ตัวชี้วัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์: วิธีวัดและปรับปรุงผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของโค้ด

รอยเท้าทางสิ่งแวดล้อมของซอฟต์แวร์ไม่ใช่เรื่องเฉพาะกลุ่มอีกต่อไป ศูนย์ข้อมูลคิดเป็นประมาณ 2-3% ของการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลก ซึ่งเทียบเท่ากับอุตสาหกรรมสายการบิน และส่วนแบ่งนั้นกำลังเพิ่มขึ้นเมื่อภาระงาน AI, การประมวลผลแบบคลาวด์ และบริการดิจิทัลที่เปิดตลอดเวลาขยายตัว ภาค ICT อาจใช้ไฟฟ้าทั่วโลกได้ถึง 20% ภายในไม่กี่ปีข้างหน้าหากแนวโน้มการเติบโตในปัจจุบันยังคงดำเนินต่อไปโดยไม่มีการตรวจสอบ.

สำหรับทีมวิศวกรรมและผู้นำด้านเทคโนโลยี คำถามไม่ใช่ว่าความยั่งยืนของซอฟต์แวร์มีความสำคัญหรือไม่ แต่เป็นวิธีการวัดมัน หากไม่มีตัวชี้วัดที่เป็นรูปธรรม ความยั่งยืนจะยังคงอยู่ในระดับของเจตนาดี ด้วยสิ่งเหล่านี้ มันจะกลายเป็นวินัยทางวิศวกรรม ซึ่งช่วยลดต้นทุน ปรับปรุงประสิทธิภาพ และสอดคล้องกับข้อกำหนดด้านกฎระเบียบและ ESG ที่เข้มงวดขึ้น.

คู่มือนี้ครอบคลุมถึงสิ่งที่ตัวชี้วัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์คืออะไร สิ่งใดสำคัญที่สุด มาตรฐานใหม่ที่กำลังก่อตัวขึ้นในด้านนี้ และวิธีการปรับปรุงที่สามารถวัดได้ในกระบวนการพัฒนาในโลกแห่งความเป็นจริง.

ความหมายที่แท้จริงของความยั่งยืนของซอฟต์แวร์

ความยั่งยืนของซอฟต์แวร์คือความสามารถของระบบซอฟต์แวร์ในการส่งมอบคุณค่าเมื่อเวลาผ่านไปในขณะที่ลดของเสียด้านสิ่งแวดล้อม เทคนิค และเศรษฐกิจให้เหลือน้อยที่สุด มันไม่ใช่แค่เรื่อง “การเขียนโค้ดสีเขียว” เท่านั้น แต่ยังครอบคลุมถึงสามมิติที่เชื่อมโยงถึงกัน.

ความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม มุ่งเน้นไปที่การลดการใช้พลังงาน การปล่อยคาร์บอน และของเสียจากฮาร์ดแวร์ตลอดวงจรชีวิตของซอฟต์แวร์ นี่คือมิติที่ได้รับความสนใจมากที่สุด และด้วยเหตุผลที่ดี: ทุกวงจรการคำนวณ ทุกการเรียก API ทุกการสืบค้นฐานข้อมูลใช้ไฟฟ้า และไฟฟ้านั้นมีต้นทุนคาร์บอน.

ความยั่งยืนทางเทคนิค กล่าวถึงสุขภาพในระยะยาวของฐานรหัสเอง ซอฟต์แวร์ที่สะสมหนี้ทางเทคนิค มีความซับซ้อนมากขึ้น หรือทนต่อการดัดแปลงจะยากต่อการบำรุงรักษาและมีประสิทธิภาพน้อยลงเมื่อเวลาผ่านไป โค้ดที่บำรุงรักษาไม่ดีไม่เพียงแต่ทำให้การพัฒนาช้าลงเท่านั้น แต่ยังสิ้นเปลืองทรัพยากรการคำนวณผ่านการดำเนินการที่ไม่มีประสิทธิภาพ กระบวนการที่ซ้ำซ้อน และการพึ่งพาที่ไม่จำเป็น.

