Digitalisierung basiert auf dem Zusammenspiel von Hardware und Software. Während die Hardware die physische Voraussetzung eines IT-Systems darstellt, bestimmt die Software über dessen Verhalten. Bei der Bewertung der Umweltauswirkungen, wie Energie- und Rohstoffverbrauch, wird das IT-System jedoch häufig auf die Hardware beschränkt und der Einfluss der Software ausgeblendet. Dabei steuert Software unmittelbar den Energieverbrauch von Hardware und trägt durch steigende Anforderungen zum frühzeitigen Erneuerungsbedarf von Hardware bei. So müssen Privatanwender und Unternehmen wegen ineffizienter Software regelmäßig funktionstüchtige Hardware außer Betrieb nehmen und durch leistungsfähigere Neugeräte ersetzen.
In dem Vortrag werden die Ergebnisse des Forschungsprojektes „Entwicklung und Anwendung von Bewertungsgrundlagen für ressourceneffiziente Software“ vorgestellt. Es wird eine Bewertungsmethodik für Software vorgestellt, mit der es möglich ist, relevante Unterschiede zwischen Softwareprodukten gleicher Funktionalität aufzuzeigen.
Unterschiedliche Softwareprodukte mit gleichen Funktionen führen zu deutlichen Unterschieden beim Energieverbrauch der Hardware. So benötigt ein weniger effizientes Programm zur Textverarbeitung rund viermal so viel elektrische Energie für die Bearbeitung eines Dokuments wie ein effizientes Programm. Ein ineffizienter Internetbrowser beansprucht den Prozessor zwölfmal so stark, wie ein effizienter Browser. Dies führt bei batteriebetriebenen Geräten zu einer kürzeren Akkulaufzeit und beansprucht mehr Hardwarekapazitäten. Im Extremfall muss bestehende Hardware wegen ineffizient programmierter Software früher ausrangiert und durch leistungsfähigere Hardware ersetzt werden.
Das zeigt eine aktuelle Studie des Öko-Instituts und seiner Projektpartner Umwelt-Campus Birkenfeld der Hochschule Trier und Universität Zürich im Auftrag des Umweltbundesamtes.
Neben der Energieeffizienz hat das Forschungsteam den Ressourceneinsatz und die potenzielle Nutzungsdauer der Hardware beim Einsatz unterschiedlicher Software systematisch untersucht. Dabei wurde deutlich, dass Softwareprodukte mit vergleichbarer Funktionalität Prozessoren, Arbeitsspeicher, Permanentspeicher oder die Internet-Bandbreite unterschiedlich intensiv nutzen.
Um zu überprüfen, welche Auswirkungen Software auf die Umwelt hat, stellten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler einen Kriterienkatalog mit insgesamt 25 Kriterien und 76 Indikatoren auf. Zu ihnen gehören unter anderem die Energie- und Hardwareeffizienz, Abwärtskompatibilität, Plattformunabhängigkeit, Offlinefähigkeit und Deinstallierbarkeit sowie die Transparenz der Datenformate und des Quellcodes.
Diesen Kriterienkatalog hat das Forschungsteam an insgesamt 11 verschiedenen Softwareprodukten beispielhaft erprobt. Dazu gehörten zwei Textverarbeitungsprogramme, drei Internet-Browser, drei Content Management Systeme und drei Datenbanksysteme. Diese wurden auf den Energieverbrauch und weitere Messgrößen in jeweils einem Standardnutzungsszenario mit einer definierten Abfolge von Befehlen und Nutzerinteraktionen getestet. Dazu gehören zum Beispiel verschiedene Tastatureingaben, Datenabfragen oder Speichervorgänge, die für die Nutzung des Softwareproduktes typisch sind.
„Mit den Ergebnissen ist es jetzt möglich, Softwareprodukte miteinander zu vergleichen und Anforderungen an ressourceneffiziente Software zu stellen“, fasst Jens Gröger, Projektleiter am Öko-Institut, die Bedeutung des Forschungsprojektes zusammen. „Diese können etwa in einem Anforderungskatalog für ein Umweltzeichen Blauer Engel für energie- und ressourceneffiziente Software zusammengeführt oder von Software-Entwicklern genutzt werden.“
Die Studie „Entwicklung und Anwendung von Bewertungsgrundlagen für ressourceneffiziente Software unter Berücksichtigung bestehender Methodik“ von Öko-Institut, Hochschule Trier und Universität Zürich wird Ende September 2018 beim Umweltbundesamt veröffentlicht.
Der Kriterienkatalog ist unter http://www.green-software-engineering.de/kriterienkatalog zu finden.
