绿色编码：迈向可持续发展的关键一步
绿色编码是一种保护环境的有效且可持续的策略。 它着重于创建那些能耗最低的计算机算法，从而减少对能源的消耗。
如今，为运行公司服务的数据中心供电需要消耗大量的能源，这已经不再是一个秘密。
实际上，全球数据中心消耗的能量约占全球电力需求的 1%，这一数字令人担忧。
虽然许多企业在追求网站的高效性和强大功能时，往往忽略了碳排放问题，但也有一些企业选择采用绿色编码来运行他们的软件和服务，从而减少对环境的影响。
例如，亚马逊网络服务（AWS）计划在 2025 年之前使用 100% 的可再生能源为其所有运营提供动力。同样，谷歌也制定了宏伟的目标，即到 2030 年使用无碳能源来运行其所有数据中心。
随着数字化需求的不断增长，数据中心的使用也将随之增加。因此，我们迫切需要使用无碳和可再生能源为数据中心供电，并减少网站运营所需的能源消耗。
企业可以通过采用一套由原则和流程组成的绿色编码实践来实现这一目标，这些实践旨在帮助软件工程师创建最有效且满足要求的代码。
那么，让我们深入了解绿色编码的内涵，以及企业为了降低能耗而应采取的方法。
什么是绿色编码？
绿色编码是近来在各组织中日益流行的一个概念，其核心目标是为了保护环境。 它鼓励软件程序员和开发人员编写那些能耗最低的代码或计算机算法。
软件工程师在开发此类算法时，需要考虑两个关键因素：
- 结构因素： 这涉及到代码块本身的能量消耗。
- 行为因素： 这与用户场景相关的能源消耗有关，例如浏览社交媒体、发送电子邮件等。
绿色编码并非要在现有的实践上增加新的原则，而是在编写和设计代码时，同时兼顾功能性和能源效率。 因为每一行代码都需要被解析，处理代码的设备都会增加碳排放。 当设备在给定的时间内处理更多的代码时，碳排放量就会更高。
绿色编码提倡精益编码原则，即用最少的处理量来实现相同的结果和应用程序。 为了维护绿色的环境，网站开发人员优先考虑使用文件较小的高质量媒体来实现他们的目标。 在此基础上，组织可以通过减少大型文件的使用，来帮助用户获得更短的加载时间。
此外，绿色编码不仅能帮助企业减少能源消耗，还能促进可持续发展并提升搜索引擎优化（SEO）。 通过降低屏幕图像的分辨率，也可以实现 IT 的绿色未来，从而帮助开发人员节省更多的计算时间。
许多数字化转型企业正在通过实施各种步骤来继续实践绿色编码，并为各个级别的员工提供相关培训。
事实证明，采用更环保的服务器对于降低能耗至关重要。 企业可以通过使用虚拟服务器来扩展其服务器，从而节省数据中心的能源消耗。 除了虚拟化之外，容器化也是一种不错的选择，它在本质上是对虚拟系统的一种改进。
冗长的代码如何损害环境？
代码仅仅是软件工程师或开发人员为设计和开发软件而编写的程序。 开发人员编写的代码可以是简洁的，也可以是冗长的。
有些类型的软件需要占用计算机硬盘的大量空间，并且需要大量的计算资源才能运行，这往往是因为在开发过程中使用了大量无用的代码行和函数。
与简单的软件相比，处理器需要执行更多的计算才能获得结果。为了达到这样的结果，它会消耗更多的能量，从而导致更多的碳排放。
因此，许多组织正在努力减少代码行数，同时创建更加环保的程序。
绿色编码的目标
如果我们采用类似于 20 多年前的开发流程，那么编码可以立刻变得更加环保，因为那时候的代码对大小和长度有严格的限制。
多年来，随着库和框架的使用日益增多，程序员编写冗长或不够精炼的代码的能力变得毫无限制。
尽管这些技术无疑有利于数字化和现代化的发展，但它们也可能对环境造成危害。
大量使用框架和库可能会降低软件的质量。 当软件需要读取更长的代码来处理给定的请求时，就会导致更高的排放量。
总而言之，保护环境已刻不容缓，现在正是采用绿色编码的最佳时机。
绿色编码的主要目标是在能源消耗和编程质量之间找到一个平衡点。
在当今快速发展的科技世界中，现代应用程序通常部署在云端。 基于云服务的爆炸式增长也导致了需要消耗大量电力的密集型数据中心的扩张。
因此，我们需要更加专注于绿色编码，以减少碳排放和优化硬件。 这些技术确实有助于解决问题，而可持续的软件干预可以帮助开辟新的节能场景。
绿色编码的三大支柱
绿色编码完全建立在组织原则的基础上，并由三个支柱支撑，这三个支柱影响代码的编写、开发和运行方式。
- 第一个支柱关注“代码本身产生了什么？”或“在能源投入方面是否足够高效？”
- 第二个支柱关注“代码是如何产生的？”、“开发生命周期是否有效？”或者“是否可以用最少的能耗产生类似的代码？”
- 第三个支柱关注“软件在哪里运行？”或者“运行代码是否会消耗更多的能量？”
通过这些问题的引导，开发人员可以清楚地了解如何处理编码，以实现更环保的开发。
因此，绿色编码的三大支柱是：
更环保的逻辑
在绿色编码中，每一个决策都至关重要。 即使是一个微小的优化也会对环境产生显著的影响。 为了在组织内部实现这一目标，你可以关注以下几个方面：
- 零浪费代码
- 使用频率
- 接近性
- 低资源占用
- 以效益为导向的视觉内容
更环保的方法论
精益和敏捷方法可以使整个软件开发过程中的绿色编码实践更加容易实现。 因此，持续集成和持续交付会对开发生命周期产生积极的影响。
