Các giải pháp kỹ thuật phần mềm xanh

09:00, 08/05/2025

Khi các hệ thống máy tính trở nên phổ biến, nhu cầu về các tài nguyên máy tính đòi hỏi năng lượng điện để chạy ngày càng tăng và góp phần đáng kể vào lượng khí thải carbon. Những lượng khí thải này liên quan đến việc sử dụng, phát triển và triển khai phần mềm trên các hệ thống máy tính. Kỹ thuật phần mềm xanh là con đường phía trước để hạn chế lượng khí thải nhà kính không kiểm soát được của ngành công nghệ.

Tóm tắt:

- Ngành công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) đang góp phần đáng kể vào lượng khí thải nhà kính:

+ Có thể chiếm 14% lượng khí thải nhà kính toàn cầu vào năm 2040, tương đương vận tải hàng không, đường bộ

và đường biển.

+ Dự báo sự phát thải này tiếp tục tăng trưởng mạnh mẽ trong thập kỷ tới.

- Giải pháp bền vững như phát triển phần mềm xanh, tối ưu hóa mã hóa, giảm kích thước dữ liệu, và sử dụng điện

toán đám mây đang được khuyến khích để giảm tác động môi trường.

- Cách xây dựng phần mềm xanh hơn:

+ Kiến trúc ứng dụng: Áp dụng mô hình như điện toán không máy chủ để giảm tiêu thụ năng lượng.

+ Mã hóa xanh: Chọn ngôn ngữ lập trình hiệu quả (C, Rust, C++, Java), tối ưu hóa thuật toán và giảm dữ liệu đào tạo AI. + Điện toán đám mây, biên, song song: Sử dụng các phương pháp này để giảm tiêu thụ tài nguyên và khí thải.

Việc phát triển kỹ thuật phần mềm xanh là yếu tố quan trọng để đạt được mục tiêu phát thải ròng bằng 0; do vậy các nhà phát triển phần mềm tương lai, cần phải có được kiến thức, kỹ năng và chuyên môn để phát triển các ứng dụng phần mềm tiết kiệm năng lượng và carbon.

Phát thải khí nhà kính và phần mềm

Sự tăng trưởng của nền kinh tế số trên toàn cầu đã có sự phát triển đáng kể trong những năm gần đây và dự kiến sẽ tiếp tục tăng trưởng trong tương lai. Trong khi chính phủ các nước trên khắp thế giới đang cố gắng đạt được mục tiêu của Thỏa thuận chung Paris, nhằm giảm đáng kể lượng khí thải nhà kính (GHGE), thì chúng ta ngày càng tập trung hơn vào việc tạo ra các giải pháp để ngành Công nghệ thông tin và truyền thông (CNTT-TT) (ICT) trở thành ngành tiêu thụ năng lượng bền vững.

Một nghiên cứu năm 2018 do Belkhir và Elmeligi thực hiện đã lưu ý rằng, nếu không được kiểm soát, lượng khí thải GHGE của ngành công nghiệp ICT trên toàn thế giới có thể tăng 14% vào năm 2040, khi so sánh với mức phát thải năm 2016.

Theo dự báo mới nhất của Gartner, Inc., chi tiêu cho công nghệ thông tin (CNTT) toàn cầu cho các thiết bị, bao gồm PC, máy tính bảng, điện thoại di động, máy in, cũng như hệ thống trung tâm dữ liệu, phần mềm và dịch vụ truyền thông đạt 4,9 nghìn tỷ USD vào năm 2023. Đến năm 2024, chi tiêu cho CNTT dự kiến sẽ tăng lên mức đáng kinh ngạc là 5,3 nghìn tỷ USD trên toàn thế giới. Dịch vụ CNTT và dịch vụ truyền thông chiếm tỷ trọng chi tiêu lớn nhất, vì các phân khúc này bao gồm nhiều dịch vụ và công cụ khác nhau vẫn là nền tảng cho các chức năng kinh doanh khác nhau.