ความยั่งยืนทางเศรษฐกิจ เกี่ยวข้องกับประสิทธิภาพด้านต้นทุนในการเรียกใช้และบำรุงรักษาซอฟต์แวร์ โครงสร้างพื้นฐานระบบคลาวด์ที่จัดเตรียมไว้มากเกินไป ทรัพยากรการคำนวณที่ไม่ได้ใช้งาน และไปป์ไลน์ CI/CD ที่พองตัวล้วนแสดงถึงของเสียทางการเงินที่เชื่อมโยงโดยตรงกับของเสียด้านสิ่งแวดล้อม องค์กรที่ปรับให้เหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพด้านต้นทุนมักจะได้รับผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมเป็นผลพลอยได้.

ทั้งสามมิตินี้เสริมซึ่งกันและกัน โค้ดที่สะอาดกว่ามักจะทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น ซอฟต์แวร์ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นมีค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานน้อยลง ต้นทุนการดำเนินงานที่ต่ำกว่าหมายถึงทรัพยากรที่สูญเปล่าน้อยลง การปฏิบัติต่อพวกเขาเป็นข้อกังวลที่เป็นหนึ่งเดียว แทนที่จะเป็นโครงการริเริ่มแยกกัน จะให้ผลลัพธ์ที่แข็งแกร่งที่สุด.

เหตุใดตัวชี้วัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์จึงมีความสำคัญในขณะนี้

กองกำลังหลายแห่งที่มาบรรจบกันกำลังทำให้ตัวชี้วัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์เป็นลำดับความสำคัญเชิงกลยุทธ์แทนที่จะเป็นแรงบันดาลใจทางเลือก.

แรงกดดันด้านกฎระเบียบกำลังทวีความรุนแรงขึ้น. คำสั่งการรายงานความยั่งยืนขององค์กรของสหภาพยุโรป (CSRD) และกรอบข้อตกลง Green Deal ที่กว้างขึ้นกำลังกดดันบริษัทต่างๆ ให้เปิดเผยผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมในทุกการดำเนินงาน รวมถึงโครงสร้างพื้นฐานดิจิทัล องค์กรที่ไม่สามารถหาปริมาณรอยเท้าของซอฟต์แวร์ได้จะพยายามดิ้นรนเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเหล่านี้.

ต้นทุนระบบคลาวด์ยังคงเพิ่มขึ้น. เมื่อองค์กรขยาย โครงสร้างพื้นฐานระบบคลาวด์, ความไม่มีประสิทธิภาพจะมีราคาแพงอย่างรวดเร็ว ตัวชี้วัดความยั่งยืน เช่น การใช้ทรัพยากรและพลังงานต่อธุรกรรมทับซ้อนโดยตรงกับการเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน การวัดอย่างใดอย่างหนึ่งมักจะเผยให้เห็นโอกาสในอีกด้านหนึ่ง.

ความมุ่งมั่นของ ESG ต้องการการสนับสนุน. หลายองค์กรได้ให้คำมั่นสัญญาด้านความยั่งยืนต่อสาธารณะ แต่คำมั่นสัญญาที่คลุมเครือโดยไม่มีเป้าหมายที่สามารถวัดได้จะบ่อนทำลายความน่าเชื่อถือ ตัวชี้วัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์ให้ข้อมูลที่จำเป็นในการแสดงความก้าวหน้าที่แท้จริง หรือระบุว่ามันขาดตกบกพร่องตรงไหน.

ขณะนี้มีมาตรฐาน ISO แล้ว. ในปี 2024 ข้อกำหนด Software Carbon Intensity (SCI) ซึ่งพัฒนาโดย Green Software Foundation ได้รับการรับรองเป็น ISO/IEC 21031:2024 สิ่งนี้ทำให้องค์กรมีกรอบการทำงานที่เป็นที่ยอมรับและได้มาตรฐานสำหรับการวัดผลกระทบของซอฟต์แวร์ต่อคาร์บอน ทำให้สาขานี้เปลี่ยนจากการประมาณการแบบเฉพาะกิจไปสู่การวัดอย่างเป็นทางการ.

กรอบความเข้มข้นของคาร์บอนของซอฟต์แวร์ (SCI)

กรอบงาน SCI สมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษเนื่องจากเป็นตัวแทนของความพยายามในการทำให้เป็นมาตรฐานที่สำคัญที่สุดในการวัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์จนถึงปัจจุบัน.