作为可持续软件的核心，绿色编码得到了广泛的应用，这有助于减少碳排放。
更环保的平台
为了最大限度地提高能源效率，组织应在其开发平台上采用绿色编码。 这涉及到三种主要方法：
- 最佳利用：在规划阶段，就要避免高估所需的结果。 这也包括将冗长的代码行压缩成必要的代码行。
- 精确配置
- 整体指标
有了这三个支柱，你就可以轻松地编写出更环保的代码。
哪种编程语言最节能？
能源效率不仅与硬件有关，也与软件有关，包括你用来编写代码的编程语言。
因此，如果你想实现绿色编码，就需要考虑你将要使用的编程语言的能源效率。
编程语言的效率取决于多种因素，包括能量消耗、内存占用以及执行时间。 效率还可以通过虚拟机、编译器、优化库以及更优质的源代码来提高。
目前，工程师、开发人员和研究人员正在努力使编码尽可能地绿色。 葡萄牙的一组研究人员对 27 种最常用的编程语言进行了研究，以确定它们的效率，并解答了一个问题：更快的编程语言是否更高效或更环保？
研究人员通过使用高级虚拟机、编译器、库和解释器执行或编译程序来测试这些语言。 随后，他们分析了每种编程语言的效率以及能耗、执行时间和内存使用情况。
研究结果显示，5 种最节能的编程语言是：
| C | Rust |
| C++ | Pascal |
| Ada |
此外，他们还发现，更快的编程语言并不总是最节能的。 虽然 Java 在能效和速度方面都名列前茅，但 Python、Perl、Ruby 等却是效率最低的编程语言之一。
节能减排的最佳实践
如今，企业正在积极寻求减少碳排放对环境影响的方法。 考虑到全球使用的设备数量，即使关闭和拔掉计算机或设备的电源线也可以节省大量的能源。 因此，通过实施一些 IT 实践，每个工作站的能源消耗可以轻松地降低 17% 至 74% 。
以下是一些数字化转型组织和软件工程公司可以采取的步骤，以尽量减少排放，并促进 IT 的可持续发展：
- 缩小文件尺寸：你可以使用媒体压缩软件来缩小图像、文本或视频的文件大小。 这将文件大小减半，促进更快的导航、更低的能耗和更好的用户体验。
- 优先级：网站开发人员需要了解高质量媒体的优先级，以确保程序和应用程序的质量。
- 减少代码行数：绿色编码有助于减少代码行数，这是一种保护环境的有效途径。 因此，尽可能采用传统的纯手动编码方式，而不是使用那些会导致代码变得冗长的库和框架。 这不仅有助于减少排放，还能提高代码质量。
- 合理利用空间：最大限度地利用数据中心的空间，是减少冷却和能源成本的有效方法。
- 迁移服务器：将服务器迁移到较冷的气候中，可以减少 8% 的温室气体（GHG）排放。
- 实施数据中心最佳实践：你可以遵循一些数据中心最佳实践，以减少不必要的排放。 这些做法如下：
- 专注于室外空气冷却。
- 自动控制安全、室外冷却和照明。
- 根据实际需要进行冷却。过度冷却会导致能量损失。
- 根据冷热温度分隔通道。
- 电源使用效率应为 1.2 或更低。
- 移除或拔下仍在插入但不进行计算的僵尸服务器。
- 迁移到云：云能源在可扩展性和成本效益方面更具优势。
- 使用功能强大且先进的 IT 设备：传统的系统需要消耗更多的电力。 大型服务器往往会产生大量的热量输出，这需要额外的冷却。 你可以使用一些工具来识别和移除那些无用的系统。
- 使用能效评级高的计算机：IT 巨头必须使用节能系统，以维持 IT 的可持续发展。 让你的团队选择自己喜欢的编码方式，而不是让流程变得更加复杂、耗时和耗能。
可持续的 IT 实践并非只有企业才能遵循。 个人也可以参与到减少设备能源消耗的行动中来。 一些简单有效的做法包括：
- 不使用计算机时，将其设置为睡眠模式，而不是保持待机状态。
- 升级到智能电源板，可以减少设备消耗的“吸血鬼”能量。
- 共享打印机，仅用于必要的工作。
- 远程工作可以减少基础设施和维护需求，这在减少温室气体排放方面也显得非常有效。
迈向绿色编码的步骤
绿色编码是减少碳排放的有效解决方案，体现了我们对地球和人类健康的责任。 这是一个新兴的概念，许多组织已经开始致力于开发最佳的绿色编码实践。
以下是企业或 IT 巨头可以采取的措施，以实现绿色编码：
- 为现有和新的 IT 工程师提供关于企业内部绿色编码的培训，以提高代码质量。 这可以提高人们对绿色编码重要性的认识，并鼓励开发人员更加精准地工作，从而减少代码行数。
- 通过奖励措施，鼓励企业内部的开发人员通过技能发展和创新来实现绿色编码。
- 将高效的文化和思维方式融入到企业文化中，允许开发人员根据需要设计代码。
- 为所有团队制定可持续的战略，允许他们根据所需资源进行灵活编码。
结论
每家企业都必须通过专注于减少能源排放的绿色实践来努力保护环境。 绿色编码是朝着环境保护迈出的重要一步，但仍需要在世界范围内得到更广泛的应用。
为了减少碳排放，请尽量减少代码行数，并尽量避免使用那些会增加不必要的代码行并消耗大量能量来运行的库和框架。
因此，请积极实施绿色编码，并鼓励你的员工、客户以及其他行业采用可持续的做法。 这将有助于实现可持续的 IT 发展，并保护环境免受有害排放的影响。
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