Nhìn chung, chi tiêu cho các phân khúc CNTT khác nhau dự kiến sẽ tăng, thúc đẩy quá trình chuyển đổi số trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Nhu cầu ngày càng tăng đối với các sản phẩm và dịch vụ phần mềm đang góp phần làm tăng lượng khí thải carbon trong ngành công nghệ. Các trung tâm dữ liệu (TTDL) hiện tiêu thụ khoảng 2% lượng điện toàn cầu, vào năm 2030, mức tiêu thụ lên tới 8%. Đến năm 2040, ngành CNTT-TT dự kiến sẽ chiếm 14% lượng khí thải carbon của thế giới (tăng từ khoảng 1,5% vào năm 2007) - gần bằng lượng carbon thải ra từ vận tải hàng không, đường bộ và đường biển cộng lại. Trong phạm vi phần mềm, trí tuệ nhân tạo (AI) có những vấn đề về tính bền vững riêng.

Ngày nay, việc đào tạo một mô hình mạng nơ-ron có thể thải ra lượng carbon tương đương với 5 chiếc ô tô trong suốt vòng đời của chúng. Và lượng công suất tính toán cần thiết để chạy các mô hình đào tạo AI lớn đã tăng theo cấp số nhân, với thời gian tăng gấp đôi là 3,4 tháng. Công ty AI Hugging Face đã ước tính lượng khí thải carbon của mô hình ngôn ngữ lớn BLOOM trong toàn bộ vòng đời của nó, từ sản xuất thiết bị đến triển khai. Công ty phát hiện ra rằng quá trình đào tạo cuối cùng của BLOOM thải ra 50 tấn CO2 - tương đương với khoảng một chục chuyến bay từ New York đến Sydney.

Vào tháng 12/2023, đại diện từ gần 200 quốc gia đã tụ họp tại Dubai để tham dự COP28, hội nghị về biến đổi khí hậu của Liên Hợp Quốc, nhằm thảo luận về nhu cầu cấp thiết phải giảm phát thải. Trong khi đó, trang web COP28 đã thải ra 3,69 gam carbon dioxide (CO2) cho mỗi lần tải trang, theo công cụ chấm điểm tính bền vững của Ecograder. Con số này có vẻ nhỏ, nhưng nếu trang web đạt 10.000 lượt xem mỗi tháng trong một năm, lượng khí thải của trang web sẽ cao hơn một chút so với lượng khí thải của một chuyến bay một chiều từ San Francisco đến Toronto.

Bằng cách thiết kế và phát triển phần mềm thân thiện với môi trường hơn, các nhà phát triển có thể giúp giảm thiểu tác động tiêu cực đến môi trường. Dựa trên phân tích của Ecograder, mã không sử dụng, hình ảnh có kích thước không phù hợp và tập lệnh của bên thứ ba, cùng nhiều thứ khác, ảnh hưởng đến lượng khí thải của trang web COP28. Tất cả những yếu tố này đều ảnh hưởng đến năng lượng được sử dụng để truyền dữ liệu, tải và xử lý, tiêu tốn rất nhiều điện năng trên thiết bị của người dùng. Ecograder lưu ý rằng việc sửa chữa và tối ưu hóa những thứ này có thể cắt giảm tới 93% lượng khí thải trên mỗi trang tải của trang web.

Kỹ thuật phần mềm xanh

Khi công nghệ phát triển và các dịch vụ số mở rộng, mức sử dụng năng lượng của các trung tâm dữ liệu và ứng dụng phần mềm đã làm dấy lên mối lo ngại về tính bền vững. Phát triển phần mềm bền vững là một lĩnh vực đang ngày càng được chú trọng nhằm tạo ra các giải pháp phần mềm có tác động mạnh mẽ.

Phát triển phần mềm bền vững giải quyết các vấn đề này bằng cách kết hợp các hoạt động sinh thái vào quy trình phát triển phần mềm. Điều này làm giảm lượng khí thải carbon, tăng cường hiệu quả năng lượng và thúc đẩy bảo tồn tài nguyên, phù hợp với các mục tiêu môi trường rộng hơn.

Trong khi phần mềm tự nó không thải ra bất kỳ khí thải nào, nó chạy trên phần cứng trong các TTDL và điều hướng dữ liệu qua các mạng lưới truyền tải, chỉ chiếm khoảng 1% lượng khí thải nhà kính liên quan đến năng lượng. Vấn đề nằm ở cách phần mềm được phát triển để sử dụng - và sau đó là cách nó được sử dụng. Phần mềm chạy trên phần cứng và khi phần cứng tiếp tục phát triển, thì sự phụ thuộc vào máy móc để chạy phần mềm cũng vậy.