การทำงานของ SCI

SCI คำนวณการปล่อยคาร์บอนของแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ต่อหน่วยการทำงานโดยใช้สูตรง่ายๆ:

SCI = ((E × I) + M) / R

แต่ละตัวแปรแสดงถึงองค์ประกอบที่แตกต่างกันของรอยเท้าคาร์บอนของซอฟต์แวร์:

E (พลังงาน) คือพลังงานทั้งหมดที่ซอฟต์แวร์ใช้ไปในกิโลวัตต์ชั่วโมง (kWh) ซึ่งรวมถึงฮาร์ดแวร์ทั้งหมดที่สงวนไว้หรือจัดเตรียมไว้สำหรับซอฟต์แวร์ ไม่ใช่แค่สิ่งที่ใช้งานอยู่เท่านั้น ซึ่งเป็นความแตกต่างที่สำคัญที่ลงโทษการจัดเตรียมมากเกินไป.

I (ความเข้มของคาร์บอน) คือความเข้มของคาร์บอนเฉพาะภูมิภาคของโครงข่ายไฟฟ้า ซึ่งวัดเป็นกรัมของ CO₂ เทียบเท่าต่อ kWh ซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนกริดที่ใช้พลังงานหมุนเวียนเป็นหลักจะได้คะแนนดีกว่าซอฟต์แวร์ที่เหมือนกันซึ่งทำงานบนกริดที่ใช้ถ่านหินเป็นหลัก.

M (คาร์บอนที่ฝังอยู่) คิดเป็นการปล่อยก๊าซจากการผลิต การขนส่ง และการกำจัดฮาร์ดแวร์ที่ซอฟต์แวร์ทำงานในที่สุด ส่วนหนึ่งของการปล่อยมลพิษเหล่านี้จะถูกจัดสรรให้กับซอฟต์แวร์ตามส่วนแบ่งของอายุการใช้งานของฮาร์ดแวร์.

R (หน่วยการทำงาน) ทำให้ผลลัพธ์เป็นปกติโดยหน่วยการทำงานที่มีความหมาย — ต่อการเรียก API ต่อผู้ใช้ ต่อธุรกรรม ต่อการฝึกอบรม ML สิ่งนี้ทำให้คะแนน SCI สามารถเปรียบเทียบได้ในทุกการเปิดตัวและการเปลี่ยนแปลงสถาปัตยกรรมในขณะที่คำนึงถึงขนาด.

เหตุใด SCI จึงมีความสำคัญต่อทีมวิศวกรรม

กรอบงาน SCI เปลี่ยนความยั่งยืนจากการออกกำลังกายเพื่อการรายงานไปสู่สัญญาณทางวิศวกรรม คะแนน SCI ที่ลดลงในแต่ละรุ่นหมายความว่าซอฟต์แวร์มีประสิทธิภาพด้านคาร์บอนต่อหน่วยการทำงานมากขึ้น ทีมสามารถใช้เพื่อเปรียบเทียบแนวทางสถาปัตยกรรม (โมโนลิธกับไมโครเซอร์วิส เซิร์ฟเวอร์เลสกับที่จัดเตรียมไว้) ประเมินผลกระทบของคาร์บอนจากการเปลี่ยนแปลงโค้ดเฉพาะ ตัดสินใจโครงสร้างพื้นฐานโดยได้รับข้อมูลจากความเข้มของคาร์บอนของกริด และตั้งเป้าหมายความยั่งยืนที่เป็นรูปธรรมซึ่งเชื่อมโยงกับผลลัพธ์ที่วัดได้.

กรอบการทำงานนี้ให้รางวัลอย่างชัดเจนสำหรับการปรับปรุงสามประเภท: ประสิทธิภาพการใช้พลังงาน (ใช้ไฟฟ้าน้อยลง) การรับรู้คาร์บอน (การเลือกแหล่งพลังงานที่มีคาร์บอนต่ำหรือเวลา) และประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ (ใช้ทรัพยากรทางกายภาพน้อยลง).

ตัวชี้วัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์หลัก

นอกเหนือจาก SCI แล้ว หมวดหมู่ของตัวชี้วัดหลายประเภทเป็นรากฐานของแนวทางการวัดความยั่งยืนที่ครอบคลุม.

ตัวชี้วัดการใช้พลังงาน

การใช้พลังงานเป็นมาตรการที่ตรงที่สุดของผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของซอฟต์แวร์ ตัวชี้วัดสำคัญในหมวดหมู่นี้ ได้แก่ พลังงานต่อธุรกรรมหรือคำขอ (kWh ต่อการเรียก API ต่อการโหลดหน้า ต่อการสืบค้น) การใช้พลังงานทั้งหมดต่อบริการหรือแอปพลิเคชันในช่วงเวลาที่กำหนด การใช้พลังงานต่อเซสชันของผู้ใช้ และการดึงพลังงานที่ไม่ได้ใช้งาน พลังงานที่ระบบใช้เมื่อไม่ได้ประมวลผลงานอย่างแข็งขัน.

