¿Sabías que la demanda de electricidad del sector TI crecerá 50% para 2030 y que el 75% de este incremento se espera que provenga de los centros de datos y redes que incrementarán las emisiones de CO2?

Así lo informa el estudio Economía digital e impacto climático, del Schneider Electric Sustainability Research Institute y se advierte la importancia de alcanzar la eficiencia en la industria tecnológica para mitigar las emisiones.

Por su parte, desde Green Software Foundation esperan que para 2030 la industria IT consuma hasta el 20% de la producción total de electricidad.

Este contexto, sumado al aumento de la conciencia ambiental y de las preocupaciones de las organizaciones y las personas sobre el calentamiento global, actúan como las fuerzas impulsoras clave del mercado global de software de sostenibilidad corporativa, que se espera crezca a una tasa compuesta anual del 15% hasta 2028.

Es por ello, que utilizar lenguajes de programación sustentables para el desarrollo de green software se torna cada vez más imperioso.

En este artículo presentamos los lenguajes de programación más sustentables y cómo contribuye su uso a mejorar la eficiencia energética y reducir la huella de carbono. 

¿Qué es el código sustentable?

El código sustentable se desarrolla con una visión a largo plazo, teniendo en cuenta no sólo su funcionalidad y eficiencia actual, sino también su mantenimiento y adaptabilidad futuras. 

Esto implica escribir código claro y legible, siguiendo principios de buenas prácticas, como la modularidad, la reutilización y la documentación adecuada.

En paralelo, un código bien estructurado y comentado facilita su comprensión y modificación por parte de otros desarrolladores, lo que reduce el riesgo de errores y mejora la colaboración en equipo.

Además, el código sustentable se enfoca en la eficiencia de los recursos y en minimizar el impacto ambiental del software. 

Esto incluye la optimización de algoritmos que permitan reducir el consumo de energía y recursos computacionales, y el uso responsable de hardware y servicios en la nube. 

En este sentido, podemos decir que los lenguajes de programación se consideran sustentables cuando permiten la creación de software eficiente, en términos de consumo de recursos y energía. 

¿Cuáles son los lenguajes de programación más sustentables?

Los lenguajes de programación más sustentables se caracterizan generalmente por su eficiencia energética y capacidad de reducir la huella de carbono. 

El estudio Energy Efficiency across Programming Languages – How Does Energy, Time, and Memory Relate?, con autoría de investigadores de la Universidade do Minho, la Universidad Nova de Lisboa y la Universidade de Coimbra, estableció un top 10 con los lenguajes de programación más sustentables.

Previo a comenzar a mencionar las características de sustentabilidad de cada uno de los diez lenguajes de programación que ocupan las primeras posiciones del ranking, es importante destacar que los cinco lenguajes principales que necesitan menos energía y tiempo para ejecutar soluciones son: 

• C (57J, 2019ms)
• Rust (59J, 2103ms) 
• C++ (77J, 3155ms) 
• Ada (98J, 3740ms)
• Java (114J , 3821ms)

De estos, sólo Java no está compilado.

Por otro lado, los cinco lenguajes que necesitan la menor cantidad de espacio de memoria (en promedio) para ejecutar soluciones son: 

• Pascal (66 Mb)
• Go (69 Mb)
• C (77 Mb)
• Fortran (82 Mb)
• C++ (88Mb)

Todos estos son lenguajes compilados.

Tomando como referencia la selección de los investigadores portugueses, realizamos un análisis a partir de  diversas fuentes, sobre las características sustentables que poseen cada uno de los lenguajes incluidos entre los 10 primeros de la lista. 

A la lista agregamos un bonus track: Cobol, el lenguaje de programación más utilizado en instituciones financieras y otras industrias que gestionan grandes volúmenes de datos en infraestructuras mainframe.

Top 10 de lenguajes de programación más sustentables

1. C

La sustentabilidad del lenguaje C se basa en su eficiencia, portabilidad y robustez. Tres características que aseguraron su relevancia y uso continuo, desde su creación. 

El lenguaje de programación C es muy eficiente y ofrece la posibilidad de manejar todos los aspectos de las instrucciones del CPU, y su código ofrece una estructura clara que facilita la creación de aplicaciones de una forma rápida y potente.