Mặc dù phần mềm không sử dụng năng lượng trực tiếp, nhưng nó hướng dẫn và tác động đến hoạt động của phần cứng máy tính, ảnh hưởng đến việc sử dụng năng lượng và tác động đến lượng khí thải carbon.

Phần mềm tính toán kém hiệu quả có ảnh hưởng đáng kể đến việc sử dụng năng lượng. Phần mềm, giống như phần cứng máy tính, góp phần vào thách thức về tính bền vững của môi trường. Do đó, các nhà phát triển phần mềm phải đi đầu trong việc phát triển và triển khai phần mềm giúp tối ưu hóa việc sử dụng năng lượng - vì nó có thể tác động đáng kể đến dấu chân môi trường của các ứng dụng phần mềm.

Trách nhiệm này đang trở nên quan trọng hơn khi phần mềm ngày càng được sử dụng nhiều hơn trong nhiều khía cạnh của cuộc sống. Tác động của phần mềm đối với tính bền vững trước đây đã bị bỏ qua, nhưng giờ là lúc tập trung vào việc xanh hóa phần mềm.

Kỹ thuật phần mềm xanh xem xét các hoạt động và kiến trúc phần mềm, thiết kế phần cứng và trung tâm dữ liệu, thị trường điện và biến đổi khí hậu. Ngoài ra, kỹ thuật phần mềm xanh còn hướng đến mục tiêu tạo ra ít khí thải nhà kính hơn và giảm lượng khí thải carbon của công ty.

Kỹ thuật phần mềm xanh GSF là một ngành mới nổi bao gồm các phương pháp hay nhất để xây dựng các ứng dụng giúp giảm lượng khí thải carbon. Phong trào phần mềm xanh đang nhanh chóng phát triển mạnh mẽ. Các công ty như Salesforce đã khởi động các sáng kiến về tính bền vững của phần mềm của riêng họ, trong khi Green Software Foundation GSF hiện có 64 tổ chức thành viên, bao gồm các gã khổng lồ công nghệ Google, Intel và Microsoft. Nhưng ngành này sẽ phải áp dụng các phương pháp này rộng rãi hơn nữa nếu họ muốn ngăn chặn lượng khí thải ngày càng tăng từ việc phát triển và sử dụng phần mềm.

Asim Hussain, Chủ tịch kiêm Giám đốc điều hành của Green Software Foundation và cựu Giám đốc phần mềm và hệ sinh thái xanh tại Intel, cho biết: “Đã có một bộ phận lớn trong hệ sinh thái phát triển phần mềm quan tâm đến lĩnh vực này, họ chỉ chưa biết phải làm gì”. Theo Hussain, những việc cần làm nằm trong ba trụ cột chính: hiệu quả năng lượng, hoặc sử dụng ít năng lượng hơn; hiệu quả phần cứng, hoặc sử dụng ít tài nguyên vật lý hơn; và điện toán nhận thức về carbon, hoặc sử dụng năng lượng thông minh hơn.

Hussain nói thêm rằng điện toán nhận thức về carbon là về việc làm nhiều hơn với các ứng dụng với việc sử dụng điện đến từ các nguồn sạch hoặc ít carbon - chẳng hạn như khi có năng lượng gió và năng lượng mặt trời - và làm ít hơn khi không có.

Việc chuyển sang phương pháp tiếp cận kỹ thuật phần mềm xanh rất quan trọng vì một số lý do:

Tiết kiệm chi phí: Các hoạt động kỹ thuật phần mềm xanh, chẳng hạn như tối ưu hóa việc sử dụng tài nguyên, có thể giúp giảm chi phí vận hành và bảo trì các sản phẩm phần mềm.

Cải thiện trải nghiệm người dùng: Phần mềm được thiết kế hiệu quả và bền vững có thể mang lại trải nghiệm tốt hơn cho người dùng vì nó sẽ nhanh hơn và đáng tin cậy hơn.

Trách nhiệm đạo đức: Là nhà phát triển phần mềm, điều quan trọng là phải cân nhắc đến tác động rộng hơn của công việc của mình và đưa ra những lựa chọn góp phần vào tương lai bền vững hơn.