พลังงานที่ไม่ได้ใช้งานมีความสำคัญเป็นพิเศษ ระบบจำนวนมากใช้ทรัพยากรจำนวนมากแม้ว่าอัตราการเข้าชมจะต่ำ เนื่องจากบริการที่เปิดตลอดเวลา การสำรวจอย่างต่อเนื่อง อินสแตนซ์ที่จัดเตรียมไว้มากเกินไป หรือกระบวนการเบื้องหลังที่ทำงานไม่ว่าจะต้องการหรือไม่ก็ตาม การระบุและลดการใช้พลังงานที่ไม่ได้ใช้งานมักเป็นการปรับปรุงความยั่งยืนที่มีผลกระทบสูงสุดเพียงครั้งเดียวที่ทีมสามารถทำได้.

เครื่องมืออย่าง CodeCarbon, Cloud Carbon Footprint และแดชบอร์ดเนทีฟบนคลาวด์จาก AWS, Azure และ GCP สามารถช่วยหาปริมาณการใช้พลังงานในระดับความละเอียดต่างๆ ได้.

ตัวชี้วัดการใช้ทรัพยากร

การใช้ทรัพยากรวัดว่าซอฟต์แวร์ใช้ทรัพยากรการคำนวณที่จัดสรรให้กับซอฟต์แวร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพียงใด ตัวชี้วัดสำคัญ ได้แก่ การใช้ CPU เป็นเปอร์เซ็นต์ของความจุที่จัดเตรียมไว้ อัตราการใช้หน่วยความจำและการรั่วไหล ประสิทธิภาพการจัดเก็บ (รวมถึงข้อมูลที่ซ้ำซ้อนหรือกำพร้า) และ ปริมาณการถ่ายโอนข้อมูลเครือข่าย ต่อหน่วยการทำงาน.

อัตราการใช้ต่ำส่งสัญญาณถึงของเสีย หากแอปพลิเคชันของคุณมีการใช้ CPU เฉลี่ย 15% ในอินสแตนซ์ที่จัดเตรียมไว้ ประมาณ 85% ของพลังงานที่ใช้ในการจ่ายไฟให้กับอินสแตนซ์เหล่านั้นจะสูญเปล่า การปรับขนาดโครงสร้างพื้นฐานให้เหมาะสมกับความต้องการจริงเป็นหนึ่งในแนวทางปฏิบัติด้านความยั่งยืนที่มีผลกระทบมากที่สุด.

ตัวชี้วัดการปล่อยคาร์บอน

ตัวชี้วัดคาร์บอนแปลการใช้พลังงานเป็นผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม คาร์บอนในการดำเนินงานวัดการปล่อยก๊าซจากพลังงานที่ใช้ในระหว่างการทำงานของซอฟต์แวร์ (ส่วน E × I ของ SCI) คาร์บอนที่ฝังอยู่จะติดตามการปล่อยก๊าซจากการผลิตฮาร์ดแวร์ที่จัดสรรให้กับซอฟต์แวร์ ความเข้มของคาร์บอนทั้งหมดทำให้การปล่อยมลพิษทั้งหมดเป็นปกติตามหน่วยการทำงาน และคาร์บอนต่อการปรับใช้หรือการเปิดตัวจะติดตามการปล่อยก๊าซที่เกิดจากการทำงานของไปป์ไลน์ CI/CD กระบวนการสร้าง และโครงสร้างพื้นฐานการทดสอบ.

ตัวชี้วัดคุณภาพและการบำรุงรักษาของโค้ด

ตัวชี้วัดความยั่งยืนทางเทคนิคประเมินสุขภาพและประสิทธิภาพในระยะยาวของฐานรหัส ซึ่งรวมถึงดัชนีการบำรุงรักษาซึ่งให้คะแนนรวมที่สะท้อนถึงความซับซ้อนของโค้ด ปริมาณ และความสามารถในการอ่าน ความซับซ้อนของไซโคลเมตริกวัดจำนวนเส้นทางอิสระผ่านโค้ด ความซับซ้อนที่สูงขึ้นมักจะสัมพันธ์กับการใช้ทรัพยากรมากขึ้นและการบำรุงรักษาที่ยากขึ้น อัตราส่วนหนี้ทางเทคนิคหาปริมาณสัดส่วนของความพยายามในการพัฒนาที่ใช้ไปกับการแก้ไขปัญหาคุณภาพโค้ดที่สะสมไว้ การพองตัวของการพึ่งพาติดตามการพึ่งพาที่ไม่ได้ใช้หรือไม่จำเป็นซึ่งเพิ่มขนาดการสร้าง พื้นที่ผิวการโจมตี และค่าใช้จ่ายในการประมวลผล.

