Antes do Cloud Native: Construindo uma Fundação Sólida para a Nuvem Impactando um Futuro Sustentável

Introdução

Em um mundo cada vez mais digital, inovações em tecnologias Cloud Native não são apenas uma questão de avanço tecnológico, mas também impactam mudança social e ambiental. Esta jornada começou com a compreensão de como uma Cloud Foundation, DevOps, FinOps, e a Observabilidade não apenas definem o futuro de uma empresa, mas impactam diretamente em uma responsabilidade social e sustentabilidade ambiental.

O Papel da Computação Verde

A Green Computing vai além da eficiência energética, englobando a escolha de materiais sustentáveis, redução de resíduos eletrônicos e promoção da reciclagem. Em data centers, práticas como uso de energia renovável e otimização de servidores são fundamentais para reduzir o impacto ambiental.

Impacto Ambiental

A conscientização sobre o impacto ambiental da tecnologia é crucial para promover práticas sustentáveis no setor de TI. Aqui estão alguns dados que destacam a importância da eficiência energética e da gestão ambiental responsável em tecnologias de TI:

1. Resíduos Eletrônicos Globais: Em 2019, aproximadamente 54 milhões de toneladas de resíduos eletrônicos foram gerados mundialmente, mas somente 17% receberam reciclagem adequada.

2. Exportação de Resíduos Eletrônicos dos EUA: As regulamentações federais norte-americanas atualmente permitem a exportação de lixo eletrônico, o que representa uma ameaça global à saúde humana. Estima-se que entre 5% a 30% dos 40 milhões de computadores usados nos EUA foram exportados para países em desenvolvimento em 2010. Em 2016, a Basel Action Network descobriu que 34% do lixo eletrônico monitorado nos EUA foi enviado para o exterior, quase todo para países em desenvolvimento.

3. Eficiência Energética em Data Centers: Em 2014, os data centers dos EUA consumiram 70 bilhões de kWh de eletricidade, As tecnologias e estratégias de design eficientes existentes podem reduzir o uso de energia dos servidores em 25% ou mais, enquanto as melhores práticas de gerenciamento e consolidação de servidores podem diminuir o consumo de energia em até 20%. A eletricidade utilizada por servidores e data centers nos EUA resulta na emissão de 28,4 milhões de toneladas métricas de CO2e anualmente.

4. Teletrabalho e Consumo de Energia: O teletrabalho durante a pandemia de COVID-19 em 2020 levou a uma redução de 13% no consumo de energia relacionado ao trabalho e a uma diminuição de 14% nas emissões de gases de efeito estufa.

5. Redução de Energia em Equipamentos de Escritório: Em 2018, computadores e equipamentos de escritório foram responsáveis por 13% do consumo total de eletricidade (227 bilhões de kWh) em edifícios de escritórios. A implementação de modos de baixo consumo de energia em equipamentos de escritório poderia reduzir seu consumo energético em 23%. Se todos os computadores desktop e impressoras fossem desligados à noite, o consumo de energia poderia ser reduzido em mais 9%.

Estas estatísticas destacam a necessidade de práticas sustentáveis no uso e gestão de tecnologias de TI, reforçando a importância de estratégias conscientes em computação verde e sustentabilidade ambiental.

Fonte: Center for Sustainable Systems

Padrões de Software Verde

A Green Software Foundation estabeleceu um banco de dados de padrões de software verde, que são mantidos e revisados por especialistas. Estes padrões são essenciais para garantir que a aplicação diminua emissões de carbono. O catálogo de padrões disponibilizado é amplo e abrange uma variedade de categorias, garantindo que profissionais de software encontrem práticas aplicáveis aos seus respectivos campos, tecnologias ou domínios.

• Green Software Foundation: Informações sobre padrões e práticas sustentáveis

• Green Software Patterns: Documentação sobre padrões de software verde.

Princípios, Padrões e Práticas

Os princípios de software verde fornecem um conjunto fundamental de competências necessárias para definir, executar e construir software sustentável. Já os padrões oferecem exemplos práticos de como aplicar esses princípios em cenários do mundo real, de forma neutra em relação a fornecedores. As práticas são padrões aplicados a produtos específicos de fornecedores, orientando os profissionais sobre como usar esses produtos de maneira mais sustentável.

Estratégias de Implementação

Na implementação de infraestruturas Cloud Native bem desenhadas, a adoção de frameworks bem-estruturados, como o Cloud Adoption Framework e o Well-Architected Framework, são essenciais. Esses frameworks auxiliam na criação de sistemas que são eficientes e performáticos, mas também ambientalmente responsáveis.

Cargas de Trabalho Sustentáveis no Azure

Abordando a sustentabilidade dentro do Azure, existe uma seção do Microsoft Azure Well-Architected Framework destinada a oferecer diretrizes para enfrentar os desafios de criação de ambientes com cargas de trabalho sustentáveis. Essas diretrizes aplicam práticas recomendadas com uma base técnica para construir e operar soluções sustentáveis, atendendo às necessidades comerciais e promovendo práticas ambientalmente responsáveis no Azure.

