Wie das Kepler-Projekt umweltbewusste Maßnahmen fördert

Wenn es um „Nachhaltigkeit“ geht, haben viele Menschen Bilder von wiederverwendbaren Wasserflaschen, Papierstrohhalmen und Biomülltonnen vor Augen. Oder vielleicht stellen Sie sich Poster mit dem Slogan „Reduce, Reuse, Recycle“ und Stoffbeutel auf dem Wochenmarkt vor – aber vielleicht nicht keine Rechenzentren, oder doch? Da Nachhaltigkeit zu einem Eckpfeiler vieler Regierungsrichtlinien, Unternehmensinitiativen und Verbrauchertrends geworden ist, haben führende Technologieunternehmen intensiv an der Entwicklung von Technologien gearbeitet, mit denen Nutzende überwachen können, wie ihre Softwarenutzung den Energieverbrauch beeinflusst.

Red Hat ausgezeichnet als Leader im 2023 Gartner® Magic Quadrant™

Red Hat wurde im Gartner 2023 Magic Quadrant für Container Management hinsichtlich der Ausführungsfähigkeit und der umfassenden Vision bestplatziert.

Bericht lesen

In den letzten Jahren hat die schnelle Zunahme der Workloads, die von Rechenzentren gehandhabt werden, zu einem erhöhten Energieverbrauch geführt, der pro Jahr um 10 bis 30 % zunimmt und 1 bis 1,5 % des weltweiten Energieverbrauchs ausmacht, wie die Internationale Energieagentur berichtet. Um einen bedeutenden Beitrag zum Umweltschutz leisten zu können, ist es für Führungskräfte in der IT unerlässlich, die Effizienz ihrer Ausrüstungen und Tools, mit denen sie die Nachhaltigkeit ihrer Rechenzentren bewerten, genauer unter die Lupe zu nehmen¹.

Hier kommt Kepler ins Spiel.

Kepler steht für auf Kubernetes basierender Efficiency Power Level Exporter und ist ein Projekt, das von der Gruppe für neue Technologien von Red Hat ins Leben gerufen wurde – mit anfänglichen Beiträgen von IBM Research und Intel. Dieses communitybasierte Open Source-Projekt erfasst Energieverbrauchsmetriken für zahlreiche Plattformen und konzentriert sich auf Berichterstellung, Reduktion und Regression, damit Unternehmen den Energieverbrauch besser verstehen.

Kepler nutzt bewährte cloudnative Methoden und Technologien wie den erweiterten Berkeley Packet Filter (eBPF), CPU Performance Counters und Machine Learning-Modelle, um den Energieverbrauch von Workloads zu schätzen und ihn als Messwerte zu exportieren. Diese Metriken werden dann für die Planung, Skalierung, Berichterstellung und Visualisierung verwendet, wodurch Systemadministrationsteams Informationen über die CO2-Emissionen ihrer cloudnativen Workloads erhalten. 

Der Kepler Model Server passt seine vorab trainierten Modelle mithilfe von Knotendaten der Kepler-Agenten, die den Energieverbrauch abschätzen, kontinuierlich an und optimiert diese. Auf diese Weise passt Kepler seine Berechnungen an, um die besonderen Systeme und Anforderungen der Nutzenden bestmöglich zu erfüllen. Mit den durch Kepler gewonnenen Erkenntnissen können Entscheidungstragende in Unternehmen besser einschätzen, wie sie den Energieverbrauch optimieren, auf sich verändernde Nachhaltigkeitsanforderungen eingehen und die Ziele ihrer Organisation am besten erreichen können.

Die Zukunft mit Kepler

Zukünftige Innovationen im Bereich Nachhaltigkeit entwickeln sich durch die Zusammenarbeit mit der Open Source Community und einem Upstream-Ansatz schneller. Vor diesem Hintergrund stellt Red Hat derzeit Kepler für die Sandbox der Cloud Native Computing Foundation zur Verfügung, in der die Mitwirkenden untersuchen, wie sie Kepler in ihre eigenen Use Cases integrieren können. 

Kepler ermöglicht eine Vielzahl neuer Innovationen in der Open Source Community, mit denen Serviceanbieter den Stromverbrauch cloudnativer Anwendungen besser beobachten, analysieren, optimieren und dokumentieren können. Dazu zählen:

• Energieverbrauchsberichte
  Kepler-Metriken sind Zeitreihen. Sie können verwendet werden, um Dashboards zu erstellen, die den Energieverbrauch auf verschiedenen Ebenen darstellen. Dazu gehören Container, Pods, Namespaces oder verschiedene Rechenknoten im Cluster.
• CO2-Fußabdruck
  Die Energieverbrauchsmetriken von Kepler können von Nutzenden mit der Effektivität des Energieverbrauchs (Power Usage Effectiveness, PUE) und der CO2-Intensität ihres jeweiligen Rechenzentrums gekoppelt werden, um den geschätzten CO2-Fußabdruck der Workload zu berechnen.
• Energiebewusster Workload-Scheduler und automatische Skalierung
  Kepler-Metriken können von einem Kubernetes-Scheduler genutzt werden, um die anstehende Workload auf dem Rechenknoten zu platzieren, der die Performance pro Leistung verbessern soll, was letztlich den Energieverbrauch auf Cluster-Ebene reduziert. Auf ähnliche Weise können Kubernetes-Autoscaler die Stromverbrauchsmetriken von Kepler in automatischen Skalierungsalgorithmen verwenden, um die erforderlichen Ressourcen zu bestimmen, mit denen eine bessere Energieeffizienz erreicht werden kann.
• CI/CD-Pipelines
  Kepler kann auch im Softwareentwicklungs-Lifecycle verwendet werden, um nachhaltigere Softwareprodukte zu erstellen. So kann dieses Produkt beispielsweise in CI/CD-Pipelines (Continuous Integration/Continuous Development) für Softwaretests und Softwareversionen bereitgestellt werden. Die Energieverbrauchsmetriken von Kepler können Entwicklungsteams beim Messen, Analysieren und Optimieren von Software-Stacks unterstützen.

Beteiligen Sie sich am Kepler-Projekt über GitHub und erfahren Sie mehr im Red Hat Blog – Neue Technologien.

Im Red Hat Blog – Neue Technologien werden Technologien vorgestellt, die in Upstream-Open-Source-Communities und bei Red Hat aktiv entwickelt werden. Die Themen, an denen wir arbeiten, teilen wir frühzeitig und oft. Dennoch möchten wir darauf hinweisen, dass die hier geteilten Technologien und Anleitungen, sofern nicht anders angegeben, weder zu den unterstützten Produkten gehören noch für die Zukunft zugesagt sind.

Intel, das Logo und andere Marken von Intel sind Marken von Intel Corporation oder dessen Tochterunternehmen.

¹ 2023 S&P Global Market Intelligence – Unternehmen wählen Technologieanbieter zunehmend nach Nachhaltigkeitsanforderungen aus