ตัวชี้วัดเหล่านี้เชื่อมโยงกับความยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อมเนื่องจากโค้ดที่มีโครงสร้างไม่ดีและซับซ้อนเกินไปมักจะใช้ทรัพยากรมากขึ้น ใช้เวลาในการประมวลผลนานขึ้น และต่อต้านการเพิ่มประสิทธิภาพประเภทที่ช่วยลดการใช้พลังงาน.

ตัวชี้วัดความสามารถในการปรับขนาดและประสิทธิภาพ

ตัวชี้วัดความสามารถในการปรับขนาดเผยให้เห็นว่าซอฟต์แวร์สามารถจัดการการเติบโตได้โดยไม่ต้องเพิ่มการใช้ทรัพยากรตามสัดส่วนหรือไม่ การเสื่อมสภาพของเวลาในการตอบสนองภายใต้โหลดวัดว่าประสิทธิภาพเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อความต้องการเพิ่มขึ้น การปรับขนาดการใช้ทรัพยากรติดตามว่าการเพิ่มภาระงานเป็นสองเท่าจะเพิ่มการใช้ทรัพยากรเป็นสองเท่า (การปรับขนาดเชิงเส้น) หรือเพิ่มขึ้นในระดับปานกลางมากขึ้น (การปรับขนาดย่อยเชิงเส้นซึ่งยั่งยืนมากกว่า) ผลผลิตต่อวัตต์ทำให้ความสามารถในการประมวลผลเป็นปกติโดยการป้อนพลังงาน และประสิทธิภาพการปรับขนาดอัตโนมัติจะประเมินว่าโครงสร้างพื้นฐานปรับขนาดขึ้นและลงได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำเพียงใดเพื่อตอบสนองต่อความต้องการ ลดช่วงเวลาของการจัดเตรียมมากเกินไป.

แนวทางปฏิบัติด้านความยั่งยืนในทางปฏิบัติและวิธีการนำไปใช้

ตัวชี้วัดจะมีคุณค่าเฉพาะเมื่อแจ้งการดำเนินการ แนวทางปฏิบัติต่อไปนี้แปลการวัดความยั่งยืนให้เป็นการปรับปรุงที่จับต้องได้.

การตรวจสอบพลังงานอย่างต่อเนื่อง

การฝังการตรวจสอบพลังงานในแนวทางปฏิบัติด้านการสังเกตมาตรฐานเป็นรากฐาน ซึ่งหมายถึงการรวมตัวชี้วัดพลังงานและคาร์บอนไว้ควบคู่ไปกับแดชบอร์ดประสิทธิภาพ การตั้งค่าการแจ้งเตือนสำหรับการเพิ่มขึ้นของทรัพยากร การใช้พลังงานที่ไม่ได้ใช้งานผิดปกติ และการลดการใช้งาน และการติดตามตัวชี้วัดพลังงานต่อบริการเพื่อระบุเป้าหมายการเพิ่มประสิทธิภาพที่มีผลกระทบสูงสุด.

เครื่องมือการตรวจสอบ เช่น Prometheus ที่มีตัวส่งออกพลังงานแบบกำหนดเอง แดชบอร์ด Grafana หรือแพลตฟอร์มความยั่งยืนโดยเฉพาะ เช่น Cloud Carbon Footprint ให้การมองเห็นที่จำเป็นในการดำเนินการกับข้อมูลความยั่งยืนแทนที่จะเป็นเพียงการรวบรวม.