Lợi thế cạnh tranh: Các công ty áp dụng các phương pháp kỹ thuật phần mềm xanh có thể có lợi thế cạnh tranh vì họ có thể chứng minh cam kết của mình đối với tính bền vững và tạo sự khác biệt so với các đối thủ cạnh tranh.

Vậy tại sao các lập trình viên nên quan tâm đến việc làm cho phần mềm của họ bền vững?

Kaspar Kinsiveer, Trưởng nhóm và là chuyên gia phần mềm bền vững tại công ty phát triển phần mềm Helmes, cho biết phần mềm xanh là phần mềm hiệu quả, cho phép các lập trình viên phát triển các hệ thống nhanh hơn, chất lượng cao hơn. Những hệ thống hiệu quả này cũng có thể có nghĩa là chi phí thấp hơn cho các công ty. Kinsiveer cho biết: “Một trong những quan niệm sai lầm chính về phần mềm xanh là bạn phải làm thêm điều gì đó và sẽ tốn thêm chi phí”. “Nó không tốn thêm chi phí - bạn chỉ cần làm đúng mọi việc”.

Các yếu tố thúc đẩy khác, đặc biệt là về mặt kinh doanh phần mềm, là các luật và quy định sắp tới liên quan đến tính bền vững. Ví dụ, tại Liên minh châu Âu, Chỉ thị Báo cáo về tính bền vững của doanh nghiệp yêu cầu các công ty báo cáo nhiều hơn về dấu chân môi trường, mức sử dụng năng lượng và lượng khí thải của họ, bao gồm cả lượng khí thải liên quan đến việc sử dụng sản phẩm của họ.

Tuy nhiên, các nhà phát triển khác có thể được thúc đẩy bởi chính cuộc khủng hoảng khí hậu, muốn đóng góp phần của mình vào việc nuôi dưỡng một hành tinh có thể sinh sống cho các thế hệ tương lai. Và các kỹ sư phần mềm có ảnh hưởng to lớn đến mục đích thực tế và lượng khí thải của những gì họ xây dựng.“Không chỉ là những dòng mã. Những dòng mã đó có tác động đến con người”, June Sallou, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ chuyên về kỹ thuật phần mềm bền vững tại Đại học Công nghệ Delft, Hà Lan, cho biết.

Bà nói thêm rằng, do tác động xã hội của AI nói riêng, các nhà phát triển có trách nhiệm đảm bảo rằng những gì họ tạo ra không gây hại cho môi trường.

Nguyên tắc của Phần mềm xanh

Các nguyên tắc của phần mềm xanh là một tập hợp các khái niệm mà các kỹ sư phần mềm phải tuân theo khi thiết kế, xây dựng và triển khai các ứng dụng phần mềm bền vững.

Có tám nguyên tắc phát triển phần mềm xanh:

1. CarbonCác nhà phát triển nên xây dựng phần mềm mang lại giá trị cho người dùng, đồng thời giảm lượng khí thải carbon.

2. Điện. Các ứng dụng tiết kiệm năng lượng sử dụng các thành phần phần mềm không tiêu thụ nhiều năng lượng.

3. Cường độ carbon. Cường độ đề cập đến lượng khí thải carbon được tạo ra cho mỗi kilowatt điện mỗi giờ được sử dụng. Các công ty nên tiêu thụ càng nhiều điện càng tốt từ các nguồn năng lượng tái tạo, có cường độ carbon thấp hơn.

4. Carbon được tích hợp hoặc nhúng.

Carbon được tích hợp là lượng carbon được giải phóng khi các công ty phát triển và thải bỏ các thiết bị điện tử. Nguyên tắc này yêu cầu các tổ chức xây dựng phần mềm giúp giảm lượng carbon được giải phóng khi họ phát triển và thải bỏ các thiết bị điện tử.

5. Tỷ lệ năng lượng. Tỷ lệ năng lượng là mối quan hệ giữa lượng thiết bị được sử dụng và lượng điện mà thiết bị sử dụng. Càng nhiều người sử dụng thiết bị, thì khả năng chuyển đổi điện của thiết bị càng tốt. Mục tiêu của nguyên tắc này là tối đa hóa hiệu suất năng lượng của phần cứng bằng cách đảm bảo tỷ lệ sử dụng cao.