O que é uma carga de trabalho sustentável?

Refere-se a uma coleção de softwares que suportam um objetivo comercial comum, focando no impacto ambiental destas cargas de trabalho. Uma carga de trabalho sustentável descreve como prática de criar soluções que maximizam a utilização, minimizando o desperdício e a pegada ambiental. A eficiência das cargas de trabalho na nuvem combina otimização de custos, redução das emissões de carbono e otimização do consumo de energia.

Desafios Comuns na Implementação de Cargas de Trabalho Sustentáveis

Ao implementar cargas de trabalho sustentáveis, especialmente no contexto do Azure, enfrentamos desafios únicos:

• Alinhamento com Metas de Sustentabilidade: Avaliar e ajustar cargas de trabalho existentes para garantir que estejam em conformidade com os objetivos ambientais estabelecidos.
• Design Otimizado para o Meio Ambiente: Criar cargas de trabalho que sejam eficientes e ecologicamente corretas por natureza, minimizando o impacto ambiental.
• Medição das Emissões: Monitorar e acompanhar rigorosamente as emissões de carbono associadas às cargas de trabalho para avaliar o progresso em direção às metas de sustentabilidade.

Principais Áreas de Design para Sustentabilidade

Ao considerar a sustentabilidade em cargas de trabalho, focamos nas seguintes áreas principais de design:

1. Design do Aplicativo: Incorporar padrões de nuvem sustentáveis para desenvolver cargas de trabalho ecologicamente corretas.
2. Plataforma de Aplicativos: Escolher ambientes de hospedagem e dependências que priorizem a eficiência energética e a sustentabilidade.
3. Testes: Implementar estratégias de CI/CD e automação para realizar testes de software de forma mais sustentável.
4. Procedimentos Operacionais: Estabelecer processos que suportem operações sustentáveis e redução do impacto ambiental.

• Sustentabilidade Além de Desempenho e Custo Além da eficiência de desempenho e otimização de custos, outras áreas como segurança, confiabilidade e excelência operacional são essenciais para criar cargas de trabalho sustentáveis de longo prazo no Azure.

• Benefícios do Carbono da Computação em Nuvem: Um estudo da Nuvem da Microsoft sobre eficiência energética e de carbono do Azure.

Azure Carbon Optimization

O Azure Carbon Optimization é uma ferramenta inovadora da Microsoft que capacita organizações a medir e reduzir o impacto de carbono de sua infraestrutura na nuvem. Oferecendo dados detalhados de emissões por recursos, assinaturas e localizações, esta ferramenta integra-se perfeitamente ao portal do Azure, permitindo um acesso simplificado e baseado em permissões RBAC do Azure. Com recomendações práticas para otimização de recursos, o Azure Carbon Optimization não apenas ajuda a alcançar metas de sustentabilidade, mas também promove uma gestão de recursos mais eficiente e econômica. Este serviço destaca o compromisso da Microsoft com a responsabilidade ambiental, fornecendo insights valiosos e ações concretas para reduzir a pegada de carbono na nuvem. Outras ofertas de sustentabilidade da Microsoft Microsoft Sustainability Manager, Painel de Impacto de Emissões e Os insights de emissões do Microsoft Azure (versão prévia)

O que é Green Software?

Podemos dizer que Green Software é uma disciplina emergente que está diretamente envolvida por ciência climática, design de software, mercados de eletricidade, hardware e design de data centers. É focada na criação de software que seja eficiente em termos de carbono, emitindo o mínimo possível de carbono.

Como Ser um Praticante de Green Software

O que um praticante de Green Software deve conhecer:

• Eficiência de Carbono: Emitir a menor quantidade de carbono possível.
• Eficiência Energética: Usar a menor quantidade de energia possível.
• Consciência de Carbono: Fazer mais quando a eletricidade for mais limpa e menos quando for mais suja.
• Eficiência de Hardware: Usar a menor quantidade de carbono incorporado possível.
• Medição: O que não pode ser medido, não pode ser melhorado.
• Compromissos Climáticos: Entender o mecanismo exato de redução de carbono.

Iniciativas para um Impacto Ambiental Positivo

Na busca pela sustentabilidade e redução da pegada de carbono, várias estratégias podem ser empregadas, sendo as mais comuns o abatimento, a compensação e a neutralização de carbono. Vamos explorar cada uma delas:

1. Abatimento: Esta estratégia foca na redução direta das emissões de gases de efeito estufa. Isso pode ser alcançado através da implementação de tecnologias mais limpas, mudança de comportamentos e práticas operacionais, como a utilização de fontes de energia renováveis e a otimização da eficiência energética em processos e edifícios.

2. Compensação: A compensação envolve o investimento em projetos externos que reduzem as emissões de carbono, como projetos de reflorestamento ou de energia renovável. Esses projetos geram créditos de carbono, que podem ser utilizados para “compensar” as emissões que não podem ser eliminadas internamente.

