Ежегодно в мире выбрасывают миллиарды мобильных телефонов, процессоры которых остаются полностью исправными. На фоне стремительного развития искусственного интеллекта и дефицита вычислительных мощностей компания Google совместно с исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработала решение этой проблемы. Специалисты создают серверную систему из плат бывших в употреблении смартфонов, что позволит снизить углеродный след и сократить объемы электронного мусора.
Как превратить смартфоны в серверный кластер
Новая технология получила название «кластерные вычисления на базе телефонов». Вместо утилизации старых устройств инженеры разбирают их, оставляя только материнские платы, на которых расположены процессор (однокристальная система), оперативная и постоянная память. Экраны, аккумуляторы, корпуса и камеры полностью удаляются. Затем платы объединяются в группы и перенастраиваются для выполнения стандартных серверных задач.
Для подтверждения жизнеспособности концепции партнеры планируют запустить полноценный дата-центр из 2000 смартфонов Google Pixel осенью 2026 года.
Колоссальный потенциал выброшенной техники
Бум искусственного интеллекта стимулирует беспрецедентный рост спроса на вычислительные ресурсы. По прогнозам аналитиков, в текущем году технологическая отрасль потратит более 1 триллиона долларов на ИИ-инфраструктуру. При этом производство полупроводников остается одним из самых энергоемких промышленных процессов: к 2030 году объем выбросов углекислого газа в этой сфере может достичь 277 миллионов тонн.
В то же время миллиарды работающих чипов оказываются на свалках. Согласно данным ассоциации WEEE Forum, только в 2022 году было выброшено более 5 миллиардов телефонов. Эксперты провели расчеты потенциала этой выброшенной техники:
- Среднее непрерывное энергопотребление процессора одного флагманского смартфона составляет около 3,2 Вт.
- Суммарная мощность процессоров во всех выброшенных за год телефонах теоретически достигает 16 ГВт.
- Даже если только у половины устройств чипы остались исправными, это дает 8 ГВт неиспользуемой мощности.
Для сравнения: один из крупнейших в мире проектируемых дата-центров корпорации Meta*, проект Hyperion, рассчитан примерно на 5 ГВт потребляемой мощности.
Экологические преимущества и адаптация ПО
Главная цель проекта — сократить воплощенный углеродный след (выбросы, связанные с добычей сырья и производством оборудования до начала его эксплуатации). На создание материнской платы приходится около 40% углеродного следа всего смартфона. Повторное использование этих компонентов позволяет получить серверные мощности без вреда для экологии, неизбежного при производстве новых микросхем.
С технической стороны адаптация требует серьезных изменений в программном обеспечении. Изначально операционная система Android базируется на ядре Linux, однако ее интерфейс и службы оптимизированы для мобильных гаджетов, а не для облачных серверов. Разработчики заменяют стандартную систему на полноценный дистрибутив Linux общего назначения. Это позволяет убрать ненужные уровни безопасности мобильного телефона и превратить каждую плату в миниатюрный облачный сервер.
Производительность и ограничения мобильных чипов
По данным тестирования Google, однопоточная производительность ядер современных мобильных процессоров сопоставима с показателями мощных серверных платформ. В тестах производительности SPEC процессор смартфона Pixel Fold в ряде сценариев обошел процессор базового дата-центра ASUS.
Тем не менее, мобильное устройство не может напрямую заменить полноценный сервер. Настоящие серверы обладают большим количеством ядер, огромным объемом оперативной памяти, высокой пропускной способностью шин данных и рассчитаны на непрерывную работу. Смартфон же имеет всего несколько разнородных ядер и от 8 до 12 ГБ оперативной памяти. Решение заключается в подборе задач, которые можно легко распределить по множеству мелких узлов.
Первым практическим применением технологии станут академические и научные вычисления в Калифорнийском университете. Специалисты приводят следующие расчеты эффективности:
- Небольшой кластер из 20 телефонов способен обрабатывать студенческие работы быстрее, чем стандартная облачная инфраструктура AWS.
- Запланированный на 2026 год кластер из 2000 телефонов сможет одновременно обслуживать около 100 учебных групп.
- По оценкам Google, такая система по своей производительности эквивалентна примерно 50 традиционным серверам, но стоит в разы дешевле.
Вызовы на пути к масштабированию
Проект все еще находится на ранней стадии разработки, и инженерам предстоит решить множество проблем. Главный нерешенный вопрос — надежность. Потребительская электроника никогда не проектировалась для круглосуточной работы на пределе возможностей в течение нескольких лет. Эксперимент как раз призван показать, как бытовые чипы поведут себя при экстремальных серверных нагрузках.
Кроме того, открытыми остаются экономические вопросы: затраты на безопасную разборку тысяч устройств, извлечение аккумуляторов и сборку плат в стойки могут оказаться слишком высокими. Станет ли эта технология коммерчески жизнеспособной или останется лишь интересным научным экспериментом, покажут результаты запуска кластера.
* — деятельность компании запрещена на территории РФ
