Naukowcy zbuduwali wydajny serwer, korzystając ze starych smartfonów. I mają plany na budowę jeszcze bardziej wydajnej i taniej maszyny.
Co roku na świecie wyrzucane są setki milionów smartfonów, mimo że wiele z nich nadal dysponuje imponującą mocą obliczeniową. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego oraz Google postanowili wykorzystać ten potencjał. Ich pomysł jest zaskakująco prosty: połączyć dziesiątki starych telefonów w klastry komputerowe zdolne do wykonywania zadań przypominających miniaturowe centra danych.
Elektrośmieci to coraz większy problem
Smartfony należą dziś do najczęściej wymienianych urządzeń elektronicznych. Wielu użytkowników kupuje nowy model co dwa lub trzy lata, nawet jeśli poprzedni nadal działa bez większych problemów. Efektem jest lawinowy wzrost ilości elektroodpadów oraz ogromny ślad węglowy związany z produkcją nowych urządzeń.
Badacze z University of California San Diego (UCSD) zwracają uwagę, że największy wpływ na środowisko ma nie samo użytkowanie telefonu, ale proces jego produkcji. To właśnie tzw. „embodied carbon”, czyli emisje powstałe podczas wydobycia surowców, produkcji podzespołów i montażu urządzenia.
Zamiast więc wysyłać miliony sprawnych telefonów na wysypiska lub do recyklingu, naukowcy postanowili dać im drugie życie.
Smartfon szybszy od serwera?
Najbardziej zaskakujące wyniki pojawiły się podczas testów wydajności. Badanie wykazało, że trzyletnie smartfony nadal oferują bardzo wysoką wydajność pojedynczego rdzenia procesora.
W niektórych testach opartych o benchmarki SPEC pojedyncze rdzenie układów mobilnych osiągały lepsze wyniki niż rdzenie nowoczesnych procesorów serwerowych stosowanych w profesjonalnych centrach danych. Oczywiście całkowita moc serwerów pozostaje nieporównywalnie większa, ale pokazuje to, jak ogromny postęp dokonał się w mobilnych układach SoC.
To właśnie ten fakt stał się fundamentem projektu.
Jak zamienić telefon w serwer?
Naukowcy usuwają wszystkie zbędne elementy:
- ekran,
- baterię,
- aparaty,
- głośniki,
- obudowę.
Proces przygotowania urządzeń jest stosunkowo prosty.
Pozostaje jedynie płyta główna z procesorem i pamięcią.
Następnie Android zostaje zastąpiony systemem Linux wykorzystywanym w środowiskach serwerowych. Dzięki temu urządzenia mogą korzystać z narzędzi takich jak Kubernetes, czyli platformy do zarządzania dużymi klastrami obliczeniowymi.
W praktyce stary telefon staje się niewielkim serwerem, który można połączyć z dziesiątkami innych urządzeń.
50 telefonów zamiast jednego serwera
Według przeprowadzonych testów klaster składający się z 25–50 starych smartfonów może zapewnić moc obliczeniową porównywalną z jednym dwuprocesorowym serwerem klasy enterprise.
To nie oznacza, że smartfony zastąpią centra danych obsługujące sztuczną inteligencję czy największe usługi chmurowe. Jednak dla wielu zastosowań edukacyjnych, badawczych i lokalnych może to być rozwiązanie niezwykle atrakcyjne kosztowo.
Badacze wyliczyli, że klaster złożony z około 20 telefonów jest w stanie obsłużyć aplikację używaną przez grupę liczącą ponad 75 studentów.
Zamiast płacić za usługi chmurowe, uczelnia mogłaby uruchamiać takie systemy lokalnie, wykorzystując sprzęt, który w przeciwnym razie trafiłby do szuflady lub na złom.
Powstanie centrum danych z 2000 smartfonów
Naukowcy nie zamierzają kończyć projektu na niewielkich eksperymentach.
Plan zakłada stworzenie lokalnego centrum danych składającego się z około 2000 używanych telefonów Pixel. Taki system miałby jednocześnie obsługiwać nawet sto różnych kursów akademickich.
Co istotne, koszt budowy takiej infrastruktury ma stanowić jedynie niewielki ułamek ceny tradycyjnych serwerów. Ma to szczególne znaczenie obecnie, gdy ceny pamięci i nośników danych rosną między innymi z powodu ogromnego popytu generowanego przez rozwój sztucznej inteligencji.
Nie pierwsza próba wykorzystania starych telefonów
To nie pierwszy projekt pokazujący, że przestarzałe smartfony mogą nadal być użyteczne.
W ubiegłym roku naukowcy wykorzystali zestawy starych telefonów jako miniaturowe centra danych służące do monitorowania środowiska podwodnego. Z kolei NASA od lat wykorzystuje konsumenckie podzespoły w swoich misjach kosmicznych.
Dobrym przykładem jest śmigłowiec marsjański Ingenuity, który korzystał z układu Qualcomm Snapdragon 801 – procesora pochodzącego z 2014 roku, znanego ze smartfonów klasy średniej. Mimo wieku chip okazał się wystarczająco wydajny, aby pomagać w autonomicznej nawigacji na powierzchni Marsa.
Drugie życie elektroniki może być bardziej opłacalne niż recykling
Projekt UCSD i Google pokazuje, że nie każdy stary smartfon musi kończyć w recyklingu. W wielu przypadkach urządzenia te nadal dysponują mocą obliczeniową wystarczającą do realizacji szeregu zadań edukacyjnych, badawczych czy biznesowych.
Choć trudno wyobrazić sobie, aby hyperskalerzy pokroju największych operatorów chmur zaczęli budować swoje farmy serwerowe z używanych telefonów, to dla uczelni, laboratoriów i mniejszych organizacji może to być bardzo interesująca alternatywa.
A jeśli eksperyment zakończy się sukcesem, możliwe, że w przyszłości miliony starych smartfonów przestaną być elektrośmieciami, a staną się częścią nowej, bardziej ekologicznej infrastruktury cyfrowej.
Foto: DepositPhotos.