6. Mạng. Dữ liệu được gửi và nhận đi qua nhiều thiết bị được kết nối trong mạng, bao gồm bộ định tuyến, bộ chuyển mạch và máy chủ. Mỗi thiết bị này đều chứa carbon nhúng và sử dụng điện. Mục tiêu là giảm lượng khí thải carbon và tăng hiệu quả năng lượng của phần mềm bằng cách giảm kích thước dữ liệu cũng như khoảng cách dữ liệu phải di chuyển qua mạng.

7. Định hình nhu cầu. Nguyên tắc này mô tả việc di chuyển nhu cầu về sức mạnh tính toán sang thời điểm hoặc khu vực khác và định hình nhu cầu đó để phù hợp với nguồn cung hiện có.

8. Đo lường và tối ưu hóa. Việc triển khai các chiến lược tối ưu hóa nhất quán, lâu dài có thể thúc đẩy hiệu quả carbon tổng thể của phần mềm.

Cách xây dựng phần mềm xanh hơn

1. Quyết định kiến trúc và thiết kế ứng dụng

Chúng ta có thể bắt đầu bằng cách hỏi: Dấu chân môi trường nhỏ nhất có thể mà chúng ta có thể tạo ra với ứng dụng này là bao nhiêu? Hãy sử dụng kỳ vọng đó để hướng dẫn các giai đoạn đầu tiên của chu kỳ phát triển phần mềm. Sau đó, có thể phát triển các khuyến nghị về, ví dụ, các thuật toán, ngôn ngữ lập trình, API và thư viện có thể sử dụng để giảm thiểu lượng khí thải carbon.

Chúng ta có thể yêu cầu đánh giá liên tục các giải pháp thay thế có thể hiệu quả hơn. Ở giai đoạn triển khai, chúng ta có thể theo dõi mức tiêu thụ điện năng theo thời gian thực thông qua các kỹ thuật như phân tích mã động. Dữ liệu chúng ta thu thập sẽ rất quan trọng để hiểu được khoảng cách giữa các lựa chọn thiết kế và hồ sơ năng lượng thực tế.

Nguồn: GreenSoftware Foundation.

Kiến trúc ứng dụng mới hơn - chẳng hạn như điện toán không máy chủ hoặc chức năng dưới dạng dịch vụ (FaaS) - cho phép kiểm soát nhiều hơn nữa đối với dung lượng và theo đó là mức tiêu thụ năng lượng. Ví dụ, điện toán không máy chủ chia sẻ hiệu quả các tài nguyên cơ sở hạ tầng bằng cách chỉ thực hiện các chức năng theo yêu cầu. Và vì nó tính phí theo thời gian thực hiện, nên nó buộc các lập trình viên phải cải thiện hiệu quả mã của họ. Các nhà cung cấp dịch vụ điện toán không máy chủ lớn như AWS Lambda và Microsoft Functions, chẳng hạn, cung cấp khả năng mở rộng liên tục với mô hình chi phí trả theo mức sử dụng.

2. Thực hành mã hóa xanh

Hiệu quả của một ngôn ngữ lập trình phụ thuộc vào một số yếu tố – năng lượng, bộ nhớ và thời gian tiêu tốn khi thực thi. Hiệu quả cũng có thể được cải thiện bằng chất lượng của máy ảo, trình biên dịch, thư viện được tối ưu hóa và mã nguồn tốt hơn. Ngày nay, các kỹ sư, nhà phát triển và nhà nghiên cứu đang nỗ lực để mã hóa trở nên xanh nhất có thể. Tuy nhiên, có một nhóm các nhà nghiên cứu từ Bồ Đào Nha đã nghiên cứu 27 ngôn ngữ lập trình được sử dụng nhiều nhất để xác định hiệu quả của chúng và trả lời câu hỏi:

Ngôn ngữ lập trình nhanh hơn có hiệu quả hơn hay xanh hơn không?

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm tất cả các ngôn ngữ này bằng cách thực thi hoặc biên dịch các chương trình sử dụng máy ảo, trình biên dịch, thư viện và trình thông dịch tiên tiến. Tiếp theo, họ phân tích hiệu quả của từng ngôn ngữ lập trình về mức tiêu thụ năng lượng, thời gian thực thi và mức sử dụng bộ nhớ.

