Engenharia de Software Verde

Engenharia de Software Verde: A Maldição da Metodologia

Resumo - Ciência da Computação frequentemente parece distante de seus primos de ciências naturais, especialmente de engenharia de software que se sente mais perto de sociologia e psicologia do que à física. Medições físicas são muitas vezes raro em engenharia de software, exceto em alguns nichos. Tal nicho importante que é o consumo de energia de software, mineração verde, TI verde e computação sustentável, que todos caem sob a égide da engenharia de software verde.

Com a medida física do consumo de energia vêm todas as limitações de medição e experimentação que existem nas ciências naturais e engenharia. Questões não faltam, desde a atribuição do uso de energia, isolamento de componentes, a experiências replicáveis. Estes se ainda mais complicada pela computação em nuvem por meio de que os sistemas são virtualizados e atribuição de utilização de recursos é um problema sério.

Assim, neste trabalho discutimos o estado atual do consumo de energia de software, e para onde vai.

I. INTRODUÇÃO

Fundamentalmente todos os cálculos tem um custo. Não é de surpreender que as medições eléctricas de trabalho correspondem à computação também. Com a disponibilidade de telefones inteligentes, clusters fortemente paralelizáveis, centros de dados de cloud-mad, software e energia interagem mais facilmente do que nunca. Energia tem um custo para gerar, para entregar e armazenar. Entrega requer infraestrutura, armazenamento requer materiais para baterias, e o subproduto do consumo de energia, calor, requer refrigeração. Enquanto hardware consome principalmente energia, ele só pode ser tão eficiente quanto o software que comanda.

A interação do software com a energia é dividida entre muitos contextos. Dois contextos importantes são aplicações móveis e serviços de software hospedados nos data centers. Outros contextos incluem sensores embutidos, área de trabalho, etc.

a) Data Centers: são limitados pela energia em termos de limites de potência de sistemas de energia de rack, bem como refrigeração. Tipicamente a energia representa 50% a 100% do custo do equipamento adquirido durante a vida útil do equipamento [1]. Racks ter conexões de energia limitada. Apenas algumas unidades de energia pesadas podem ser alimentadas. Além disso, para cada unidade colocada, o calor desperdiçado deve ser abordado. Um centro de dados com um arrefecimento deficiente vai pagar ainda mais no consumo de energia devido ao uso excessivo do sistema de arrefecimento de cada servidor hospedado. Normalmente serviços oferecidos por um centro de dados são serviços de software e, em muitos casos, os serviços são provisionados dinamicamente em máquinas virtuais ou outros recipientes.

b) Móvel: As aplicações são ligeiramente diferentes, a sua disponibilidade é afetada pela disponibilidade de energia. Sem energia da bateria disponível, nenhuma aplicação poderia sobreviver. A energia usada por dispositivos móveis é insignificante, geralmente inferior a ampola de CFL durante o carregamento - ainda as baterias são compostas de materiais potencialmente tóxicos e caros. Reduzindo o consumo de energia móvel leva a uma vida mais longa da bateria, combinada com a substituição da bateria reduzida, e mais disponibilidade para o usuário final.

c) Embarcados / Sensores sem fio: normalmente são executados em computadores de energia muito baixos e sensores que transmitem informações com pouca frequência. A disponibilidade e fiabilidade desses sistemas são ambos diretamente afetados pelo design de hardware e software.

Apenas nestes contextos sozinho motivar a importância da eficiência energética e o estudo do consumo de energia software. O Consumo de Software é inerentemente multidisciplinar, como engenheiros de diferentes servir, confiar, e atender a outros engenheiros. Os criadores de hardware só podem fazer muito até que se torne a responsabilidade do desenvolvedor de software para desenvolver software de uma forma eficiente e sustentável de energia. Os pesquisadores da engenharia de software têm notado este problema e tomaram a tocha, aceitando assim a sua responsabilidade por alguns dos custos de consumo de energia de aplicações.

Assim, o público-alvo deste trabalho é principalmente pesquisadores de engenharia de software e desenvolvedores, mas o impacto deste campo é muito mais amplo. Os usuários finais são afetados pelo consumo de energia software pelo efeito do uso de desktop e laptop de energia em suas contas de energia. A disponibilidade de dispositivos móveis de usuário final é muito afetado pelo consumo de energia software, no qual um programa ineficiente pode praticamente deixar alguns usuários ociosos, sem a capacidade de se comunicar. engenheiros elétricos e engenheiros de computação são afetados pelo consumo de energia software como eles têm de trabalhar lado a lado com os engenheiros de software para produzir hardware que permite a computação de propósito geral e ainda fornece métodos de alcançar a eficiência energética. Se os designers de hardware estão cientes das limitações de desenvolvedores de software que podem atender às necessidades de desenvolvedores de software e usuários finais também. Gestores e outras partes interessadas são afetados pelo consumo de energia software, porque eles têm um orçamento para os custos de data-center, e o consumo de energia pobre vai afetar as vendas de software. Além disso, como os impostos de carbono estão sendo cobrado, o consumo de energia torna-se um importante item do orçamento.

Neste artigo eu apresento software consumo de energia, discutir os desafios passados e presentes, obras e questões relevantes para as comunidades de engenharia de software. Então eu discutir as minhas previsões para o futuro do consumo de energia de software, e em que essa investigação irá para a próxima década.

II. APROFUNDANDO

Energia é o esforço dispendido para concluir uma tarefa. Para a eletricidade que normalmente usam joules (J), a unidade de energia do Sistema Internacional (SI), para indicar a energia que uma tarefa leva. O poder é a taxa instantânea do consumo de energia ou o trabalho que está sendo feito. Tipicamente energia é medida em Watts, que é o valor instantâneo do trabalho feito. A multiplicação do poder pelo tempo é a energia ou energia é a integração da energia ao longo do tempo. Às vezes a energia é medida em watts-horas (por exemplo, 1Wh) por fornecedores de eletricidade, onde 1kW h = 3600J. Para poder serviços de longa execução é uma medida comum (uso de energia média por segundo), enquanto que para as tarefas com um início claras e termina energia é uma medida comum - o custo de uma tarefa.