O que é Green Software e como essa disciplina emergente ajuda a habilitar a transformação sustentável?

Jan 29, 2024 | min leitura

Cristiano Manoel

O aquecimento global e a crise climática são uma realidade e desafios inegáveis, que demandam comprometimento, ação sincronizada e colaborativa de países, governos, empresas e sociedade civil. Para conseguirmos até 2050 manter a temperatura global abaixo de 2°C em relação ao nível de aquecimento do período pré-industrial e preferivelmente no limite de 1,5°C conforme acordo de Paris, todo mundo precisa fazer sua parte, pois este não é um trabalho e desafio de uma única entidade.

O agravamento da crise climática conforme o último relatório do IPCC e dados do relógio climático, causado pelo aumento substancial de emissão de gases que causam o efeito estufa (GHG), demonstra que a nossa janela de tempo para agir e fazer progressos sem precedentes de redução do aquecimento está praticamente fechada. Portanto, não temos tempo para esperar ou desperdiçar.

O setor TIC (Tecnologia da informação e comunicação) tem uma parcela cada vez mais relevante nas emissões globais de GHG, devido ao aumento do consumo de energia, em grande parte gerada a partir da queima de combustíveis fósseis, com alta intensidade em emissão Dióxido de carbono(CO2), no que tange a:

Produção e manufatura, uso e descarte de hardware de servidores e dispositivos de usuários finais,
Operação de data centers seja on-premise ou cloud,
Redes de transmissão de dados,
Armazenamento e processamento (CPU, GPU, TPU, NPUs, etc…) de dados de forma geral.

Neste contexto, Green Software, ou Software Verde, surge como uma disciplina e tipo de tecnologia sustentável que contribui para redução do impacto ambiental e também para habilitar a resolução de problemas e casos de uso de sustentabilidade em geral.

Com este enquadramento e contextualização, vamos a definição de Green Software.

O que é Green Software

De acordo com a Green Software Foundation, "Green Software é uma disciplina emergente na interseção entre a ciência climática, o design de software, os mercados de eletricidade, hardware e o design de data centers."

De forma mais direta, Green Software é um software projetado para ser eficiente em termos de energia, hardware e carbono. Desenvolvido de maneira responsável e sustentável ambientalmente, com o objetivo de minimizar seu impacto negativo no meio ambiente.

Essa disciplina, com essa forma de abordagem, é relativamente nova. Em 2019 a Fundação Green Software foi criada e publicou um primeiro conjunto de 8 princípios. Em 2022, os princípios de Green Software foram atualizados com base nos feedbacks da comunidade e também em lições aprendidas. Em 2023, foi lançada a primeira edição do relatório State of Green Software. Ainda neste ano foi lançada a versão beta do Impact Framework, que tem o objetivo de endereçar o problema e desafio de mensurar o impacto do software no meio ambiente de maneira padronizada e instrumentada.

Como Green Software está conectado a agenda ESG

A tecnologia digital é uma ferramenta essencial e poderosa para a entrega de resultados de sustentabilidade em escala de maneira responsável social e ambientalmente. Nesse contexto, ESG é um framework de governança super relevante para as empresas que buscam operar de forma sustentável e lucrativa.

O Green Software está conectado com a agenda ESG por meio da descarbonização promovida a partir do desenvolvimento de software sustentável (eficiente em uso de energia, de hardware e de emissões de carbono), conforme detalho mais a frente no texto. Assim, se contribui a alcançar metas empresariais de carbono por meio da redução das emissões originadas a partir do software produzido ou comprado, este usado dentro da cadeia de valor de negócio das empresas.

Segundo a Gartner, tecnologias para a sustentabilidade estão no top 10 de tendências para 2024, e até 2027 cerca de 25% da compensação de CIO's estará relacionada ao impacto de suas estratégias de tecnologia sustentável.

O desafio aqui é entregar alto desempenho de negócio, inovação e diferenciação de maneira alinhada aos objetivos de sustentabilidade organizacionais, por meio dos princípios, padrões e melhores práticas de Green Software e de outras capacidades digitais, tais como: DevOps, SRE, FinOps, etc.

Princípios de Green Software explicados:

Os princípios apresentados são intencionalmente amplos, genéricos e agnósticos. São projetados para orientar CTOs, CIOs, Principal architects, SREs ou DevSecOps engineers, product managers, pessoas desenvolvedoras, testers e UI/UX designers, além de organizações na tomada de decisões em todo ciclo de vida do software, desde o design, desenvolvimento, implantação, operação, até o sua eventual obsolescência.

De acordo com a GSF os princípios são os seguintes:

Eficiência energética: consuma a menor quantidade possível de eletricidade

A energia é produzida a partir de diferentes fontes, algumas das quais emitem níveis elevados de carbono na atmosfera. Combustíveis fósseis, como petróleo, carvão e gás, são exemplos de fontes de alta intensidade em carbono, enquanto fontes de energia renovável, como solar, eólica, hídrica e nuclear, são alternativas renováveis e de baixo carbono.

