Ngày nay, bền vững và tiết kiệm chi phí được quan tâm hàng đầu đối với gần như mọi tổ chức. Nghiên cứu đã cho thấy cơ sở hạ tầng của AWS hiệu quả năng lượng gấp 3,6 lần so với trung vị của các trung tâm dữ liệu doanh nghiệp tại Mỹ và lên đến 5 lần hiệu quả năng lượng hơn trung bình ở châu Âu. Tuy nhiên, chỉ đơn giản là di chuyển sang AWS không đủ để đáp ứng các mục tiêu Môi trường, Xã hội và Quản trị (ESG) và Quản lý Tài chính cloud (Cloud Financial Management – CFM) mà khách hàng ngày nay đang đặt ra. Để sử dụng tài nguyên hành tinh của chúng ta một cách có ý thức, các ứng dụng chạy trên cloud phải được xây dựng với hiệu quả.

Điều đó bởi vì bền vững của cloud là trách nhiệm chung. Tại AWS, chúng tôi chịu trách nhiệm tối ưu hóa tính bền vững của cloud – xây dựng cơ sở hạ tầng hiệu quả, đủ tùy chọn để đáp ứng mọi nhu cầu của khách hàng và các công cụ để quản lý mọi thứ một cách hiệu quả. Là khách hàng AWS, bạn chịu trách nhiệm cho tính bền vững trong cloud – xây dựng workloads một cách tối thiểu số lượng tổng yêu cầu tài nguyên và tận dụng tối đa những gì phải được tiêu thụ.

Phần lớn các dịch vụ AWS đều liên quan đến việc sử dụng phần cứng, vì vậy giảm sử dụng tài nguyên còn có lợi ích thêm là giảm chi phí. Trong bài đăng này, chúng tôi sẽ nêu ra các thực tiễn tốt nhất để chạy môi trường tính toán hiệu quả trên AWS, tối đa hóa sử dụng và giảm thiểu lãng phí, với sự chú ý đến cả bảo vệ môi trường và tiết kiệm chi phí.

Đo lường những điều quan trọng

Tối ưu ứng dụng là quá trình liên tục, nhưng nó phải bắt đầu từ đâu đó. Trụ cột về tính bền vững của AWS Well Architected Framework bao gồm một quy trình cải tiến giúp khách hàng ánh xạ hành trình của họ và hiểu được tác động của các thay đổi có thể xảy ra. Có một câu nói “bạn không thể cải tiến những gì bạn không đo được”, đó là lý do tại sao việc xác định và theo dõi định kỳ các chỉ số mà quan trọng đối với doanh nghiệp của bạn là rất quan trọng. Khí thải Carbon Phạm vi 2, chẳng hạn như những gì được cung cấp bởi AWS Customer Carbon Footprint Tool, là một chỉ số mà nhiều tổ chức sử dụng để đánh giá các sáng kiến bền vững của mình, nhưng chúng không nên là chỉ số duy nhất.

Amazon đang trên đường đạt được 100% năng lượng tái tạo vào năm 2025 – trước hạn cam kết ban đầu là năm 2030. Điều quan trọng là tối đa hóa việc sử dụng và giảm thiểu tổng lượng tiêu thụ năng lượng của các tài nguyên bạn sử dụng. Đó là lý do tại sao nhiều tổ chức sử dụng các chỉ số đại diện như Giờ vCPU, sử dụng lưu trữ và chuyển dữ liệu để đánh giá tiêu thụ phần cứng của họ và đo lường những cải tiến được thực hiện cho cơ sở hạ tầng theo thời gian.

Ngoài các chỉ số này, đo lường và so sánh việc sử dụng tài nguyên với giá trị cung cấp cho người dùng cuối và khách hàng của bạn cũng rất hữu ích. Theo dõi việc sử dụng tài nguyên cùng với các chỉ số kinh doanh (số đơn hàng được gửi, lượt xem trang web, tổng số cuộc gọi API, vv) cho phép bạn chuẩn hóa việc sử dụng tài nguyên với giá trị cung cấp cho tổ chức của bạn. Điều này cũng cung cấp một cách đơn giản để theo dõi tiến độ đạt được mục tiêu của bạn theo thời gian. Ví dụ, nếu số lượng đơn hàng trên trang web thương mại điện tử của bạn không thay đổi trong tháng qua, nhưng việc sử dụng cơ sở hạ tầng AWS của bạn giảm 20%, bạn có thể cho rằng những nỗ lực tối ưu hóa đã mang lại hiệu quả, không phải là do thay đổi hành vi của khách hàng của bạn.

