Podatkovni centar od starih mobitela

Ugljični otisak računarstva ključni je izazov održivosti. Pokreću ga dva glavna izvora: operativni ugljik odražava emisije energije potrošene tijekom korištenja, a utjelovljeni ugljik obuhvaća emisije povezane s proizvodnjom hardvera. Dok se operativni ugljik često rješava naporima poput poboljšane energetske učinkovitosti i korištenja čiste energije, proizvodni otisak predstavlja složeniju prepreku.

Kako bi se pozabavili ovim problemom, istraživači sa Sveučilišta Kalifornija u San Diegu grade put za drugi život telefona istraživanjem „računalstva klastera telefona“, u suradnji s Googleom.

To je proces u kojem se matične ploče umirovljenih pametnih telefona izdvajaju, skupljaju u klastere i ponovno raspoređuju kao računalna platforma opće namjene.

Uz Googleovu podršku, sveučilište planira postaviti podatkovni centar izgrađen od 2000 Pixel pametnih telefona koji će stotinama istraživača i studenata pružiti jeftino računarstvo u oblaku s niskim udjelom ugljika, smanjujući potrebu za novoproizvedenim hardverom i s njim povezane emisije.

U prosjeku, ljudi mijenjaju svoj telefon svake četiri godine. To je općenito potaknuto željom ljudi za novim uređajem, uključujući i funkcionalnosti koje pružaju novi modeli. Međutim, mnogi zamijenjeni telefoni imaju svoje osnovne računalne funkcionalnosti netaknute i još uvijek su relativno snažna računala s integriranim procesorima, akceleratorima, memorijom i pohranom.

Iako stari telefon možda više nije zanimljiv svom prvom kupcu, njegovo ponovno stavljanje u pogon može izravno smanjiti utjecaj računalstva na okoliš izbjegavanjem potrebe za daljnjim vađenjem sirovina.

Performanse procesorskih jezgri pametnih telefona jednake su ili bolje od onih modernih višejezgrenih poslužitelja. Najznačajnija razlika između pametnog telefona i poslužitelja je njihova veličina: poslužitelji sadrže desetke snažnih multithread procesorskih jezgri i ogroman kapacitet memorije, dok pametni telefon ima nekoliko heterogenih procesorskih jezgri i 8-12 GB memorije.

Jedan od ključnih izazova je, dakle, ciljati aplikacije koje se uklapaju ili se mogu prilagoditi kapacitetu pametnog telefona. 

Premještanje nemodificiranih potrošačkih pametnih telefona u okruženje podatkovnog centra bilo bi neučinkovito. Računalni elementi pametnih telefona obavijeni su komponentama koje nisu potrebne u kontekstu poslužitelja, zaslonom, baterijom, kućištem i perifernim hardverom poput kamera. Osim što zauzimaju vrijedan prostor, neke komponente, poput baterija, sadrže materijale koji nisu pogodni za okruženje podatkovnog centra.

Prije implementacije, pametni telefoni moraju se obraditi kako bi se uklonilo sve osim matične ploče koja sadrži osnovne računalne funkcije. Matična ploča je odgovorna za najveći udio utjelovljenog ugljika (otprilike 50% na temelju internih procjena ugljičnog otiska ), stoga je ovaj napor usmjeren na komponente s najvećim utjecajem.

Operativni sustav (OS) Android već je baziran na Linuxu, ali mobilni korisnički prostor Androida mora se zamijeniti općenitom Linux distribucijom. Ažuriranje OS-a ne samo da omogućuje programiranje, ono također isključuje mnoge zaštite koje su važne za potrošačke uređaje, ali nepotrebne za računalstvo u oblaku. Na primjer, telefoni imaju "low memory killer" koji ograničava aplikacije koje troše puno memorije.

Rezultati SPEC mjerenja pokazuju da 25-50 telefona odgovara modernom poslužitelju a taj se izazov rješava korištenjem "kontejneriziranih" aplikacija kojima upravlja Kubernetes. Telefoni su organizirani u samoupravljajuće klastere od 25-50 uređaja.

Istraživači sa Sveučilišta Kalifornija u San Diegu planiraju računalni klaster od 2000 telefona za podršku nastavi računalnih znanosti poput paralelnog računanja i sistemskog programiranja. Rani eksperimenti pokazuju da čak i klaster umjerene veličine od 20 telefona može podržati vršne stope predaje za nastavu od 75+ studenata, s latencijom ocjenjivanja ispod zadane AWS pozadine. Implementacija od 2000 telefona moći će podržati stotinu takvih nastava odjednom.

Osim izravne koristi pružanja računalnih resursa ekvivalenata 50 poslužitelja po znatno nižoj cijeni, implementacija će također poslužiti kao testna platforma za računarstvo temeljeno na pametnim telefonima u velikim razmjerima. Projekt će posebno istražiti pouzdanost hardvera potrošačke klase pri kontinuiranoj upotrebi. Očekuje se da će cijeli sustav biti pokrenut u jesen 2026. godine.