การตัดสินใจด้านสถาปัตยกรรมสีเขียว

การเลือกสถาปัตยกรรมมักจะส่งผลกระทบต่อความยั่งยืนมากกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพในระดับโค้ด รูปแบบที่สำคัญที่สุด ได้แก่ การนำสถาปัตยกรรมที่ขับเคลื่อนด้วยเหตุการณ์มาใช้แทนการสำรวจอย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยขจัดการสิ้นเปลืองพลังงานในช่วงที่มีการใช้งานต่ำ การใช้การประมวลผลแบบไร้เซิร์ฟเวอร์หรือการปรับขนาดเป็นศูนย์จะหลีกเลี่ยงการจ่ายต้นทุนพลังงานของโครงสร้างพื้นฐานที่ไม่ได้ใช้งาน การใช้การแคชอัจฉริยะช่วยลดการคำนวณซ้ำซ้อนและการสืบค้นฐานข้อมูล การใช้การประมวลผลแบบเอดจ์สำหรับเวิร์กโหลดที่มีความไวต่อความหน่วงช่วยลดระยะทางในการถ่ายโอนข้อมูลและต้นทุนพลังงานที่เกี่ยวข้อง และการเลือกการจัดตารางเวลาที่คำนึงถึงคาร์บอนจะเปลี่ยนเวิร์กโหลดที่เข้มข้นไปยังช่วงเวลาหรือภูมิภาคที่โครงข่ายไฟฟ้าสะอาดกว่า.

ไปป์ไลน์ CI/CD ที่มีประสิทธิภาพ

โครงสร้างพื้นฐานการพัฒนาเองก็มีรอยเท้าคาร์บอนที่ทีมส่วนใหญ่ไม่เคยวัด แนวทางปฏิบัติ CI/CD ที่ยั่งยืน ได้แก่ การรันการทดสอบอย่างเลือกสรรตามโค้ดที่เปลี่ยนแปลงไปแทนที่จะดำเนินการชุดเต็มในทุกคอมมิต การดำเนินการทดสอบแบบขนานเพื่อลดเวลาในการทำงานของไปป์ไลน์ทั้งหมด การเพิ่มประสิทธิภาพภาพคอนเทนเนอร์โดยใช้ภาพพื้นฐานขั้นต่ำและการลบเลเยอร์ที่ไม่จำเป็น การแคชการพึ่งพาระหว่างการสร้างเพื่อหลีกเลี่ยงการดาวน์โหลดซ้ำซ้อน และการจำกัดการรันการทดสอบการรวมเต็มรูปแบบให้กับเหตุการณ์การผสานแทนที่จะเป็นทุกการผลักดัน.

การเพิ่มประสิทธิภาพและการปรับโครงสร้างโค้ด

ในระดับโค้ด การเพิ่มประสิทธิภาพที่เน้นความยั่งยืนจะกำหนดเป้าหมายการดำเนินการที่มีต้นทุนทรัพยากรสูงที่สุด ซึ่งหมายถึงการเพิ่มประสิทธิภาพการสืบค้นฐานข้อมูล — การแทนที่ SELECT * ด้วยการเลือกคอลัมน์เฉพาะ การเพิ่มดัชนีที่เหมาะสม และการกำจัดรูปแบบการสืบค้น N+1 หมายถึงการลบการพึ่งพาที่ไม่ได้ใช้ซึ่งทำให้ขนาดการสร้างและการใช้หน่วยความจำเพิ่มขึ้น ซึ่งรวมถึงการเลือกอัลกอริทึมที่ประหยัดพลังงาน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการดำเนินการที่ทำงานด้วยความถี่สูง และเกี่ยวข้องกับการลดการเรียก API ที่ไม่จำเป็นผ่านการจัดกลุ่ม การแคช และตรรกะฝั่งไคลเอ็นต์ที่ชาญฉลาดกว่า.

โครงสร้างพื้นฐานที่มีขนาดเหมาะสม

การจัดเตรียมมากเกินไปเป็นหนึ่งในรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุดและสิ้นเปลืองมากที่สุดในการประมวลผลแบบคลาวด์ การปรับขนาดให้เหมาะสมเกี่ยวข้องกับการวิเคราะห์การใช้ทรัพยากรจริงกับความจุที่จัดเตรียมไว้ การลดขนาดอินสแตนซ์ที่ทำงานด้วยการใช้งานต่ำอย่างสม่ำเสมอ การใช้การปรับขนาดอัตโนมัติที่ตอบสนองความต้องการอย่างแม่นยำ และการระบุและกำจัดทรัพยากรกำพร้า ปริมาณการจัดเก็บที่ไม่ได้ใช้ ตัวโหลดบาลานซ์ที่ไม่ได้ใช้งาน และสภาพแวดล้อมการพัฒนาที่ถูกลืม.

