研究者たちはジャンク引き出しを備えた古いスマートフォンを性的なクラウドコンピューティングプラットフォームに変えている

電子廃棄物はかなり深刻な問題であり、研究者たちは削減、再利用、および廃棄を行う方法を研究しています。 古い技術をリサイクルする リサイクルできる古い技術がある限り。 Google Research と UC San Diego は、少なくとも一部に対処する非常に優れた方法を発見しました。

研究者らは2,000個を廃棄した Google Pixel スマートフォン ミニ コンピューティング プラットフォームを作成します。 64 台の携帯電話でポケモン GO をプレイしていた有名な台湾のおじいちゃんとは異なり、古いピクセルは新しい家に置かれる前に大幅な改造を受けました。研究によると、マザーボードは取り外され、25～50台のデバイスからなる自己完結型のクラスターに配置されたという。

マザーボードからは Android オペレーティング システムが削除され、Linux に置き換えられました。これにより、携帯電話のスムーズな動作に役立つ低メモリ オフロード機能など、消費者向けの多くの保護機能が削除されましたが、サーバーのコンテキストでは直観に反します。モニター、カメラアレイ、バッテリーなど、不要なものはすべて取り外され、マザーボードだけが本来の役割を担うようになりました。

「各スマートフォンの『サーバー』は、標準的なデータセンターのトレイに収まります」と、UCSDのコンピューターサイエンスおよびエンジニアリングの教授、ライアン・カストナー氏はCNETへの電子メールで述べた。 「正確な密度はまだ決定中ですが、トレイごとに数十台の携帯電話を収容する予定です。バッテリー、シャーシ、ディスプレイを取り除いているため、各デバイスは標準的な携帯電話よりも大幅に小さくなります。」

このセットアップは非常に成功しました。 Google によると、Pixel は、エンタープライズ データ センターで人気の Asus RS720A などのプロフェッショナル サーバー ラックと併用した場合、より優れた、または少なくとも同等のパフォーマンスを発揮したとのことです。これにより、授業用のアプリケーションを実行できる小規模なクラウド コンピューティング プラットフォームなど、カリフォルニア大学サンディエゴ校のニーズを満たすことが可能になりました。

カリフォルニア大学サンディエゴ校は、75 人以上の学生がいる教室をサポートするには 20 ピクセルで十分で、2,000 ピクセルあれば一度に 100 クラスをサポートできると述べています。コンピューターサイエンスとエンジニアリングは、このテクノロジーをテストする最初のクラスになります。

「長期的には、他の部門もコンピューティング要件の一部をこれらのシステムに移行できるようになると考えています」とカストナー氏は語った。 「これを可能にするために、私たちはスマートフォン クラスターを UCSD データ サイエンスおよび機械学習プラットフォームに統合することに取り組んでいます。これは、キャンパス全体の教育と研究のための中心的なコンピューティング リソースとして機能します。」

カリフォルニア大学サンディエゴ校にとっての大きな勝利は価格でした。 Pixel デバイスの価格とセットアップにかかる時間は、同程度のサーバー コンピューティング能力の「通常のコストの数分の一」でした。カリフォルニア大学サンディエゴ校は、より集中的なサーバー環境で消費者向け電子機器がどれくらいの期間使用できるかを研究する予定で、2026 年の秋学期にシステムを開始する予定です。

単純なプロセスではない

この実験は確かに野心的であり、カリフォルニア大学サンディエゴ校のチームが成功すれば、大きな成果となる可能性がある。しかし、それは簡単ではありませんでした。研究者らは、火災の危険性を軽減するためにバッテリーを取り外すなどの課題のほかに、他のさまざまな技術的および物流上の障害を乗り越える必要がありました。

「これらのデバイスは、データセンターを稼働させることを意図したものではありませんでした」とカストナー氏は言う。 「つまり、我々には答えるべき興味深い未知の部分がたくさんあるだけでなく、ハードウェアを適合しない穴に取り付ける際にいくつかの問題があることを意味します。」

