Was ist das und warum sollten Sie sich darum kümmern?

Nachhaltiges Programmieren: Green Coding im Fokus

Green Coding stellt einen wirksamen und nachhaltigen Ansatz dar, der die Umweltbelastung reduzieren soll. Im Kern geht es um die Entwicklung von Algorithmen, die mit einem minimalen Energieverbrauch auskommen.

Es ist kein Geheimnis, dass Rechenzentren, die für die Bereitstellung von Online-Diensten unerlässlich sind, einen beträchtlichen Energiebedarf haben.

Tatsächlich beanspruchen Rechenzentren weltweit etwa 1 % des globalen Stromverbrauchs.

Während einige Unternehmen primär auf die Leistungsfähigkeit ihrer Webseiten achten und dabei die CO2-Emissionen vernachlässigen, setzen andere auf Green Coding, um ihre Software energieeffizient zu gestalten.

Einige Vorreiter, wie Amazon Web Services, planen, ihren kompletten Betrieb bis 2025 auf erneuerbare Energien umzustellen. Google verfolgt ein ähnliches ambitioniertes Ziel und möchte seine Rechenzentren bis 2030 mit kohlenstofffreier Energie betreiben.

Die zunehmende Digitalisierung führt zu einem stetig steigenden Bedarf an Rechenzentren. Es ist daher unerlässlich, dass diese mit erneuerbarer Energie betrieben werden und gleichzeitig der Energiebedarf der Webseiten selbst gesenkt wird.

Unternehmen können dies durch die Implementierung von Green-Coding-Strategien erreichen. Diese beinhalten Prinzipien und Methoden, die es Softwareentwicklern ermöglichen, effizienten und ressourcenschonenden Code zu schreiben.

Im Folgenden wird das Konzept des Green Coding genauer betrachtet und die Methoden aufgezeigt, die Unternehmen zur Reduzierung ihres Energieverbrauchs nutzen können.

Was bedeutet Green Coding?

Green Coding ist ein aktueller Begriff, der im Zusammenhang mit dem Umweltschutz immer mehr an Bedeutung gewinnt. Er zielt darauf ab, Softwareprogrammierern und -entwicklern zu ermöglichen, Computeralgorithmen zu entwickeln, die möglichst wenig Energie verbrauchen.

Softwareingenieure müssen bei der Entwicklung solcher Algorithmen zwei Hauptaspekte berücksichtigen:

• Strukturelle Aspekte: Hier geht es um den Energieverbrauch der einzelnen Codeblöcke.
• Verhaltensbezogene Aspekte: Hierbei betrachtet man den Energiebedarf der verschiedenen Benutzerszenarien, wie zum Beispiel das Abrufen von Twitter-Feeds oder das Senden von E-Mails.

Anstatt neue Prinzipien einzuführen, geht es darum, den Code so zu schreiben und zu gestalten, dass Funktionalität und Energieeffizienz Hand in Hand gehen. Jede Codezeile, die analysiert wird, beeinflusst den Energieverbrauch des Geräts, das den Code verarbeitet. Je mehr Code ein Gerät gleichzeitig verarbeitet, desto höher sind die CO2-Emissionen.

Green Coding befürwortet schlanke Codierungsprinzipien, bei denen ein minimaler Rechenaufwand erforderlich ist, um ein bestimmtes Ergebnis zu erzielen. Webentwickler legen Wert auf qualitativ hochwertige Medien mit kleinen Dateigrößen, um die Ladezeiten zu optimieren. Dadurch können Unternehmen die Verwendung großer Dateien reduzieren und somit die Wartezeit für Benutzer minimieren.

Zusätzlich zur Reduzierung des Energieverbrauchs trägt Green Coding zur Nachhaltigkeit und zur Suchmaschinenoptimierung (SEO) bei. Auch das Reduzieren der Bildschirmauflösung kann dazu beitragen, den Energieverbrauch zu senken.

Viele Digitalisierungsunternehmen bieten Schulungen zu den verschiedenen Schritten an, die ein Unternehmen unternehmen kann, um Green Coding in der Praxis umzusetzen.

