepalen hoeveel energie specifieke functies of processen verbruiken.
- Lokaliseren van hotspots: Hotspots zijn delen van de software die een bovengemiddeld aandeel in energiegebruik hebben. Deze worden geïdentificeerd door de metingen te koppelen aan specifieke onderdelen van de code.
- Analyseren en optimaliseren: Na identificatie van de hotspots worden de onderliggende oorzaken geanalyseerd. Vervolgens kunnen alternatieven worden overwogen, zoals het vervangen van een inefficiënt algoritme of het herstructureren van code.
Praktijkvoorbeeld
Een belangrijk deel van het onderzoek richtte zich op Redis, een populaire in-memory database. Redis werd getest op twee verschillende Linux-distributies: Alpine Linux en Ubuntu. De resultaten toonden aan dat Redis op Alpine Linux tot 20,2% meer energie verbruikt dan op Ubuntu. Deze bevinding is significant, gezien het brede gebruik van Redis in datacenters over de hele wereld.
De discrepantie in energiegebruik werd herleid tot een fundamenteel verschil in de C‑libraries die door de twee distributies worden gebruikt. Alpine maakt gebruik van musl, terwijl Ubuntu afhankelijk is van glibc. Specifiek bleek de implementatie van de memcpy-functie in musl minder energie-efficiënt dan die in glibc. Door deze functie te isoleren en te benchmarken, konden onderzoekers aantonen dat deze ene library-functie een aanzienlijke impact heeft op het energiegebruik van een volledige toepassing.
Implicaties voor IT- en business managers
Het onderzoek heeft zowel technische als zakelijke implicaties:
Voor IT-managers:
- Bewustzijn rond softwarekeuzes: Het gebruik van bepaalde besturingssystemen, programmeertalen en bibliotheken kan directe gevolgen hebben voor het energiegebruik. Tools en methodologieën zoals beschreven in het onderzoek kunnen helpen om inefficiënties te identificeren.
- Optimalisatie van bestaande systemen: Bedrijven kunnen energiekosten reduceren door hun huidige software stack te analyseren en te optimaliseren op basis van energiegebruik.
- Nieuwe standaarden en training: IT-teams moeten worden getraind in het schrijven en implementeren van energie-efficiënte code. Dit vraagt om een combinatie van technische kennis en bewustzijn van de bredere impact van softwarekeuzes.
Voor business managers:
- Kostenbesparingen: Verbeteringen in energie-efficiëntie kunnen leiden tot lagere operationele kosten, vooral in grootschalige IT-omgevingen. Aangezien energiekosten een significant deel van de operationele uitgaven van datacenters uitmaken, kan zelfs een kleine verbetering een groot verschil maken.
- Duurzaamheid: Steeds meer bedrijven zetten zich in voor duurzaamheid, niet alleen om kosten te besparen, maar ook om te voldoen aan regelgeving en de verwachtingen van aandeelhouders en klanten. Het aanpakken van energiegebruik in software biedt een meetbare manier om deze doelen te ondersteunen.
- Strategische positionering: Bedrijven die technologie en duurzaamheid combineren, kunnen zich onderscheiden in de markt en aantrekken van talent en investeerders die waarde hechten aan maatschappelijke verantwoordelijkheid.
Aanbevelingen
Om de inzichten uit het onderzoek te implementeren, kunnen bedrijven de volgende stappen ondernemen:
- Voer een energie-audit uit: Analyseer de energie-efficiëntie van huidige softwaretoepassingen. Gebruik hiervoor gespecialiseerde tools zoals energiemeters op hardware-niveau of software-analysetools.
- Overweeg alternatieven: Wanneer inefficiënties worden geïdentificeerd, overweeg dan alternatieve oplossingen. Dit kan variëren van het wijzigen van bibliotheken tot het herontwerpen van delen van de software.
- Werk samen tussen afdelingen: IT-teams en zakelijke leiders moeten nauwer samenwerken om ervoor te zorgen dat technische beslissingen in lijn zijn met zakelijke doelstellingen.
- Investeer in R&D: Onderzoek naar energie-efficiëntie in software staat nog in de kinderschoenen. Bedrijven die hierin investeren, kunnen een concurrentievoordeel behalen door voorop te lopen op dit gebied.
Het onderzoek benadrukt hoe softwarekeuzes een impact kunnen hebben op energiegebruik. Het biedt bedrijven een kans om niet alleen kosten te besparen, maar ook om een actieve rol te spelen in het verminderen van de ecologische voetafdruk van de IT-sector.
Voor IT-managers betekent dit dat energiegebruik een onderdeel van de technische strategie moet worden. Voor business managers biedt het een manier om kosten te reduceren en duurzaamheid te integreren in de bedrijfsvoering. Door de inzichten en methodologieën uit het onderzoek toe te passen, kunnen bedrijven hun IT-systemen optimaliseren voor de uitdagingen en kansen van 2025 en verder.
Het onderzoek is hier te vinden.