Lựa chọn bộ vi xử lý hiệu quả và được thiết kế đặc biệt khi có thể

Lựa chọn bộ vi xử lý phù hợp cho ứng dụng của bạn là một yếu tố quan trọng đối với việc bảo vệ môi trường. Điều này bởi vì bộ vi xử lý nhanh hơn và hiệu quả hơn cho phép bạn hoàn thành cùng lượng công việc nhưng tiêu thụ ít năng lượng hơn. AWS có sự lựa chọn rộng nhất về các bộ vi xử lý, chẳng hạn như bộ vi xử lý Intel – Xeon scalable, bộ vi xử lý AMD – AMD EPYC, GPU, FPGAs và ASIC tùy chỉnh cho tính toán tăng tốc.

AWS Graviton3, bộ vi xử lý hiệu quả năng lượng mới nhất của AWS, cung cấp hiệu suất CPU trên mỗi watt tốt hơn 3 lần so với bất kỳ bộ vi xử lý nào khác trên AWS, cung cấp hiệu suất giá tốt hơn tới 40% so với các loại máy chủ đối thủ hiện tại dựa trên x86 cho các công việc khác nhau và có thể giúp khách hàng giảm lượng khí thải carbon. Hãy xem xét chuyển đổi công việc của bạn sang các trường hợp sử dụng Graviton để cải thiện hiệu quả hoạt động của công việc của bạn (xem AWS Graviton Fast Start và AWS Graviton2 cho ISVs). Chú ý đến những yếu tố khi chuyển đổi công việc sang các trường hợp sử dụng các trường hợp Amazon EC2 dựa trên Graviton của AWS.

Đối với các công việc học máy (ML), việc sử dụng các trường hợp Amazon EC2 dựa trên các vi chip được thiết kế đặc biệt như AWS Trainium và AWS Inferentia cho phép bạn xây dựng và chạy các mô hình ML sử dụng ít năng lượng hơn và đạt được hiệu suất trên mỗi watt cao hơn so với các trường hợp sử dụng GPU tương tự.

Tối ưu hóa việc sử dụng phần cứng

Mục tiêu của môi trường hiệu quả là sử dụng chỉ tối thiểu các tài nguyên cần thiết để đáp ứng nhu cầu của bạn, vì vậy việc kiểm tra và xác nhận rằng bạn đang sử dụng phần cứng không quá nhiều là rất quan trọng. May mắn thay, điều này dễ dàng hơn trên cloud bởi vì có nhiều lựa chọn cho các instance, khả năng mở rộng động và rộng rãi các công cụ giúp theo dõi và tối ưu hóa cơ sở hạ tầng của bạn.

Hai công cụ quan trọng nhất để đo lường và theo dõi việc sử dụng là Amazon CloudWatch và AWS Cost & Usage Report (CUR). Với CloudWatch, bạn có thể nhận được một cái nhìn thống nhất về các chỉ số nguồn lực và việc sử dụng của bạn, sau đó phân tích tác động của tải người dùng đến khả năng sử dụng năng lực theo thời gian. Báo cáo Chi phí và Sử dụng (CUR) có thể giúp bạn hiểu rõ hơn các tài nguyên nào đóng góp nhiều nhất cho việc sử dụng AWS của bạn, giúp bạn tinh chỉnh hiệu quả và tiết kiệm chi phí.

Một công cụ mà chúng tôi cung cấp, được cung cấp dữ liệu bởi CUR, là Bảng điều khiển Thông tin Chi phí AWS. Bảng điều khiển Thông tin Chi phí cung cấp một cái nhìn chi tiết, chi tiết và đưa ra khuyến nghị về việc sử dụng AWS của bạn. Với các trực quan hóa được xây dựng sẵn, nó có thể giúp bạn xác định dịch vụ và các nguồn tài nguyên cơ bản đóng góp nhiều nhất cho việc sử dụng AWS của bạn và xem tiềm năng tiết kiệm bạn có thể đạt được bằng cách tối ưu hóa. Nó còn cung cấp các khuyến nghị về kích cỡ phù hợp và gia đình instance EC2 thích hợp để giúp bạn tối ưu hóa tài nguyên của mình.

Bảng điều khiển Cost Intelligence cũng được tích hợp với AWS Compute Optimizer, giúp đưa ra các khuyến nghị về loại và kích thước instance dựa trên đặc tính của workloads. Ví dụ, nó có thể xác định nếu workloads đòi hỏi tốc độ xử lý CPU cao, nếu nó có mẫu hoạt động hàng ngày hoặc nếu lưu trữ cục bộ được truy cập thường xuyên. Compute Optimizer sau đó ước tính hiệu suất workloads trên các nền tảng phần cứng khác nhau (ví dụ: loại instance Amazon EC2) hoặc sử dụng các cấu hình khác nhau (ví dụ: thiết lập IOPS thể tích Amazon EBS và kích thước bộ nhớ hàm AWS Lambda) để đưa ra khuyến nghị. Với workloads ổn định, hãy kiểm tra AWS Compute Optimizer định kỳ để tìm cơ hội đúng kích thước cho instance. Bằng cách đúng kích thước với Compute Optimizer, bạn có thể tăng sử dụng tài nguyên và giảm chi phí lên đến 25%.