Die Einführung umweltfreundlicherer Server spielt ebenfalls eine entscheidende Rolle. Unternehmen können in ihren Rechenzentren durch den Einsatz virtueller Server Energie sparen. Eine noch effizientere Option stellt die Containerisierung dar, welche im Wesentlichen eine Verbesserung gegenüber der Virtualisierung darstellt.

Wie können große Codezeilen der Umwelt schaden?

Code ist im Grunde die Programmierung, die Softwareingenieure nutzen, um Software zu entwickeln. Der Programmierstil eines Entwicklers kann unterschiedlich sein.

Bestimmte Software benötigt viel Speicherplatz auf der Festplatte und umfangreiche Rechenressourcen. Dies ist oft auf eine große Anzahl unnötiger Codezeilen und Funktionen zurückzuführen, die bei der Entwicklung verwendet wurden.

Im Vergleich zu einfacher Software führen die Prozessoren deutlich mehr Berechnungen durch, um das gewünschte Ergebnis zu liefern. Dieser erhöhte Rechenaufwand führt zu einem höheren Energieverbrauch und damit zu größeren CO2-Emissionen.

Viele Unternehmen arbeiten daher daran, die Anzahl der Codezeilen zu reduzieren, um Green Coding zu implementieren.

Die Ziele von Green Coding

Codierung kann sofort umweltfreundlicher werden, wenn man ähnliche Entwicklungsprozesse verwendet wie vor 20 Jahren, als die Codierung stark auf Größen und Längen ausgerichtet war.

Die Fähigkeit von Programmierern, weniger effizienten Code zu schreiben, hat mit der zunehmenden Verwendung von Bibliotheken und Frameworks im Laufe der Jahre zugenommen.

Obwohl diese Techniken in der heutigen Zeit zweifellos Vorteile bieten, können sie auch schädliche Auswirkungen haben.

Die Verwendung einer Vielzahl von Frameworks und Bibliotheken kann die Qualität der Software beeinträchtigen. Wenn Software längere Programmiercodes lesen muss, um eine Anfrage zu verarbeiten, führt dies zu höheren Emissionen.

Es ist entscheidend, dass jetzt gehandelt wird, um unsere Umwelt zu schützen. Der richtige Zeitpunkt für Green Coding ist also jetzt.

Das Hauptziel von Green Coding ist es, ein Gleichgewicht zwischen Energieverbrauch und Programmierqualität zu finden.

Moderne Anwendungen werden häufig über die Cloud bereitgestellt. Das Wachstum cloudbasierter Dienste hat auch zum Ausbau energieintensiver Rechenzentren geführt.

Daher ist es wichtig, Green Coding zu fördern, um CO2-Emissionen zu reduzieren und die Hardware zu optimieren. Nachhaltige Softwareinterventionen können neue Möglichkeiten zur Energieeinsparung eröffnen.

Die drei Säulen von Green Coding

Green Coding basiert auf drei Säulen, die die Grundlage für das Schreiben, Entwickeln und Ausführen von Code bilden:

• Die erste Säule befasst sich damit, was der Code selbst erzeugt und ob der Energieeinsatz effizient ist.
• Die zweite Säule betrifft den Entwicklungsprozess und die Frage, ob ein ähnlicher Code mit weniger Energie generiert werden könnte.
• Die dritte Säule beschäftigt sich mit dem Ort, an dem die Software betrieben wird, und ob unnötig viel Energie für die Ausführung verbraucht wird.

Diese Fragen helfen Entwicklern dabei, das Konzept des Green Coding zu verstehen und ihre Arbeit entsprechend auszurichten.

Die drei Säulen sind:

Grünere Logik

Beim Green Coding zählt jede Entscheidung. Selbst kleine Optimierungen können einen erheblichen Einfluss auf die Umwelt haben. Unternehmen können die folgenden Punkte berücksichtigen:

• Vermeidung unnötigen Codes
• Häufigkeit der Codeausführung
• Nähe der Datenverarbeitung
• Einsatz ressourcenschonender Bibliotheken
• Nutzerorientierte visuelle Inhalte

Grünere Methodik

Schlanke und agile Methoden fördern umweltfreundliches Programmieren im gesamten Softwareentwicklungsprozess. Continuous Integration und Continuous Delivery beeinflussen den gesamten Entwicklungslebenszyklus positiv.