เครื่องมือสำหรับการวัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์

ระบบนิเวศของเครื่องมือที่กำลังเติบโตสนับสนุนการวัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์ในขั้นตอนต่างๆ ของวงจรการพัฒนา.

เครื่องมือของ Green Software Foundation , รวมถึงกรอบผลกระทบและคำแนะนำ SCI ให้รากฐานทางระเบียบวิธีสำหรับการวัดคาร์บอน ซึ่งขณะนี้ได้รับการสนับสนุนโดยการทำให้เป็นมาตรฐาน ISO.

CodeCarbon เป็นไลบรารี Python แบบโอเพ่นซอร์สที่ติดตามการใช้พลังงานและการปล่อยคาร์บอนของโค้ดที่ใช้การคำนวณอย่างเข้มข้น ซึ่งมีประโยชน์อย่างยิ่งสำหรับเวิร์กโหลดการฝึกอบรม ML.

Cloud Carbon Footprint เป็นเครื่องมือโอเพ่นซอร์สที่ประมาณการการปล่อยคาร์บอนของโครงสร้างพื้นฐานระบบคลาวด์ใน AWS, Azure และ GCP ตามข้อมูลการเรียกเก็บเงินและการใช้งาน.

Green Metrics Tool ทำให้การคำนวณ SCI เป็นไปโดยอัตโนมัติสำหรับแอปพลิเคชันที่ใช้คอนเทนเนอร์โดยการเปรียบเทียบซอฟต์แวร์และวัดการใช้พลังงาน การใช้ CPU และปริมาณการใช้เครือข่ายระหว่างการใช้งานจำลอง.

SonarQube วัดคุณภาพโค้ด ความสามารถในการบำรุงรักษา และหนี้ทางเทคนิค มิติความยั่งยืนทางเทคนิคที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพการใช้พลังงานโดยอ้อม.

แดชบอร์ดความยั่งยืนแบบเนทีฟบนคลาวด์ จาก AWS (Customer Carbon Footprint Tool), Google Cloud (Carbon Footprint) และ Azure (Emissions Impact Dashboard) ให้การมองเห็นเฉพาะแพลตฟอร์มเกี่ยวกับผลกระทบของคาร์บอนของเวิร์กโหลดบนคลาวด์.

เครื่องมือสร้างโปรไฟล์ เช่น Intel Power Gadget, RAPL (Running Average Power Limit) บน Linux และโปรไฟล์ระดับแอปพลิเคชันช่วยระบุจุดพลังงานในเส้นทางโค้ดเฉพาะ.

คำถามที่พบบ่อย

ตัวอย่างของตัวชี้วัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์คืออะไร

ตัวอย่างสำคัญ ได้แก่ การใช้พลังงานต่อธุรกรรม (kWh ต่อการเรียก API) คะแนน Software Carbon Intensity (SCI) อัตราการใช้ CPU และหน่วยความจำ ดัชนีการบำรุงรักษา อัตราส่วนหนี้ทางเทคนิค การปล่อยคาร์บอนต่อการปรับใช้ การใช้พลังงานที่ไม่ได้ใช้งาน และประสิทธิภาพการปรับขนาดทรัพยากร ตัวชี้วัด SCI ซึ่งปัจจุบันเป็นมาตรฐาน ISO (ISO/IEC 21031:2024) กำลังกลายเป็นมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับสำหรับการวัดคาร์บอน.

กรอบความเข้มข้นของคาร์บอนของซอฟต์แวร์ (SCI) คืออะไร

SCI เป็นวิธีการมาตรฐานสำหรับการคำนวณการปล่อยคาร์บอนของแอปพลิเคชันซอฟต์แวร์ต่อหน่วยการทำงานที่ใช้งานได้ พัฒนาโดย Green Software Foundation และนำมาใช้เป็น ISO/IEC 21031:2024 ใช้สูตร SCI = ((E × I) + M) / R โดยที่ E คือพลังงานที่ใช้ไป I คือความเข้มของคาร์บอนของกริด M คือการปล่อยฮาร์ดแวร์ที่ฝังอยู่ และ R คือหน่วยการทำงาน (ต่อผู้ใช้ ต่อคำขอ ฯลฯ).

