Створення хмарного кластера з тисяч смартфонів, ініційоване дослідниками з Каліфорнійського університету в Сан-Дієго (UCSD) у співпраці з Google, відкриває нові горизонти у сфері обчислювальних технологій та сталого розвитку. Цей інноваційний проєкт має на меті не лише оптимізувати продуктивність та зменшити витрати на серверні ресурси, але й вирішити нагальну екологічну проблему, пов’язану з електронними відходами. Замість того, щоб відправляти старі смартфони на перероблення, яке має значний вуглецевий слід, дослідники пропонують дати їм друге життя як потужним обчислювальним вузлам.
Ключові аспекти проєкту
Продуктивність та вартість
Дослідники зазначають, що однопотокова продуктивність сучасних смартфонних процесорів може конкурувати, а іноді й перевищувати показники серверних процесорів. Хоча сервери мають перевагу у кількості ядер та обсязі пам’яті, смартфони, позбавлені непотрібних компонентів, таких як камери та акумулятори, і переобладнані під потреби серверного середовища, можуть стати економічно вигідною альтернативою. Google Research підкреслює, що основним викликом є розробка програмного забезпечення, яке б враховувало специфіку смартфонних архітектур. Попередні експерименти показали, що кластер з 25-50 телефонів може демонструвати продуктивність, еквівалентну сучасному серверу, при цьому забезпечуючи нижчу затримку завдань порівняно з сервісами AWS.
Екологічна складова
Майже половина вуглецевого сліду, що виникає під час перероблення смартфона, пов’язана з переробкою материнської плати. Повторне використання цих пристроїв як обчислювальних одиниць значно зменшує потребу у виробництві нових компонентів, тим самим мінімізуючи негативний вплив на довкілля. Враховуючи, що люди в середньому змінюють смартфони кожні чотири роки, потенціал для скорочення електронних відходів є величезним.
Технічні рішення
Для реалізації проєкту операційну систему Android замінюють на “універсальний дистрибутив Linux”, що забезпечує кращу продуктивність, гнучкість програмування та знімає обмеження, притаманні споживчим пристроям. Оркестрація завдань здійснюється за допомогою контейнерних застосунків, керованих Kubernetes, а самі телефони організовані в кластери по 25-50 пристроїв.
Перспективи та амбіції
Каліфорнійський університет планує розгорнути кластер із 2000 телефонів, який зможе підтримувати до 100 курсів одночасно, зокрема з паралельних обчислень та системного програмування. Цей масштабний проєкт не лише надасть студентам доступ до потужних обчислювальних ресурсів за низькою ціною, але й стане платформою для дослідження надійності споживчого апаратного забезпечення в умовах постійного інтенсивного використання. Очікується, що система розпочне роботу вже восени 2026 року.
“Однопотокова продуктивність процесорних ядер сучасних смартфонів на рівні або навіть краща, ніж у сучасних багатоядерних серверів. Найсуттєвіша відмінність між смартфоном і сервером полягає в їхньому розмірі: сервери містять десятки потужних багатопотокових процесорних ядер і величезний обсяг пам’яті, тоді як смартфон має кілька різнорідних процесорних ядер і 8-12 ГБ пам’яті. Отже, однією з ключових проблем є створення програм, які вписуються або можуть бути адаптовані до характеристик смартфона”, – пише Google Research.
Цей проєкт демонструє, як інноваційний підхід до управління ресурсами та технологічні рішення можуть не тільки підвищити ефективність, але й зробити значний внесок у боротьбу з екологічними викликами сучасності, перетворюючи потенційні відходи на цінні обчислювальні потужності.
