Management

IT beheer
powerbutton

Inzicht in software lijkt sleutel tot duurzamer IT

Abstractie in code blijkt harde nood voor ernergiebespaarders

28 oktober 2016

Abstractie in code blijkt harde nood voor ernergiebespaarders

Software bepaalt wat hardware doet en bepaalt daarmee ook het energieverbruik van IT. Maar het tunen van software-energieverbruik wordt moeilijker naarmate de programmeurs meer gebruik maken hun belangrijkste instrument om de conceptuele complexiteit te beteugelen: abstractie.

Dat valt af te leiden uit onderzoek van Bernard van Gastel van de Open Universiteit. Hij ontwikkelde en evalueerde methoden om programmacode snel op energie-efficiëntie te beoordelen.

Sleutelen aan de energieeffciëntie van hardware is een belangrijke manier om het explosief groeiende energieverbruik voor informatieverwerking terug te dringen. Maar de vooruitgang op hardwaregebied houdt de groei van de informatiehonger niet bij. Bovendien is er misschien wel meer te halen door te sleutelen aan de software, die feitelijk bepalend is voor het grootste deel van het energieverbruik door computers. Software die meer geheugen gebruikt dat strikt noodzakelijk dwingt tot inzetten van meer computers en als software meer operaties met data uitvoert dan noodzakelijk, dan moeten die computers harder of langer werken. Goed kijken naar hoe software werkt en hoe programmeerkeuzes het energieverbruik van de hardware beïnvloeden is daarom uit oogpunt van duurzaamheid misschien wel minstens ze belangrijk als zuiniger chips ontwikkelen.

Tradeoffs

Dat software meer of minder energie-zuinig kan zijn is al heel lang bekend en de eerste 'dingetjes om op te letten', zoals het vermijden van onnodig geheugenbeslag of onnodig lang lopende 'loops' in de code, worden ook wel benut. Maar echt weten wat in een code energie kost en hoeveel, en welke tradeoffs er zijn tussen energieverbruik en andere doelstellingen, zoals verwerkingssnelheid of evolueerbaarheid van de code, dat is nog nauwelijks bekend. Een belangrijkste oorzaak van dat gebrek aan inzicht is gelegen in het ontbreken van methoden om het energieverbruik van software te analyseren en te voorspellen. Met zijn promotieonderzoek probeert Van Gastel een aanzet te geven tot verbetering op dit vlak.

In zijn proefschrift ‘Assessing sustainability of software; analysing, correctness, memory and energy consumption’, legt Van Gastel de nadruk op de ontwikkeling van methoden om energieverbruik te analyseren. Ook verdiept hij zich in correctheid en geheugengebruik, omdat dit belangrijke voorwaarden zijn voor een laag energieverbruik. Foutieve routines in software kunnen veel energie verbruiken, zonder nuttige resultaten op te leveren. Met de ontwikkelde analysemethoden zouden programmeurs software kunnen ontwikkelen die een stukken duurzamer is.

Meer bewust

Volgens Van Gastel zijn de voorspellingen wat mondiaal energieverbruik betreft niet echt rooskleurig te noemen: het verbruik zal de komende jaren alleen nog maar toenemen. Het is daarom noodzakelijk dat de software-industrie duurzamer wordt. Mogelijkheid om programma’s te analyseren zijn een eerste belangrijke stap om dat te realiseren. Van Gastel hoopt dat de analysemethoden die hij voorstelt daarbij als eyeopener fungeren.

Van Gastel claimt dat het met de door het ontwikkelde methoden niet veel tijd hoef te kosten om software te analyseren op verschillende aspecten als energie- en geheugengebruik. Dit maakt het in de praktijk mogelijk om vergelijkingen te maken tussen de verschillende manieren waarop software is opgebouwd. Zelf ontdekte Van Gastel op die manier dat abstractielagen in broncode programmeurs in veel gevallen het zicht ontnemen op factoren die van invloed zijn op energieverbruik. Een netilige bevinding, wat abstractie is voor programmeurs nu juist bij uitstek een strategie om complexiteit te bedwingen en foutloze programma's te maken die qua functionaliteit grenzen verleggen.

Bernard van Gastel verdedigt zijn proefschrift ‘Assessing sustainability of software; analysing, correctness, memory and energy consumption’ vandaag vanaf 13.30 uur bij de faculteit Management, Science & Technology van de Open Universiteit in Heerlen. Zijn promotor is prof. dr. Marko van Eekelen van de Open Universiteit.

Lees meer over
Lees meer over Management OP AG Intelligence
2
Reacties
Fred 28 oktober 2016 23:36
Willem Verwijs 28 oktober 2016 14:01
Reactie toevoegen