Por otro lado,el lenguaje C no depende del hardware, por lo que se puede migrar a otros sistemas. Además, tiene estructuras de datos simples con traducción directa al lenguaje máquina, lo que genera una excelente performance.

Entre sus características asociadas a la sustentabilidad, se destaca su eficiencia para hacer llamadas directas al sistema operativo y la utilización de lenguaje compilado, que se acopla de forma efectiva con el lenguaje ensamblador. 

De igual modo, su capacidad para ser ejecutado en cualquier tipo de software o hardware, y una buena gestión que garantiza el intercambio, consulta, almacenamiento y actualización de los datos. Sin dejar de mencionar los elementos que posee, como los operadores bit a bit, punteros puros o las keywords como volatile o static, con las que se puede tener un mayor entendimiento acerca de la mejor manera para escribir código eficiente,

Finalmente, la amplia adopción de C y su estándar ISO/IEC 9899 (sus versiones más conocidas y utilizadas son C89/C90, C99, C11 y C18), garantizan la portabilidad del código entre diferentes compiladores y plataformas, lo que asegura que las aplicaciones desarrolladas con este lenguaje puedan ejecutarse en una variedad de entornos sin necesidad de modificaciones extensas. 

2. Rust

Combina el rendimiento y la eficiencia de recursos de lenguajes de programación de sistemas como C con la seguridad de memoria de lenguajes como Java. 

Asimismo, con Rust los servidores son capaces de responder a las solicitudes de manera mucho más eficiente. Esto permite disminuir la cantidad de servidores necesarios y reducir el uso de energía.

Desde la comunidad Rust, refieren tres características principales del lenguaje, que se asocian a la sostenibilidad:

Rendimiento

Es un lenguaje increíblemente rápido y eficiente con la memoria. Sin runtime ni recolector de basura, puede sustentar servicios de rendimiento crítico, ejecutarse en dispositivos integrados, y colaborar con otros lenguajes fácilmente.

Fiabilidad

Su rico sistema de tipos y su modelo de propiedad (ownership) garantizan seguridad de memoria y seguridad en hilos y permiten eliminar muchas clases de bugs, reportándose a la hora de compilar.

Productividad 

Tiene una documentación muy completa, un compilador accesible con mensajes de error útiles, y herramientas como el gestor de paquetes y de proyecto integrados, soporte avanzado multi-editor con autocompletado e inspecciones de tipos, auto-formateador, entre otras.

3. C++

El lenguaje C++ tiene gran importancia para la industria del software por su eficacia, flexibilidad, portabilidad y soporte para la programación orientada a objetos.

La sustentabilidad de C++ se debe a varias razones, entre las que se destacan:

Su capacidad para generar código altamente optimizado y eficiente, que contribuye a un uso más responsable de los recursos de hardware. Un aspecto fundamental para aplicaciones que requieren alto rendimiento y bajo consumo energético. 

La amplia base de código existente y su continua evolución a través de estándares como C++11, C++14, C++17 y otros más recientes, que aseguran que el lenguaje se mantenga relevante y adaptable a nuevas necesidades tecnológicas. 

4. Ada

Se trata de un lenguaje de programación multipropósito, orientado a objetos. Fue diseñado con la seguridad en mente, y con una filosofía orientada a la reducción de errores comunes y difíciles de descubrir. 

Se basa en un tipado muy fuerte y en chequeos en tiempo de ejecución (desactivables en beneficio del rendimiento). 

Ada es considerado un lenguaje de programación sustentable debido a su diseño orientado a la alta integridad y seguridad, que reduce significativamente la posibilidad de errores y fallos en sistemas críticos.

5. Java

Java es un lenguaje de programación que brinda versatilidad, eficiencia y una amplia aplicabilidad en diversas plataformas y dispositivos.

Precisamente es su enfoque en la portabilidad y eficiencia a largo plazo, lo que los caracteriza como sustentable. 

La capacidad de Java de escribir código una vez y ejecutarlo en cualquier plataforma con una JVM reduce la necesidad de reescribir y adaptar aplicaciones para diferentes entornos, lo que ahorra tiempo y recursos. 

Además, la gestión automática de memoria a través de la recolección de basura minimiza las fugas de memoria y optimiza el uso de recursos, lo cual es crucial para mantener aplicaciones eficientes y de bajo consumo energético. 

