Zamiast do kosza, trafiały do serwerowni. Stare smartfony okazały się potężniejsze niż myślisz

Co robisz ze swoim starym smartfonem, gdy po dwóch lub trzech latach wymieniasz go na nowy model? Najpewniej ląduje w szufladzie albo na śmietniku, powiększając i tak gigantyczną górę elektrośmieci. Tymczasem badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego (UCSD), we współpracy z inżynierami z Google, postanowili rzucić wyzwanie technologicznym gigantom. Zebrali porzucone, „przestarzałe” smartfony Google Pixel i tchnęli w nie drugie życie, budując z nich pełnoprawną, niezwykle tanią i ekologiczną platformę obliczeniową, która z powodzeniem zastępuje profesjonalne serwery w centrum danych.

Smartfon potężniejszy niż serwer? Szokujące wyniki testów wydajności

Inicjatywa narodziła się z potrzeby ograniczenia tzw. śladu węglowego wbudowanego, czyli energii i emisji gazów cieplarnianych powiązanych z samą produkcją nowej elektroniki. Zamiast bezrefleksyjnie kupować nowy sprzęt, naukowcy postanowili sprawdzić, co drzemie w urządzeniach, które konsumenci uznali już za niepotrzebne. Wyniki analiz wprawiły branżę w osłupienie. Okazało się, że smartfony sprzed zaledwie trzech lat oferują wyższą wydajność pojedynczego rdzenia niż potężne, wielordzeniowe procesory AMD EPYC, stosowane w nowoczesnych serwerach, takich jak Asus RS720A-E11, które na co dzień współpracują z najdroższymi układami graficznymi Nvidia H200.

Oczywiście, ogromna maszyna serwerowa bije mobilny procesor na głowę w ogólnej mocy obliczeniowej, dzięki setkom rdzeni i pamięci masowej. Jednak w testach benchmarkowych SPEC, w przeliczeniu na jeden rdzeń, to mobilne układy okazały się sprawniejsze i bardziej efektywne. To odkrycie dało naukowcom zielone światło do działania – przy odrobinie kreatywności te niepozorne chipy można było zaprząc do poważnych zadań chmurowych.

Jak zamienić smartfona w serwer? Drastyczna operacja na żywym organizmie

Proces transformacji domowego gadżetu w maszynę do operacji na dużych zbiorach danych wymagał radykalnych kroków. Badacze dosłownie obdarli smartfony ze wszystkiego, co zbędne w warunkach laboratoryjnych. Pozbyto się ekranów, baterii, aparatów fotograficznych, głośników, a nawet oryginalnych obudów. W ten sposób zredukowano ryzyko awarii i przegrzania poszczególnych elementów. Do dyspozycji została sama płyta główna z kluczowym dla projektu układem SoC.

Kolejnym krokiem była całkowita zmiana cyfrowej tożsamości urządzeń. Fabryczny system Android został bezpowrotnie usunięty, a jego miejsce zajęła lekka, czysta dystrybucja systemu Linux, używana na co dzień w profesjonalnych centrach danych. Pozwoliło to na pozbycie się systemowych śmieci i zainstalowanie oprogramowania do orkiestracji usług, takiego jak Kubernetes. Efekt końcowy przeszedł najśmielsze oczekiwania: klaster złożony z zaledwie 25 do 50 starych telefonów osiągnął moc obliczeniową równą potężnemu, dwuprocesorowemu układowi klasy serwerowej.

Akademicka minichmura za ułamek ceny

Praktyczne zastosowanie tej technologii przetestowano już na samym uniwersytecie. Badacze z UCSD ustalili, że miniaturowy klaster składający się z zaledwie 20 smartfonów jest w stanie bez problemu utrzymać wymagające aplikacje webowe dla ponad 75 studentów jednocześnie. Zamiast płacić krocie za komercyjne usługi w chmurze AWS czy Microsoft Azure, uczelnia może uruchamiać projekty lokalnie na porzuconym sprzęcie.

Plan na najbliższe miesiące jest imponujący: zespół zamierza połączyć aż 2000 smartfonów w jedno gigantyczne, lokalne centrum danych. Taka infrastruktura będzie w stanie obsłużyć sto uniwersyteckich klas jednocześnie. W czasach, gdy ceny kości pamięci RAM i dysków SSD gwałtownie rosną, budowa serwerowni z odzysku kosztuje zaledwie ułamek tego, co zakup nowych komponentów.

Drugie życie elektroniki to nie tylko domena Ziemi

Wykorzystanie przestarzałych chipów do zaawansowanych celów nie jest całkowitą nowością, a historia zna jeszcze bardziej spektakularne przypadki. Najlepszym przykładem jest NASA, która w marsjańskim helikopterze Ingenuity wykorzystała procesor Qualcomm Snapdragon 801 – układ ze średniej półki, który w 2014 roku napędzał flagowe smartfony. Ten sam chip pomagał łazikowi Perseverance nawigować po powierzchni Czerwonej Planety. Z kolei inne zespoły badawcze z powodzeniem budowały miniaturowe mikrocentra ze smartfonów do monitorowania ekosystemów podwodnych.

Czy czeka nas smartfonowa rewolucja w chmurze?

Pełne uruchomienie systemu planowane jest na drugą połowę tego roku. Głównym celem naukowców będzie teraz zbadanie, jak podzespoły projektowane dla elektroniki użytkowej zniosą próbę czasu przy ciągłej, bezlitosnej pracy 24 godziny na dobę pod pełnym obciążeniem. Choć raczej nie należy się spodziewać, że najwięksi dostawcy usług AI (jak OpenAI czy Microsoft) porzucą swoje dedykowane superkomputery na rzecz starych Pixeli, to dla uniwersytetów, szkół i mniejszych firm jest to technologiczny święty Graal. Pozwala im bowiem tworzyć autorskie platformy obliczeniowe bez konieczności rzucania wyzwania gigantom z miliardami dolarów w kieszeni.