Green Coding ist ein Kernstück nachhaltiger Software und trägt maßgeblich zur Reduzierung von CO2-Emissionen bei.

Grünere Plattform

Für maximale Energieeffizienz passen Unternehmen ihren Code an ihre Entwicklungsplattform an. Hierbei werden drei Methoden verwendet:

• Optimale Nutzung: Minimale Optimierung aufgrund zu großzügiger Planung kann vermieden werden. Die Komprimierung von Codeblöcken kann ebenfalls hilfreich sein.
• Präzise Konfiguration
• Ganzheitliche Messungen

Mithilfe dieser drei Säulen können Sie leicht umweltfreundlich programmieren.

Welche Programmiersprachen sind am energieeffizientesten?

Energieeffizienz betrifft nicht nur die Hardware, sondern auch die Software, einschließlich der verwendeten Programmiersprache.

Wenn Sie Green Coding umsetzen möchten, müssen Sie die Energieeffizienz der von Ihnen gewählten Programmiersprache berücksichtigen.

Die Effizienz einer Programmiersprache hängt von verschiedenen Faktoren ab: Energie, Speicher und Zeit. Die Effizienz kann durch optimierte virtuelle Maschinen, Compiler, Bibliotheken und Quellcode verbessert werden.

Ingenieure, Entwickler und Forscher arbeiten stetig daran, die Programmierung umweltfreundlicher zu gestalten. Ein portugiesisches Forscherteam untersuchte die 27 meistgenutzten Programmiersprachen, um ihre Effizienz zu bestimmen und zu beantworten, ob eine schnellere Programmiersprache auch effizienter oder umweltfreundlicher ist.

Die Forscher testeten die Sprachen, indem sie Programme mithilfe fortschrittlicher virtueller Maschinen, Compiler, Bibliotheken und Interpreter ausführten. Anschließend analysierten sie die Effizienz jeder Programmiersprache unter Berücksichtigung des Energieverbrauchs, der Ausführungszeit und des Speicherbedarfs.

Als Ergebnis identifizierten sie die 5 energieeffizientesten Programmiersprachen:

1. C

2. Rust

3. C++

4. Ada

5. Java

Es wurde festgestellt, dass schnellere Programmiersprachen nicht zwangsläufig die energieeffizientesten sind. Während Java sowohl bei der Energieeffizienz als auch bei der Geschwindigkeit gut abschneidet, gehören Python, Perl und Ruby zu den am wenigsten effizienten Programmiersprachen.

Best Practices zur Energieeinsparung und Emissionsreduzierung

Unternehmen suchen verstärkt nach Wegen, die Umweltauswirkungen von CO2-Emissionen zu reduzieren. Selbst das Ausschalten von Computern und Geräten hat aufgrund der schieren Menge an Geräten weltweit einen erheblichen Energieverbrauch. Durch die Implementierung bestimmter IT-Praktiken kann der Energieverbrauch jeder Workstation um 17 bis 74 Prozent gesenkt werden.

Hier sind einige Schritte, die Unternehmen und Softwareentwicklungsfirmen zur Minimierung von Emissionen und Förderung einer nachhaltigen IT unternehmen können:

• Dateiverkleinerung: Durch die Verwendung von Medienkomprimierungssoftware kann die Dateigröße von Bildern, Text oder Videos reduziert werden, was zu schnelleren Ladezeiten und einem geringeren Energieverbrauch führt.

• Priorisierung von Medien: Webentwickler sollten auf hochwertige Medien setzen, um die Qualität der Programme und Anwendungen zu erhalten.

