明日から始める！ ソフトウェアのグリーン化 （GSF MeetUp Tokyo 発表資料） 2023年4月21日（金） NTTデータ 技術開発本部 末永 恭正

1. © 2023 NTT DATA Corporation
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GSF MeetUp Tokyo
明日から始める！
ソフトウェアのグリーン化
2023年4月21日
NTTデータ 末永 恭正 @YaSuenag

2. © 2023 NTT DATA Corporation 2
Green Software Foundation
グリーンなソフトウェアの開発に必要なものを提供するグローバルな非営利組織
• 仕様
• ツール
• 教育コンテンツ
• オープンデータ
• ベストプラクティス
：
グリーンなソフトウェアを作る
イロハが提供されている
GSFのコンテンツを活用しながら
明日から始められる
グリーンソフトウェア作りのきっかけ
をご紹介します！

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01
“測れないなら改善できない”
～ If you can't measure it, you can't improve it ～

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“カイゼン”のサイクル
計測
CPU、メモリ、NW、etc…
評価
改善
インフラ、アプリ、etc…
計測
消費電力、CO2負荷、etc…
評価
改善
インフラ、アプリ、etc…
性能の改善 環境負荷の改善

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Software Carbon Intensity
ICTシステムのCO2負荷を数値化するグローバル基準
CO2負荷を自動車の燃費のように評価できる！
((E×I) + M) per R
E：システムが消費するエネルギー
I：発電時のCO2負荷（地域ベース）
M：システム実体（ハコモノ）のCO2排出量
R：集計単位（同時実行ユーザー数、API呼び出し回数など）
申請中！

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どう測る？
各コンポーネントのSCIを積み上げて算出する（Software boundary）
計算機器 ストレージ
ネットワーク 待機系
テスト環境
エッジデバイス
実測する 見積もる
…
• RAPL
• IPMI
• Redfish
：
SCI Guidance
Awesome Green Software
ツール、サービス、論文など
グリーンソフトウェアを実践するための
様々な情報が集約されたリンク集
迷ったときの “道具箱”

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ケーススタディ
Case Study Submissions | SCI Guidance
[Case Study] [NTT DATA] On-Premise Web
ラズパイからクラウドまで、さまざまな環境・ワークロードでSCIを算出した際の考え方や
実測値を公開中！
オンプレWebシステムのケーススタディもあります！

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02
“Greenなソフトウェア”とは
～ There‘s more than one way to do it ～

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プログラムでの “表現方法” は1つだけではない
1 + 2 + 3 + … + n を考えてみる
やり方１：愚直にループ
int result = 0;
for (int i = 1; i <= n; i++) {
result += i;
}
やり方2：公式を使う
int result = (n * (n + 1)) / 2;
効率がよさそうなのは やり方2
勝負を決するのは 機械の使い方

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CPUの “使い方” による消費エネルギー差の例
Java HotSpot VMでは同じコードでもJIT最適化レベルによってCPUの使い方が変わる
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
AVX-512 AVX2 SSE4.2
エネルギー(J)
• 4032×3024ピクセルの画像を3000回ネガポジ変換して測定を実施
• 測定環境
• CPU：Intel Xeon Platinum 8260M
• OS：CentOS 8
• Java：OpenJDK 18
• 消費エネルギー：RAPLで計測
Javaによる画像ネガポジ反転処理時のCPU消費エネルギー
消費エネルギーも変化する！

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グリーンソフトウェアの “教科書”
アーキテクチャから細かなテクニックまで
グリーンソフトウェアの実践に
必要なものがまとめられている
Green Software Patterns

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03
CO2負荷をシステム運用に活用する

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発電時CO2排出量は “状況” に左右される
時間 天気 主な発電方式
昼 夜 晴 雨 化石燃料 再エネ
タイムシフト ロケーションシフト
• 動かすのに “いいところ” をリアルタイムに選択したい
• 実際どの程度CO2排出したのか知りたい

14. © 2023 NTT DATA Corporation 14
発電時CO2排出量を知るために – 主なWebサービス
欧米中心のデータ
日本も含まれる

15. © 2023 NTT DATA Corporation 15
発電時CO2排出量を知るために – 主なWebサービス
欧米中心のデータ
日本も含まれる

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Carbon Aware SDK
発電時CO2排出量を地域・時間でクエリできるOSS
[
{
"Location": "UK",
"Time": "2022-08-23T08:50:00+00:00",
"Rating": 384.64632976,
"Duration": "00:05:00"
}
]
• 時間や地域をキーにデータソースから
発電時CO2排出量を返却するWebAPIを提供
• 2022年にはこれを活用するハッカソンも開催！
• スイスのUBS銀行はMicrosoftと共同で
Carbon Aware SDKを活用したホワイトペーパー
を公開

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より使いやすくなるように開発参画中！

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04
まとめ

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グリーンソフトウェアを “明日から始める！” みなさんへ
• 基準を知る
• Software Carbon Intensity
• 使える道具を手に入れ、取れる手段を講じる
• Awesome Green Software
• Green Software Patterns
• 使っている電気のCO2排出量を意識する
• Carbon Aware SDK
• プログラムを効率よく動かしたい！という強い気持ち

20. © 2023 NTT DATA Corporation 20
今まで私たちエンジニアが培ってきたものは
グリーンソフトウェアの領域でも活かしていけるはず！
GitHubで一緒に
議論・開発
していきましょう！

21. © 2023 NTT DATA Corporation
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