Các số liệu CloudWatch được sử dụng để vận hành Amazon EC2 Auto Scaling, có thể tự động chọn instance phù hợp với nhu cầu của bạn với việc lựa chọn instance dựa trên thuộc tính và tự động mở rộng toàn bộ fllet instance lên hoặc xuống dựa trên nhu cầu để duy trì sự sử dụng cao. Với các chính sách mở rộng định kỳ, động và dự báo dựa trên các số liệu như sử dụng CPU trung bình hoặc trung bình mạng vào hoặc ra. Sau đó, bạn có thể tích hợp  AWS Instance Scheduler và Scheduled scaling for Amazon EC2 Auto Scaling để lên lịch tắt và kết thúc các tài nguyên chỉ chạy trong giờ làm việc hoặc vào các ngày trong tuần để giảm sử dụng tài nguyên và tác động môi trường của bạn.

Tận dụng tất cả các mô hình giá cả có sẵn

Nhiều khối lượng tính toán hình thành nền tảng cho nhiều workloads, do đó hạ tầng tính toán thường thấy lợi ích lớn nhất thông qua tối ưu hóa. Amazon EC2 cung cấp khối lượng tính toán có thể thay đổi kích thước trên rất nhiều trường hợp tính toán, rất thích hợp cho hầu hết các trường hợp sử dụng và có sẵn thông qua nhiều tùy chọn giá cả rất linh hoạt.

Các Spot instance của EC2 là một cách tuyệt vời để giảm chi phí và tăng hiệu quả trên AWS. Spot Instances cung cấp khả năng sử dụng khả dụng của Amazon EC2 với giá ưu đãi cho khách hàng. Tại AWS, một trong những mục tiêu của chúng tôi là tối đa hóa việc sử dụng tài nguyên vật lý. Bằng cách chọn EC2 Spot instances, bạn đang chạy trên phần cứng mà ngược lại sẽ đang đợi trong trung tâm dữ liệu của chúng tôi. Việc sử dụng Spot instances tăng tổng thể hiệu quả của cloud, vì nhiều hơn các cơ sở hạ tầng vật lý của chúng tôi được sử dụng cho công việc có ý nghĩa. Spot instances sử dụng giá cả dựa trên thị trường và thay đổi tự động dựa trên cung và cầu. Điều này có nghĩa là phần cứng có nhiều dung lượng không gian dư thừa nhất sẽ có mức giảm giá cao nhất, đôi khi lên đến 90% so với giá đòi hỏi, để khuyến khích khách hàng chọn cấu hình đó.

Vì mỗi công việc có yêu cầu khác nhau, chúng tôi đề xuất sử dụng một tổ hợp các lựa chọn mua hàng được tùy chỉnh cho nhu cầu công việc cụ thể của bạn. Đối với các công việc ổn định có thể cam kết trong 1-3 năm, sử dụng Compute Savings Plans giúp bạn tiết kiệm chi phí, chuyển từ một loại instance sang một giải pháp tính toán mới hơn và tiết kiệm năng lượng hơn, hoặc chuyển đổi giữa các giải pháp tính toán khác nhau (ví dụ, từ EC2 instances sang AWS Lambda functions hoặc AWS Fargate).

Savings Plans lý tưởng cho các công việc ổn định và dự đoán được. On-demand phù hợp nhất cho các công việc mới, stateful, và spike workload không thể linh hoạt về instance, vị trí hoặc thời gian. Cuối cùng, Spot instances là một cách tuyệt vời để bổ sung cho các lựa chọn khác cho các ứng dụng có khả năng chịu lỗi và linh hoạt. AWS khuyến nghị sử dụng một tổ hợp các mô hình giá dựa trên nhu cầu công việc của bạn và khả năng linh hoạt.

Bằng cách sử dụng các mô hình giá cả này, bạn đang tạo ra tín hiệu cho nhu cầu tính toán trong tương lai của mình, giúp AWS dự báo nhu cầu tài nguyên, quản lý khả năng và vận hành hạ tầng của chúng tôi một cách bền vững hơn.