• Reduzierung der Codezeilen: Green Coding bietet einen wirksamen Ansatz zum Umweltschutz. Anstelle der Verwendung von Bibliotheken und Frameworks, die zu großen Codelängen führen, kann man, wenn möglich, auf manuelle Codierungspraktiken zurückgreifen. Dies verbessert nicht nur die Codequalität, sondern reduziert auch die Emissionen.
• Optimierung der Raumnutzung: Die Maximierung des Platzes im Rechenzentrum kann die Kühl- und Energiekosten minimieren.
• Verlagerung von Servern: Die Verlagerung von Servern in kältere Klimazonen kann die Treibhausgasemissionen um bis zu 8 % reduzieren.
• Best Practices für Rechenzentren: Unternehmen können unerwünschte Emissionen reduzieren, indem sie bestimmte Best Practices befolgen. Diese umfassen:
• Nutzung der Außenluftkühlung
• Automatisierung der Steuerung von Sicherheit, Außenkühlung und Beleuchtung
• Kühlen nach Bedarf, um unnötige Energieverluste zu vermeiden
• Trennung von kalten und warmen Gängen
• Erreichen einer Leistungseffizienz von 1,2 oder weniger
• Entfernen von Zombie-Servern, die keine Rechenleistung erbringen, aber weiterhin angeschlossen sind

• Migration in die Cloud: Cloud-Energie ist in Bezug auf Skalierung und Kosteneffizienz vorteilhaft.
• Einsatz effizienter und moderner IT: Ältere Systeme benötigen mehr Energie und erzeugen mehr Wärme, was eine zusätzliche Kühlung erforderlich macht. Tools helfen dabei, unnötige Systeme zu identifizieren.
• Einsatz energieeffizienter Computer: IT-Unternehmen sollten energieeffiziente Systeme nutzen und ihren Teams ermöglichen, eigene Codierungsmethoden zu wählen, ohne den Prozess unnötig kompliziert oder energieintensiv zu gestalten.

Nachhaltige IT-Praktiken sind nicht der einzige Weg, dem Unternehmen folgen können. Auch Einzelpersonen können zur Reduzierung des Energieverbrauchs beitragen. Hier einige Beispiele:

• Computer in den Ruhezustand versetzen, wenn sie nicht benutzt werden, anstatt sie im Standby-Modus zu belassen.
• Smarte Steckdosenleisten helfen, den „Vampir“-Energieverbrauch der Geräte zu reduzieren.
• Drucker nur für notwendige Aufgaben freigeben.
• Remote-Arbeit ist aufgrund des geringeren Infrastruktur- und Wartungsaufwands ebenfalls sehr effektiv bei der Reduzierung von Treibhausgasemissionen.

Schritte hin zu Green Coding

Green Coding ist ein wichtiger Schritt zur Reduzierung von CO2-Emissionen, was eine Verpflichtung gegenüber unserer Umwelt darstellt. Die meisten Organisationen haben bereits begonnen, an dem Projekt zu arbeiten, um optimale Green-Coding-Praktiken zu entwickeln.

So gehen Unternehmen in Richtung Green Coding vor:

• Schulungen für IT-Ingenieure zu umweltfreundlichem Programmieren anbieten, um die Codequalität zu verbessern und das Bewusstsein für die Bedeutung von Green Coding zu schärfen. Dies fördert auch ein genaueres Arbeiten, um die Codezeilen zu minimieren.
• Entwickler zu umweltfreundlichem Programmieren ermutigen, indem man Anreize und Innovationsmöglichkeiten schafft.
• Effizienz als Teil der Unternehmenskultur etablieren, sodass Entwickler ihren Code nach Bedarf gestalten können.
• Eine nachhaltige Strategie für das gesamte Team erstellen, die Flexibilität beim Codieren ermöglicht.

Fazit

Jedes Unternehmen sollte danach streben, die Umwelt zu schützen und nachhaltigere Praktiken zu verfolgen, um Emissionen zu reduzieren. Green Coding ist ein wichtiger Schritt in Richtung Umweltschutz, der weltweit breitere Akzeptanz finden muss.

Um CO2-Emissionen zu reduzieren, versuchen Sie, die Codezeilen zu minimieren und die Verwendung von Bibliotheken und Frameworks zu reduzieren, die unnötige Codezeilen hinzufügen und viel Energie verbrauchen.

Implementieren Sie Green Coding und ermutigen Sie Mitarbeiter, Kunden und andere Unternehmen, nachhaltige Praktiken anzuwenden. Dies trägt zu einer nachhaltigen IT bei und schützt die Umwelt vor schädlichen Emissionen.

Sie können sich auch eine Einführung in Green Computing ansehen.