Centric promovendus: energieverbruik software kan fors omlaag

11 oktober 2017 Consultancy.nl

Erik Jagroep van Centric heeft voor zijn promotie aan de Universiteit Utrecht een slimme energiemeter ontwikkeld die het stroomverbruik van software inzichtelijk maakt. De innovatie heeft volgens experts de potentie om een belangrijke bijdrage te leveren aan meer energie-efficiënte software.

Volgens ICT-dienstverlener Centric is de IT-branche goed voor maar liefst 10% van het totale wereldwijde energieverbruik. Hierbij ligt het misschien voor de hand aan de hardware te denken, maar ook de software is verantwoordelijk voor veel stroomconsumptie. Jagroep kwam erachter dat tot wel twee derde van het energiegebruik van computers afhankelijk is van de efficiëntie van de software die erop draait. Jagroep: “Mensen hebben echt geen idee van het energiegebruik van software. Om een voorbeeld te noemen: het hele Bitcoin-systeem gebruikt evenveel energie als heel Kroatië.”  

Slimme energiemeter

Software die zuiniger met energie omgaat, zou dan ook kunnen zorgen voor flinke besparingen. Alleen was het tot voor kort onmogelijk om precies vast te stellen welk delen van de software veel energie verbruiken en welke niet. Het promotieonderzoek van Jagroep brengt hier nu verandering in. Voor dat onderzoek ontwikkelde hij een methode die het energieverbruik van software analyseerbaar maakt. Hiermee is het mogelijk verschillende versies en configuraties van softwaretoepassingen objectief te vergelijken, door op basis van energiemetingen en performance-aspecten een ‘resource utilization score’ te berekenen.

Jagroep kan zo nauwkeurig in kaart brengen welke onderdelen binnen een softwarearchitectuur verantwoordelijk zijn voor welk energieverbruik. De methode verwerkte hij tot een slimme energiemeter waar gebruikers alle gegevens over het verbruik van de software van een dashboard kunnen aflezen. Het stroomverbruik wordt daarop zowel uitgedrukt in Joule als in de resource utilization score. De objectieve kwantificatie is volgens Jagroep ook belangrijk voor het proces van bewustwording onder softwaremakers en hij voorspelt dat zij steeds meer aandacht zullen schenken aan energieverbruik.

Centric promovendus: energieverbruik software kan fors omlaag

Duurzamere software

Het doel van Jagroep’s energiemeter is dan ook niet enkel om inzicht te verschaffen. Wat zijn innovatie mede zo waardevol maakt, is dat ontwikkelaars hem kunnen inzetten om te zorgen dat hun software duurzamer wordt. Jagroep: “De methodiek geeft inzicht op het niveau van de architectuur en softwarecode, waardoor softwareproducenten het energieverbruik kunnen optimaliseren waar de impact het grootst is.” Zo wist men tijdens een testcase study bij Centric de softwarearchitectuur zo aan te passen dat dit een energiebesparing van maar liefst 67% opleverde bij het genereren van complexe documenten.

In een wereld waarin het belang van de rol van computers nog altijd toeneemt, kan de energiemeter een waardevolle bijdrage leveren aan meer duurzaamheid: “Hoe digitaler de wereld, hoe groter de winst van efficiënt ontwikkelde zuinige software”, legt Jagroep uit. Zo zijn datacenters volgens Jagroep goed voor tien tot vijftien procent van het Amsterdamse energieverbruik. Daarnaast wordt veel software door miljoenen mensen keer op keer gebruikt zodat het opgetelde resultaat van de besparing aardig kan oplopen, zoals Jagroep aangeeft: “Een update van Firefox kan per vier miljoen gebruikers elk uur evenveel energie besparen als een Amerikaans huishouden in een maand gebruikt.”

Software kan zuiniger worden gemaakt door de manier waarop die wordt gecodeerd: “In één geval konden we door het slimmer schrijven van software een energiebesparing van ruim 60% behalen”, stelt Jagroep, die aangeeft dat de software daar ook nog sneller van werd – “maar meestal is het juist eerder een trade-off tussen snelheid en energieverbruik” – voegt hij nog wel toe. Dit betekent bijvoorbeeld dat de batterij van een smartphone het langer zou kunnen volhouden indien de gebruiker bereid is hiervoor iets aan snelheid in te leveren.

Zes stappen

In zijn thesis formuleert Jagroep zes praktische stappen richting energiezuinige software. Het gaat om de volgende aandachtspunten:

1. Formuleer energie-gerelateerde requirements
Ten eerste is het goed om vast te stellen wat de MVO-strategie van het bedrijf is en aan welke voorwaarden het product zal moeten voldoen om hierop aan te sluiten. Dit kan gaan over run-time aspecten maar ook over aanpassingen aan de software of architectuur.

2. Maak een energieprofiel van het product
Daarna kunnen de processen en de hardware worden geïnventariseerd en is het mogelijk om te kijken hoeveel energie die verbruiken. Zo wordt er een energieprofiel gemaakt dat kan dienen als benchmark voor het product.

energiezuinige software

3. Bepaal of aan de requirements wordt voldaan
Met het energieprofiel kan vervolgens worden bepaald of aan de requirements is voldaan. Eventueel zijn hiervoor aanvullende tests nodig, zoals bijvoorbeeld door het uitvoeren van een taak met het product. Het energieprofiel kan ook worden gebruikt om uit requirements volgende doelen te kwantificeren.

4. Bepaal de benodigde aanpassingen
Indien er aan bepaalde requirements niet wordt voldaan, moeten er aanpassingen worden bedacht. Hierbij is het belangrijk om te bepalen op welke ‘hot spots’ veranderingen nodig zijn. Een business case kan, bijvoorbeeld door veel ontwikkeluren, uitkomst bieden om een beslissing te onderbouwen als er hoge kosten verbonden zijn aan een aanpassing.

5. Pas de aanpassingen toe
Jagroep benadrukt dat het toepassen van veranderingen vaak meer voeten in de aarde heeft dan vooraf gedacht. Waar de ‘quick wins’ vaak relatief makkelijk en op korte termijn toe te passen zijn, gaan grotere aanpassingen over het algemeen gepaard met een langduriger ontwikkeltraject.

6. Ververs het energieprofiel en evalueer de requirements
Tot slot is het belangrijk om het behaalde effect van de gedane aanpassingen vast te stellen. Dit kan door op gezette tijden het energieprofiel te verversen en de requirements opnieuw te toetsen aan de hand van deze nieuwe benchmark.

Centric

Jagroep voerde zijn onderzoek uit in deeltijd aangezien hij tegelijkertijd ook in dienst was als adviseur bij Centric. Op 18 september is Jagroep definitief gepromoveerd. Ook na zijn promotie blijft hij zich als consultant inzetten voor Centric. Sjaak Brinkkemper, professor aan de Universiteit Utrecht en begeleider van Jagroep, toont zich erg enthousiast over de mogelijkheden van de innovatie en prijst Centric voor de rol die de organisatie heeft gespeeld: “Ik verwacht dat het een artikel met impact wordt en dus veel geciteerd gaat worden. Veel dank ook voor de ondersteuning van Centric. Langzamerhand profileert Centric zich met dit onderzoek als de nationale deskundige op dit gebied.”

Nieuws

Meer nieuws over