Kết quả là, 5 ngôn ngữ lập trình tiết kiệm năng lượng nhất mà họ tìm thấy là: C, Rust, C++, Ada, Java. Kotlin cung cấp hiệu suất thời gian chạy gần như tương đương với Java . Hơn nữa, họ cũng phát hiện ra rằng các ngôn ngữ lập trình nhanh hơn không phải lúc nào cũng tiết kiệm năng lượng nhất. Trong khi Java được xếp hạng cao về cả hiệu quả năng lượng và tốc độ, Python, Perl, Ruby lại nằm trong số các ngôn ngữ lập trình kém hiệu quả nhất.

Các lập trình viên cũng có thể áp dụng các chiến lược phần mềm xanh khi phát triển AI. Cắt tỉa dữ liệu đào tạo là một trong những cách chính để làm cho các hệ thống AI xanh hơn. Bắt đầu với việc thu thập và xử lý trước dữ liệu, nên cân nhắc xem thực sự cần bao nhiêu dữ liệu để thực hiện công việc. Có thể làm sạch tập dữ liệu để loại bỏ dữ liệu không cần thiết hoặc chỉ chọn một tập hợp con của tập dữ liệu để đào tạo. Bộ dữ liệu càng lớn thì thuật toán càng mất nhiều thời gian và tính toán để xử lý toàn bộ dữ liệu, do đó sử dụng nhiều năng lượng hơn.

Ví dụ, trong một nghiên cứu về sáu thuật toán AI khác nhau phát hiện tin nhắn rác SMS, Sallou và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng thuật toán rừng ngẫu nhiên, kết hợp đầu ra của một tập hợp các cây quyết định để đưa ra dự đoán, là thuật toán ngốn năng lượng nhất. Nhưng việc giảm kích thước của tập dữ liệu đào tạo xuống 20% - chỉ 1000 điểm dữ liệu trong số 5000 - đã giảm mức tiêu thụ năng lượng của quá trình đào tạo xuống gần 75%, với mức giảm độ chính xác chỉ 0,06%.

Việc lựa chọn một thuật toán xanh hơn cũng có thể tiết kiệm carbon. Các công cụ như CodeCarbon và ML CO2 Impact có thể giúp đưa ra lựa chọn bằng cách ước tính mức sử dụng năng lượng và lượng khí thải carbon khi đào tạo các mô hình AI khác nhau.

3. Chuyển sang điện toán đám mây, điện toán biên và điện toán song song

Điện toán đám mây (ĐTĐM) giúp các công ty CNTT áp dụng điện toán xanh bằng cách giải quyết các vấn đề như tiêu thụ tài nguyên và sử dụng năng lượng. Các phương pháp như ảo hóa, TTDL tiết kiệm năng lượng, đa thuê bao, v.v., cho phép điện toán đám mây giảm mức sử dụng năng lượng và lượng khí thải carbon. Sử dụng ĐTĐM giúp loại bỏ nhu cầu phải có các trung tâm dữ liệu tiêu thụ năng lượng.

Hơn nữa, điện toán biên cho phép bạn phân phối lại tính toán gần người dùng để giảm chi phí. Nó cho phép bạn có các trung tâm dữ liệu nhỏ hơn, nơi bảo trì cũng ít hơn về mặt tiêu thụ năng lượng và chi phí. Tương tự như vậy, điện toán song song giúp giảm mức tiêu thụ năng lượng vì nhiều phép tính hoặc chức năng có kích thước nhỏ có thể chạy đồng thời trên nhiều bộ xử lý tương tác thông qua bộ nhớ dùng chung, thay vì chạy trên phần cứng riêng biệt tiêu thụ nhiều điện năng hơn.

4. Tối ưu hóa cơ sở hạ tầng hiện có

Di dời máy chủ: Di dời máy chủ đến nơi có khí hậu lạnh hơn có thể giúp giảm 8% lượng khí thải nhà kính (GHG).

Thực hiện các biện pháp thực hành tốt nhất của TTDL: Một số biện pháp thực hành tốt nhất của trung tâm dữ liệu để giảm lượng khí thải không mong muốn:

* Hiệu suất sử dụng điện phải đạt 1,2 hoặc thấp hơn.

* Xóa hoặc rút phích cắm các máy chủ zombie không thực hiện tính toán khi vẫn đang được cắm điện.