5 P ของความยั่งยืนที่ใช้กับซอฟต์แวร์คืออะไร

5 P ได้แก่ People, Planet, Profit, Product และ Process แปลเป็นซอฟต์แวร์ดังนี้: People หมายถึงแนวทางการออกแบบที่มีจริยธรรมและครอบคลุม Planet หมายถึงการลดการใช้พลังงานและการปล่อยคาร์บอน Profit หมายถึงการเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุนโครงสร้างพื้นฐานและลดของเสีย Product หมายถึงการสร้างซอฟต์แวร์ที่ยังคงมีประสิทธิภาพและสามารถบำรุงรักษาได้ตลอดอายุการใช้งานเต็มรูปแบบ Process หมายถึงการนำเวิร์กโฟลว์การพัฒนาที่ยั่งยืนมาใช้ ตั้งแต่ CI/CD สีเขียวไปจนถึงการปรับใช้ที่คำนึงถึงคาร์บอน.

ตัวชี้วัดซอฟต์แวร์สามประเภทคืออะไร

ตัวชี้วัดผลิตภัณฑ์วัดลักษณะของซอฟต์แวร์เอง (คุณภาพโค้ด ความซับซ้อน ประสิทธิภาพ) ตัวชี้วัดกระบวนการประเมินเวิร์กโฟลว์การพัฒนา (เวลาสร้าง ความถี่ในการปรับใช้ อัตราข้อบกพร่อง) ตัวชี้วัดโครงการติดตามการจัดสรรทรัพยากรและความคืบหน้า (การปฏิบัติตามไทม์ไลน์ การติดตามต้นทุน ความเร็วของทีม) ตัวชี้วัดความยั่งยืนสามารถครอบคลุมทั้งสามประเภท.

คุณเริ่มวัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์ได้อย่างไร

เริ่มต้นด้วยการสร้างพื้นฐาน วัดการใช้พลังงานในปัจจุบัน การใช้ทรัพยากร และ (หากเป็นไปได้) การปล่อยคาร์บอนโดยใช้แดชบอร์ดระบบคลาวด์ที่มีอยู่หรือเครื่องมือโอเพ่นซอร์ส เช่น Cloud Carbon Footprint ระบุบริการที่มีการใช้พลังงานสูงสุดและแหล่งที่มาของของเสียที่ใหญ่ที่สุด เช่น โครงสร้างพื้นฐานที่จัดเตรียมไว้มากเกินไปหรือบริการที่ไม่ได้ใช้งานตลอดเวลา จากนั้นตั้งเป้าหมายการปรับปรุงเฉพาะ ลดพลังงานต่อธุรกรรมตามเปอร์เซ็นต์ที่กำหนด เป็นต้น และติดตามความคืบหน้าในแต่ละรุ่นต่อๆ ไป.

ความคิดสุดท้าย

ตัวชี้วัดความยั่งยืนของซอฟต์แวร์กำลังเติบโตอย่างรวดเร็ว การนำข้อกำหนด SCI มาใช้เป็นมาตรฐาน ISO ในปี 2024 ถือเป็นจุดเปลี่ยน ทำให้ทีมวิศวกรรมและองค์กรมีกรอบการทำงานที่เป็นที่ยอมรับสำหรับการวัดสิ่งที่ไม่สามารถวัดได้ก่อนหน้านี้ เครื่องมือสำหรับการสร้างโปรไฟล์พลังงาน การประมาณคาร์บอน และการเพิ่มประสิทธิภาพทรัพยากรกำลังเข้าถึงได้มากขึ้นและผสานรวมเข้ากับเวิร์กโฟลว์การพัฒนามาตรฐานมากขึ้น.

องค์กรที่ปฏิบัติต่อความยั่งยืนในฐานะวินัยด้านวิศวกรรมที่สามารถวัดได้ แทนที่จะเป็นแรงบันดาลใจที่คลุมเครือ จะอยู่ในตำแหน่งที่ดีกว่าในการปฏิบัติตามข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ ลดต้นทุนโครงสร้างพื้นฐาน และสร้างซอฟต์แวร์ที่ทำงานได้ดีโดยไม่มีต้นทุนด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่จำเป็น ตัวชี้วัดมีอยู่ เครื่องมือพร้อมใช้งาน ตัวแปรที่เหลือคือทีมจะเลือกใช้หรือไม่.

For teams looking to analyze digital platforms or gather media content for research and testing purposes, tools like Tube to MP4 allow secure offline access to video content, providing an additional resource to study performance, streaming behavior, and software efficiency in real-world scenarios.