問題の 1 つは、Bluetooth、Wi-Fi、携帯信号など、すべてのスマートフォンに付属する無線通信システムに関するものです。ケストナー氏は、これらがそのまま放置されると重大な「自己干渉」を引き起こし、広範囲の機能に影響を与えるだろうと述べた。これらの接続方法はいずれもセキュリティ上のリスクをもたらします。1 台の携帯電話がハッキングされただけでも機密情報が漏洩する可能性があります。このような問題を回避するために、チームはすべての無線を永久に無効にするようにしました。

もう一つの障害は温度でした。チームは、ファンやヒートシンクなどの標準的なデータセンター冷却手段を使用して熱を放散します。スマートフォンには、過熱を防ぐための多くの消費者保護機能が備わっています。これらの保護はデータセンター環境では必要ないため、チームはこれらの保護を見つけて無効にするのにかなりの時間を費やしました。これをカストナー氏は「干し草の山の中の針」と呼んでいます。

実験の一部は、これらの高温が長期的な信頼性に影響を与えるかどうかを確認することです。

「これらのスマートフォンに新たな命を吹き込むのは簡単なことではありません」とカストナー氏は語った。 「クラウドで多様なワークロードを処理できる汎用コンピューティングプロセッサとしてスマートフォンを再利用することは、これまでも今も大きな課題であり、スマートフォンとして機能するために必要な多くの高度な技術を排除する必要がある。」

大きな問題に対する小さな解決策

規模は小さいものの、この実験はさらなる学術研究への道を開く可能性がある。 Googleは、教育、採点、さらには研究を含む学校での使用の大部分は「1台のスマートフォンでホストできる範囲内」であると述べている。カリフォルニア大学サンディエゴ校の実験が成功すれば、世界中の大学が、廃棄された古いスマートフォンを同様のサーバー設定で使用してコスト削減につながる可能性がある。

ただし、このアプローチは、データセンターやサーバーの構築において次に重要なことではありません。データセンターはローエンドで毎秒数百ギガバイトを処理できます。 AI やその他のエンタープライズ アプリケーション用のデータ センターには、はるかに大規模で強力かつ堅牢なソリューションが必要です。これにより、冷却を保つために大量の水が必要になることや、一部のデータ センターでは数万世帯の電力を供給するのに十分な電力が使用されるという事実など、まったく異なる一連の環境問題が生じます。

大量の古いスマートフォンのマザーボードが広範なデータセンター業界に影響を与えるわけはありませんが、企業も研究者も、実際にはそれほど必要がないのにクラウド コンピューティングの能力に多額の費用を支払うことが多い小規模な規模でそれが機能するのを見るのは素晴らしいことです。

電子廃棄物バケツに一滴

研究者や企業が電子廃棄物の利用方法を模索していることは賞賛に値しますが、その道のりはまだ長いです。 UCSD が構築した 2,000 台のスマートフォン サーバー ファームでは、毎年ゴミの流れに入る推定 6,200 万トンの電子廃棄物のうち、ごく一部が除去され、適切にリサイクルされているのはわずか 22.3% です。 CNET 読者 平均よりも良い成績を収める39% のケースで古いテクノロジーがリサイクルされていますが、依然として懸念事項です。

毎年推定 53 億台の携帯電話が廃棄されています。つまり、UCSD がすべてをクリーンアップするには、そのようなサーバー ファームをさらに年間 265 万台、永久に構築しなければならないことになります。どの大学もこれを行うことは期待されていませんが、これは電子廃棄物問題が実際にどれほど大きいかを示しています。これらの数字には、古いテクノロジーを所有する成人の数も含まれていません。 クローゼットの中埃を集めている。

他の取り組みもこれに役立ちます。米国の修理権法により、テクノロジーをただ捨てるのではなく修理することが徐々に簡単かつ手頃な価格になりつつあります。政府や企業は、これらの金属や化学物質がどこかの埋め立て地で腐るのではなく再利用できるよう、電子機器廃棄物の適切なリサイクルについての意識を高めることに取り組んでいます。

カリフォルニア大学サンディエゴ校の実験が成功すれば、かつては制御不能だと思われていた問題を一掃するための、長い一連の小さな取り組みの新たな一歩となる可能性がある。