Loại bỏ dữ liệu tối: loại bỏ các bản sao dữ liệu trùng lặp hoặc nén dữ liệu thành các phần nhỏ hơn sẽ tiết kiệm năng lượng

5. Xây dựng tư duy

Hầu như luôn có sự đánh đổi giữa mục tiêu kinh doanh và mục tiêu môi trường, và các kỹ sư phần mềm cần có khả năng xác định ranh giới được/không được. Điều quan trọng không kém là chiến lược đòi hỏi sự linh hoạt - cho phép các kỹ sư có không gian để ứng biến và học hỏi thông qua thử nghiệm và sai sót.

Ứng dụng Kỹ thuật phần mềm xanh trong các ngành công nghiệp khác nhau

Khi tính bền vững kỹ thuật số trở thành trọng tâm trong việc giảm phát thải, các doanh nghiệp (DN) và chính phủ sẽ có động lực áp dụng các biện pháp xanh. Theo báo cáo của Gartner, trong những năm tới, 30% các tổ chức sẽ biến phần mềm xanh thành yêu cầu bắt buộc.

Ngành tài chính:

Kỹ thuật phần mềm xanh có thể được triển khai trong lĩnh vực tài chính để tối ưu hóa các thuật toán giao dịch tần suất cao, giảm mức tiêu thụ năng lượng của TTDL và cải thiện hiệu quả của hệ thống xử lý giao dịch tài chính. Điều này không chỉ cắt giảm chi phí mà còn phù hợp với sự tập trung ngày càng tăng vào trách nhiệm xã hội của DN.

Ngành chăm sóc sức khỏe:

Kỹ thuật phần mềm xanh có thể mang lại lợi ích cho chăm sóc sức khỏe bằng cách tối ưu hóa hệ thống hồ sơ sức khỏe, nền tảng y tế từ xa và phần mềm hình ảnh y tế. Các giải pháp tiết kiệm năng lượng có thể nâng cao hiệu suất và tính bền vững của cơ sở hạ tầng CNTT chăm sóc sức khỏe, dẫn đến việc chăm sóc.

Lĩnh vực sản xuất:

Việc kết hợp các hoạt động phần mềm có thể tối ưu hóa hệ thống quản lý chuỗi cung ứng, công cụ bảo trì dự đoán và ứng dụng IoT trong sản xuất. Điều này giúp giảm thiểu tác động của hoạt động sản xuất đồng thời thúc đẩy các hoạt động công nghiệp bền vững.

Kết luận

Kỹ thuật phần mềm xanh đưa ra một phương pháp phát triển phần mềm nhấn mạnh vào tính bền vững và trách nhiệm với môi trường. Bằng cách giải quyết trực tiếp các thách thức và tận dụng các xu hướng mới nổi, các nhà phát triển và tổ chức có thể thực hiện các biện pháp giúp giảm mức sử dụng năng lượng, giảm lượng khí thải carbon và thúc đẩy phúc lợi môi trường nói chung.

Việc ngày càng tập trung vào các số liệu về tính bền vững và sự thay đổi về quy định sẽ tiếp tục thúc đẩy việc áp dụng các hoạt động phần mềm, đảm bảo rằng ngành công nghiệp phần mềm đóng vai trò trong các nỗ lực phát triển bền vững toàn cầu. Thông qua giáo dục, đổi mới và lập kế hoạch chiến lược, các nguyên tắc của Kỹ thuật phần mềm xanh có thể được tích hợp liền mạch trên nhiều lĩnh vực để cung cấp các giải pháp phần mềm hiệu quả, bền vững và thân thiện với môi trường.

Tài liệu tham khảo

1. https://www.finextra.com/blogposting/26634/what-is-

green-software-engineering

2. https://govinsider.asia/intl-en/article/taming-the-energy-

guzzling-ict-sector

3. https://www.euromonitor.com/article/megatrends-

understanding-sustainable-consumers-2023-key-insights

4. https://www.technologyreview.com/2019/06/06/239031/

training-a-single-ai-model-can-emit-as-much-carbon-as-

five-cars-in-their-lifetimes/

5. https://engineering.leanix.net/blog/sustainable-green-

software-engineering/#what-is-green-software

6. https://spectrum.ieee.org/green-software

(Bài viết đăng ấn phẩm in Tạp chí TT&TT số 3 tháng 3/2025)