3. Neutralização: A neutralização de carbono é o processo de alcançar um equilíbrio líquido zero nas emissões de carbono, combinando abatimento com compensações para neutralizar completamente o impacto de carbono de uma organização ou produto. Isso é frequentemente referido como alcançar “carbono neutro” ou “net zero”.

Cada uma dessas estratégias desempenha um papel importante na mitigação das mudanças climáticas e na transição para uma economia de baixo carbono. No contexto de Cloud Native e Green Software, esses compromissos orientam as decisões e práticas, desde o planejamento e design de software até a escolha de fornecedores e tecnologias.

Explorando novas fronteiras em sustentabilidade, a Microsoft testou um Datacenter Subaquático, visando uma implementação rápida e um menor impacto ambiental. Este projeto demonstra o potencial de soluções inovadoras em data centers para alcançar uma maior sustentabilidade.

Para entender melhor como a eficiência energética é implementada na prática, confira este Tour virtual em um dos datacenters da Microsoft, onde são empregadas tecnologias inovadoras para otimizar o uso de energia.

Importância da Medição e Avaliação

Uma medição das emissões de gases de efeito estufa é ideal para compreender e melhorar o impacto ambiental das organizações. Abaixado dois exemplos de métricas:

• Protocolo de Gases de Efeito Estufa (GHG Protocol): Uma ferramenta internacionalmente reconhecida para a contabilização e relatório de emissões de GEE, oferecendo um quadro abrangente para medir emissões diretas e indiretas.
• Intensidade de Carbono de Software (SCI): Uma métrica específica para avaliar a quantidade de emissões de GEE por unidade de funcionalidade em aplicações de software, ajudando desenvolvedores e organizações de tecnologia a otimizarem o impacto ambiental de suas soluções.

Ações para Redução de Carbono

Três ações essenciais para reduzir as emissões de carbono do software:

1. Utilizar menos recursos físicos: Reduzindo a necessidade de hardware e energia para sua produção e funcionamento.
2. Reduzir o consumo de energia: Otimizando o software para ser mais eficiente em termos de energia.
3. Uso inteligente de energia: Preferindo fontes de energia de baixo carbono.

Cultura DevOps e FinOps

A cultura DevOps, com seu foco em eficiência e automação, está alinhada com os objetivos de sustentabilidade. O FinOps, concentrando-se na otimização de custos e recursos, permitindo criar infraestruturas que maximizam a eficiência e minimizam o desperdício, apoiando a sustentabilidade no longo prazo.

Observabilidade e Sustentabilidade

A observabilidade detalhada é um componente crítico para a construção de sistemas Cloud Native sustentáveis. Ela envolve a coleta, monitoramento e análise de dados, permitindo uma compreensão profunda do comportamento do sistema e o uso dos recursos. Ao aplicar práticas de observabilidade, as equipes de TI podem identificar e mitigar ineficiências, reduzir o consumo de energia e melhorar a performance, alinhando-se assim aos princípios de sustentabilidade.

Computação Verde e Cloud Native

A integração da computação verde no Cloud Native reflete uma mudança cultural significativa, onde cada dado processado, leva em conta seu impacto ambiental. Ao implementar padrões de software verde, como os propostos pela Green Software Foundation, estamos garantindo que o caminho para inovações, respeitem o nosso meio ambiente, demonstrando que é possível alcançar excelência tecnológica sem comprometer a saúde do nosso planeta.

Contribuição para o Ecosistema Open Source

A adoção de práticas sustentáveis oferece uma oportunidade para contribuir de volta ao ecosistema Open Source. Desenvolvendo melhorias e plugins baseados em observações detalhadas e compartilhando conhecimento e melhores práticas, as organizações não apenas se beneficiam, mas também enriquecem o Open Source. Esta colaboração e compartilhamento são fundamentais para fortalecer a comunidade e promover um futuro promissor para tecnologias Cloud Native.

GreenOps: o futuro já chegou?

Pesquisas da Gartner revelam que as tecnologias voltadas para a sustentabilidade estão entre as três principais tendências para 2024. A projeção é que, até 2027, cerca de 25% da remuneração dos CIOs será determinada pelo impacto de suas iniciativas tecnológicas sustentáveis.

Conclusão: Um Chamado para a Mudança

Como profissionais de tecnologia, temos a possibilidade de liderar a transformação para práticas sustentáveis. Podemos adotar princípios de sustentabilidade, contribuindo ativamente para um futuro mais verde. Este artigo serve como auxílio para todos os profissionais de TI e todas áreas que tem interesse em integrar a sustentabilidade em suas práticas, promovendo um avanço tecnológico que proteja nosso planeta para as futuras gerações.

Ao adotar práticas sustentáveis e responsáveis, não estamos apenas moldando o futuro da tecnologia, mas também o futuro do nosso planeta e da humanidade. Cada passo em direção à sustentabilidade é um passo em direção a um legado duradouro que beneficiará não apenas a nossa geração, mas muitas que virão.

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