Java también se beneficia de una comunidad global activa y un ciclo de desarrollo continuo, que asegura que el lenguaje y sus herramientas evolucionan para satisfacer las necesidades cambiantes de la industria tecnológica, promueve prácticas de desarrollo sostenible y mantiene su relevancia a lo largo del tiempo.

6. Pascal

Su uso obliga al desarrollo de programas bien organizados, escritos con claridad y relativamente libres de errores. 

Es por ello que las principales características de Pascal están relacionadas con la sustentabilidad: claridad en su escritura, legibilidad, velocidad de ejecución y uso eficaz de los recursos del ordenador (sobre todo, la memoria).

7. Chapel

Chapel es un lenguaje de programación diseñado para la computación paralela productiva en sistemas a gran escala. 

Su diseño e implementación tienen en cuenta la portabilidad. Y, al simplificar la complejidad de la programación paralela, reduce el tiempo y los recursos necesarios para desarrollar aplicaciones de alto rendimiento, lo que resulta en un menor consumo de energía y recursos computacionales. 

8. Lisp

Lisp, acrónimo de «LISt Processing», es un lenguaje de programación que fue diseñado para una fácil manipulación de cadenas de datos. 

Permite la creación de programas altamente adaptables y extensibles, lo que facilita el mantenimiento y la evolución del software a lo largo del tiempo. 

Por otra parte, la modularidad y la reutilización de código son principios fundamentales en Lisp, que contribuyen a la creación de aplicaciones robustas y eficientes. 

Su enfoque en la programación funcional promueve la escritura de código limpio y libre de efectos secundarios, lo que permite mejorar la legibilidad y reduciendo la propensión a errores. 

9. Ocalm

OCaml es un lenguaje de programación funcional de nivel industrial con énfasis en la expresividad y la seguridad.

El sistema de tipos liviano, pero altamente expresivo de OCaml detecta más errores en tiempo de compilación, mientras que la recolección de elementos no utilizados le permite concentrarse en la lógica de la aplicación en lugar de en la administración de la memoria. 

Esta característica es interesante en términos de sustentabilidad.

Además, OCaml ofrece un excelente rendimiento en tiempo de ejecución, sin comprometer la experiencia del desarrollador. El compilador de bytecode genera ejecutables pequeños y altamente portables con una velocidad sorprendente; y el compilador de código nativo produce código de máquina altamente eficiente.

10. Fortran

Fortran fue diseñado para realizar cálculos de ciencia e ingeniería computacionalmente exigentes.

Su capacidad para optimizar el rendimiento permite un uso más eficaz del hardware, lo cual es esencial en aplicaciones científicas que requieren procesamiento intensivo de datos. 

Bonus track: Cobol 

La capacidad de Cobol para manejar grandes volúmenes de transacciones y su estabilidad, hacen que las aplicaciones construidas con este lenguaje sean duraderas y confiables. 

Cobol es considerado uno de los lenguajes de programación sustentables por varias razones. 

Entre ellas: su longevidad y durabilidad, la eficiencia en el uso de recursos y bajo consumo de los mismos, su fiabilidad y estabilidad, y la minimización de errores. 

También por su compatibilidad con sistemas legados, la integración con infraestructura existente, la optimización para transacciones masivas, la eficiencia en procesamiento de transacciones, y la reutilización del código.

Conclusión 

Incrementar el uso de lenguajes de programación sustentables es crucial para reducir el impacto ambiental de la industria tecnológica, que consume grandes cantidades de energía y genera una significativa huella de carbono. 

Al emplear lenguajes que optimizan el uso de recursos como CPU y memoria, se puede disminuir el consumo energético de los centros de datos y prolongar la vida útil del hardware, además de reducir los residuos electrónicos. 

También, los lenguajes de programación sustentables promueven la creación de sistemas estables y eficientes, que minimizan la necesidad de constantes actualizaciones y reemplazos y generan ahorro de recursos y reducción de costos a largo plazo.

En un mundo cada vez más digital, adoptar prácticas de programación sustentables es esencial para apoyar la sostenibilidad ambiental y económica.

En simultáneo, a las organizaciones les cuesta cada vez más conseguir la agilidad necesaria para acelerar el desarrollo de nuevos productos y servicios digitales. 

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