Thiết kế ứng dụng để tối thiểu hóa chi phí và sử dụng ít tài nguyên hơn

Dù cho làm việc với công việc cụ thể nào hoặc sử dụng công nghệ nào đi chăng nữa, sử dụng phần cứng thế hệ mới nhất với các thư viện và Amazon Machine Images (AMI) được cập nhật sẽ cung cấp cho bạn hiệu suất giá/tốt nhất và hiệu suất/watt tốt nhất trong tất cả các họ. Các thư viện phần mềm được cập nhật thường được yêu cầu để tận dụng các tính năng tiết kiệm năng lượng và hiệu suất trên bộ xử lý và phần cứng hiện đại, chẳng hạn như Intel’s DL Boost.

Tận dụng các dịch vụ quản lý có thể giúp chuyển trách nhiệm duy trì sử dụng tài nguyên cao cho AWS. Sử dụng các dịch vụ được quản lý sẽ giúp phân bố tác động bền vững của dịch vụ đó trên tất cả các khách hàng sử dụng dịch vụ đó, giảm đóng góp cá nhân của mỗi khách hàng. Tuy nhiên, không phải tất cả các dịch vụ được quản lý đều được tối ưu mặc định. Các khuyến nghị sau đây giúp giảm tác động môi trường của bạn với quản lý khả năng tối ưu tự động cho mỗi dịch vụ quản lý.

AWS  Managed Service	Đề xuất để cải thiện tính bền vững
Amazon Aurora	Amazon  Aurora Serverless có thể tự động khởi động, tắt và điều chỉnh khả năng chịu tải lên hoặc xuống dựa trên nhu cầu của ứng dụng của bạn.
Amazon Redshift	Amazon Redshift Serverless chạy và mở rộng khả năng lưu trữ kho dữ liệu một cách tự động.
AWS Lambda	You can di chuyển các hàm AWS Lambda sang bộ xử lý AWS Graviton2 dựa trên Arm để tối ưu hiệu năng và tính bền vững..
Amazon ECS	bạn có thể chạy Amazon ECS on AWS Fargate để tận dụng các thực hành tốt nhất về tính bền vững mà AWS đã đưa ra cho việc quản lý control plane.
Amazon EMR	Sử dụng EMR Serverless để tránh quá hoặc thiếu cung cấp tài nguyên cho các công việc xử lý dữ liệu của bạn.
AWS Glue	Kích hoạt Auto-scaling for AWS Glue để có thể mở rộng lên và giảm thiểu bộ xử lý Glue dựa trên yêu cầu sử dụng.

Chuyển dữ liệu là một lựa chọn thiết kế ứng dụng khác có ảnh hưởng đến bền vững. Edge computing, lưu trữ và sử dụng dữ liệu trên hoặc gần thiết bị tạo ra nó, giảm thiểu lượng dữ liệu gửi đến cloud và, ở quy mô lớn, có thể giới hạn sử dụng năng lượng và khí thải carbon. Các dịch vụ AWS Outposts, AWS Local Zones và AWS Wavelength cung cấp xử lý dữ liệu, phân tích và lưu trữ gần với điểm cuối của bạn, cho phép triển khai API và công cụ tại các địa điểm ngoài trung tâm dữ liệu của AWS. Bằng cách xử lý dữ liệu gần nguồn, edge computing có thể giảm độ trễ, điều đó có nghĩa là cần ít năng lượng hơn để giữ cho các thiết bị và ứng dụng hoạt động trơn tru hơn.

Kết luận

Việc đo lường liên tục, sử dụng phần cứng một cách hiệu quả, lựa chọn bộ vi xử lý và thiết kế ứng dụng là rất quan trọng để tối ưu hóa cơ sở hạ tầng tính toán của bạn trên AWS cho hiệu quả tài nguyên. Đơn giản là, cơ sở hạ tầng bền vững trên cloud sử dụng ít tài nguyên nhất có thể để đạt được mục tiêu của tổ chức của bạn. Ngoài các số đại diện của bạn, bạn có thể theo dõi lượng khí thải carbon của hành trình tối ưu hóa của mình kết hợp với các cải tiến mà AWS thực hiện trên cơ sở hạ tầng của chúng tôi bằng Customer Carbon Footprint Tool.

Bạn đã sẵn sàng để khám phá sâu hơn? Hãy kiểm tra cột Sustainability của Well Architected để biết hướng dẫn chi tiết hơn về tất cả các chủ đề này. Bạn cũng có thể truy cập trang AWS Sustainability để tìm hiểu thêm về cam kết của chúng tôi về bền vững, tiến trình sử dụng năng lượng tái tạo hiện tại của AWS, các nghiên cứu trường hợp về bền vững thông qua cloud và nhiều hơn nữa.