Quando entendemos que a eletricidade consumida por softwares de aplicativos móveis ou web, IA, blockchain ou machine learning, vêm de diferentes fontes de energia através da rede elétrica, fica claro que a eletricidade é um indicador para o carbono, pois em sua produção há emissão de carbono a depender da fonte. Como resultado, é crucial que as empresas priorizem a eficiência energética para reduzir as emissões de carbono e minimizar o impacto ambiental de suas aplicações.

É importante notar que, enquanto a transição energética está em curso, não temos energia 100% limpa o suficiente para garantir segurança energética globalmente. Isto reforça mais ainda a importância de observar este princípio, os padrões e melhores práticas para criar ou otimizar software, para que consuma a menor quantidade possível de energia, e assim reduzir a pegada de carbono de nossas aplicações.

Eficiência de hardware: utilize a menor quantidade possível de carbono incorporado

Existem dois conceitos importantes para entender este princípio:

Carbono incorporado ou embutido: a quantidade de poluição de carbono emitida durante o ciclo de vida de um dispositivo. Diferentes dispositivos de usuário final, como desktops, laptops, etc., possuem níveis variados de carbono incorporado. O processo de fabricação emite significativamente mais carbono do que durante o uso, portanto, um dispositivo pode emitir carbono mesmo quando não consome eletricidade.
Amortização: um método para determinar a quantidade de carbono incorporado emitido ao longo da vida útil esperada de um dispositivo. Por exemplo, se a construção de um computador emitiu 2000kg CO2eq e espera-se que dure quatro anos, então o servidor emite 500kg CO2eq por ano.

Para melhorar a eficiência do hardware, existem duas abordagens:

Ampliar a vida útil do hardware: normalmente o hardware é aposentado ou se torna obsoleto quando quebra ou não consegue mais processar cargas de trabalho modernas. Como líderes e pessoas desenvolvedoras de software, podemos usar técnicas de software verde para construir aplicativos que rodem em hardware mais antigo, de forma a estender sua vida útil.
Aumentar a utilização de recursos: data centers locais geralmente reservam capacidade computacional para lidar com picos de demanda e evitar problemas de desempenho, mas essa abordagem não é eficiente em termos de hardware. Uma solução mais eficaz é utilizar uma nuvem pública para escalar cargas de trabalho para cima ou para baixo usando o recurso de escalabilidade automática, aumentando a utilização do servidor e evitando desperdício de energia.

Consciência de Carbono: faça mais quando a eletricidade é limpa e menos quando é suja

A ideia central desse princípio é fazer mais (utilizar mais energia e recursos computacionais) quando há mais energia proveniente de fontes com baixa intensidade de carbono e fazer menos (economizar energia) quando há mais energia proveniente de fontes com alta intensidade de carbono.

Existem 2 abordagens consideradas como melhores práticas:

Deslocamento de demanda: Mover o seu recursos computacionais e o consumo de energia para diferentes locais (regiões e zonas) ou horários do dia onde a intensidade de carbono é menor.
Modelagem de demanda: Adaptar o seu consumo de energia em torno da variabilidade da intensidade de carbono para consumir mais em períodos de baixa intensidade e menos em períodos de alta intensidade.

Ser consciente do carbono significa entender que a energia que você consome nem sempre tem o mesmo impacto em termos de intensidade de carbono.

Perguntas comuns da jornada de adoção:

Por onde começar?

Qual é o cenário legislativo quanto à regulamentação de Green Software?

Quem deveria ser responsável por esse tema dentro da minha empresa?

Quais são os critérios de design para se ter um tech stack (frameworks, linguagens de programação, infraestrutura, persistência, hosting, etc…) verde?

Como medir as emissões de carbono das minhas cargas de trabalho atuais?

Como Green Software ajuda a reduzir custos de infraestrutura?

Qual tipo de arquitetura (monolito, microservices, serverless, etc…) é o mais eficiente do ponto de vista de consumo de energia?

Tenho milhões de linhas de código em uma linguagem de programação que não é eficiente em uso de energia, escritas de maneira ineficiente, qual a melhor estratégia de engenharia para endereçar isto?

Qual a melhor abordagem(Refatorar, Rearquiteturar, Replataformizar, etc.) para endereçar problemas, oportunidades e ou dívidas técnicas de Green Software do meu código legado, sem perder agilidade de negócio?

Como as capacidades de Green Ops, DevOps, melhores práticas de SRE e FinOps podem ajudar a desenvolver software de maneira sustentável, com eficiência operacional e alta produtividade?

Como conectar Green Software com os objetivos de experiência do desenvolvedor e velocidade do desenvolvedor?

Como avaliar o nível de maturidade atual dos meus times em Green Software?

Como definir um roadmap estratégico de Green Software?