Wie clever programmierte Software das Klima besser schützen kann

Auch die Programmierung von Software rückt bei den Themen Energieeffizienz und Klimaschutz immer stärker in den Fokus. Expertinnen und Experten sind sich sicher, dass hier ein riesiges Potenziel zum Einsparen von CO2 schlummert.

Das Bestreben, unsere digitale Infrastruktur nachhaltiger und ökologischer zu gestalten, rückt aus den Seminaren und Laboren von Wissenschaft und Forschung zunehmend auch in den Fokus der Industrie und des öffentlichen Interesses. Der ITK-Branchenverband Bitkom geht beispielsweise davon aus, dass digitale Technologien zu einem nicht unerheblichen Teil dazu beitragen können, dass Deutschland bis zum Jahr 2030 seine ehrgeizigen Klimaziele auch wirklich erreicht. Bis zu 152 Mt an CO₂-Äquivalenten – das entspricht rund einem Fünftel der heutigen jährlichen Treibhausgasemissionen – könnten durch den Einsatz energieeffizienterer Software und anderer ressourcenschonender Maßnahmen eingespart werden. Selbst unter Berücksichtigung des wiederum durch digitale Geräte oder Infrastrukturen erzeugten CO₂-Ausstoßes beträgt die erreichbare CO₂-Einsparung für das Jahr 2030 immer noch 126 Mt netto.

Softwareentwickler konkurrieren mit Low-Code-Plattformen

„Eine Menge ungehobenes Potenzial“, das eine energieeffizientere Programmierung von Software erschließen könnte, sieht auch Sven Köhler, wissenschaftlicher Mitarbeiter des Forschungsprojekts Energy-Efficient Memory Placement (Memento) am Hasso-Plattner-Institut (HPI) in Potsdam. Dafür, dass eine effizientere Programmierung in jüngerer Zeit verstärkt in den Blickpunkt rückt, gibt es laut HPI vor allem zwei Gründe: einerseits in der Ressourcenbeschränktheit unseres Planeten und der damit verbundenen Notwendigkeit, mit einem begrenzten CO₂-Budget auskommen zu müssen. Andererseits ist der jahrzehntelang eingeschlagene Weg, unnötig aufgeblähte Software durch immer mehr Hardware und Speicher zu kompensieren, mittlerweile an seine technischen Grenzen gestoßen.

Der Wettlauf bei der Leistungsdichte von Rechnereinheiten begrenzt die Entwicklung von Software

HPI-Wissenschaftler Köhler führt für diesen Wettlauf von Hard- und Software das Beispiel Grafikkarten ins Feld, die bestimmte Rechenoperationen des Computers beschleunigen. Damit dies schneller funktioniert, gibt es in den Prozessoren sogenannte Vektorinstruktionswerke, die mehrere Datenelemente auf einmal verarbeiten können. Köhler warnt jedoch: „Den Chiphersteller Intel und auch andere plagt beispielsweise das Problem, dass die Leistungsdichte der Prozessoren insgesamt viel zu hoch ist. Sobald ein Programm anfängt, diese Instruktionswerke zu verwenden, muss die gesamte CPU weiter nach unten getaktet werden.“