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German (DE)

Die Digitalisierung und die damit verbundende digitale Transformation von Industrie, Regierung und Gesellschaft befindet sich im vollen Gange. Wie der Berühmte Erfinder, Software Entwickler und Investor Marc Andreessen bereits 2011 bemerkte: "Software frisst die Welt auf." [Software is Eating the World]. Dabei war die Effizienz der Software selbst lange Zeit kein Thema, es war wichtiger, schneller, mehr und größere Software Anwendungen zu bauen. Mehr Hardware war für viele Unternehmen ökonomischer als mehr Zeit in die Entwicklung und die Optimierung der Software zu investieren.

Sowohl technisch als auch gesellschaftlich hat dieser Vorgehen jetzt seine Grenze erreicht. Die Aufmerksamkeit der Gesellschaft und Politik beschäftigt sich zunehmend mit den Umweltauswirkungen und dem Ressourcenverbrauch der Digitalwirtschaft. Und Hardware, insbesondere Prozessor-Chips und Speicher haben mit dem Ende von Moore's Law keine Möglichkeit weiter verkleinert und beschleunigt werden, stattdessen wird die Infrastruktur - Rechenzentren und Anzahl der Server - zunehmend vergrößert.

Um für Transparenz in der Software-Entwicklungsgemeinschaft zu sorgen und Entwickler/innen Werkzeuge an die Hand zu geben, um im ersten Schritt den Energieverbrauch zu senken, hat das Umweltbundesamt finanziert vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) ein Forschungsprojekt ins Leben gerufen. Im Rahmen des Projekts wird der Energieverbrauch von Software-Komponenten und Entwicklungswerkzeugen ermittelt und eine Kennzeichnung für Software-Komponenten erarbeitet. Insbesondere die Kennzeichnung von Software-Komponenten gibt Entwickler/innen die Möglichkeit bei der Auswahl der Bausteine auch den Energie- und Ressourcenverbrauch zu betrachten, um nachhaltige Entscheidungen abseits des ökonomischen Betrachtungspunktes zu treffen.

English (EN)

The digital transformation of industry, government and society is well underway. As the famous inventor, software developer and investor Marc Andreessen pointed out in 2011: ‘Software is Eating the World’ - is a prediction that has become true in almost every aspect of business and life. However, the efficiency of software itself was never a concern, it was more important to ‘eat’ more and more processes, systems, and industries with software at breathtaking speed. In the last decade, computer hardware was cheap compared to the time & costs of the software developers, leading to a philosophy of ‘adding more metal’ rather than spending more time on optimizing computer code.

From a social acceptance and technical feasibility point of view, this approach has reached its limitations. The public and governments are increasingly questioning the environmental impact and resource consumption of the digital economy. And hardware itself has reached the limits of miniaturization and acceleration as exemplified by the end of Moore’s Law. Now, as we can see increasingly with Hyperscale data centers, we have no choice but to scale the infrastructure and amount of servers to reach new levels of performance.

But it all starts with software, its architecture and the developers who are writing the code. To create transparency around energy use and give developers tools to reduce the required energy of their software, the German government has launched a new project together with the SDIA. The project has been launched and is financed by the Federal Ministry of Economics in collaboration with the German Environment Agency and also involves the Öko-Institut e.V. which has already developed a methodology to measure energy use in software. The SDIA has further partnered with the VU Amsterdam’s Green Lab to ensure alignment across Europe.

The objective of the project is to enable developers to consider energy consumption as part of the development process and take it into account when selecting libraries and third-party components. This leads to better environmental choices during the development process. The outcomes of this project will be:

  • An applicable and repeatable approach to measuring the electrical power consumption of software development components and tools
  • The development and feasibility verification of a label for software applications regarding the electrical energy use
  • Political recommendations on facilitating the broader adaption of this measurement framework

Special Version UBA (DE)

Mit der Digitalisierung entstehen neue Geschäftsmodelle und Dienstleistungen, die  überwiegend auf softwarebedingten Innovationen basieren. So wird mit künstlicher  Intelligenz (KI) die Informationstechnik (IT) befähigt, eigenständig Probleme zu lösen  und Handlungen zu initiieren. Auf Basis von assistentengestützten Funktionalitäten  finden stärkere Automatisierung in den Transportsystemen und in der verarbeitenden  Industrie statt und anhand von Algorithmen werden in großen Datenbeständen Muster  und Gesetzmäßigkeiten erkannt, die neue Geschäftsideen entstehen lassen.

Die Disziplinen Softwareentwicklung und Datenverarbeitung unterliegen bisher keiner Beschränkung durch die Technik. Denn ineffiziente Programmierung wird vielfach durch immer schnellere Prozessoren und mehr Hauptspeicher kompensiert und die Fähigkeit  der Netze immer mehr Daten in immer kürzere Zeit zu übertragen, trägt nicht zur  Datensparsamkeit bei. Die hohe Inanspruchnahme der Hardware – durch ineffiziente  oder aufgeblähte Software - hat wiederum unmittelbare Auswirkung auf den  Energieverbrauch und den Erneuerungszyklus der Hardware.

Um für Transparenz in der Software-Entwicklungsgemeinschaft zu sorgen und Entwickler/innen Werkzeuge an die Hand zu geben, um im ersten Schritt den Energieverbrauch zu senken, hat das Umweltbundesamt finanziert vom Bundeswirtschaftsministerium (BMWi) ein Forschungsvorhaben ins Leben gerufen.

Das Vorhaben soll folgende Schwerpunktaufgaben betrachten:

  • Werkzeuge die Softwareentwickler*innen unterstützen, energieeffiziente und hardwareschonende Software programmieren zu können
  • Machbarkeit einer Kennzeichnung von energieeffizienter Software untersuchen und ein Konzept zur Bewertung der Energieeffizienz erarbeiten
  • Das Problembewusstsein für Energie- und Ressourcenverbrauch von Software durch verschiedene Kommunikationswege in die Entwicklerszene etablieren.
  • Transparenz der Energieverbräuche von Software gegenüber Dritten zu erhöhen. Hierfür wird die Machbarkeit eines nationalen Bewertungssystems für energieeffiziente Software und die Möglichkeit einer grafischen Darstellung für energieeffiziente Software untersucht und ein Konzept zur Bewertung der  Energieeffizienz entwickelt.

Zusätzlich soll das Vorhaben dabei unterstützen, die Klimaschutzziele zu erreichen und  als Grundlage dienen, um künftige, weiterführende Lösungen zu finden.