Google Research: 25–50 старих телефонів можуть забезпечувати обчислювальну потужність, еквівалентну серверам, а викиди вуглецю значно нижчі, ніж у новому обладнанні

Google Research 14 червня в офіційному блозі опублікувала дослідження, в якому запропоновано перетворити виведені з експлуатації смартфони на вузли обчислень для дата-центрів; ключовими даними є 25–50 старих телефонів, обчислювальна потужність яких еквівалентна одній сучасній серверній системі, а продуктивні “ядра” 2023 Pixel Fold здебільшого виявилися кращими за стандартні сервери для дата-центрів ASUS RS720A-E11 у більшості тестів.

Підтверджені результати SPEC CPU2017: “ядра” ефективності Pixel Fold проти ASUS RS720A-E11

Згідно з підтвердженими в офіційному блозі Google Research даними контрольних тестів:

Набір тестів: “ядра” процесора продуктивності 2023 Pixel Fold vs сервер ASUS RS720A-E11 для дата-центру

Базовий інструмент: SPEC CPU2017 (галузевий стандарт для оцінювання продуктивності CPU)

Результати тестів: “ядра” ефективності Pixel Fold у більшості тестових сценаріїв перевищують одноядерну продуктивність сервера ASUS RS720A-E11

Пояснення Google Research: чіпи смартфонів через обмеження живлення в мобільних пристроях роками відточували продуктивність на 1 Вт; фокус серверів дата-центру — багатоядерна паралельність, великий обсяг пам’яті та пропускна здатність I/O, а одноядерна продуктивність не є пріоритетом проєктування.

Параметри модернізації: материнську плату зберегти, решту повністю розібрати, програмне забезпечення замінити на Linux

Згідно з підтвердженими кроками модернізації у проєкті Google Research:

Апаратура: демонтувати дисплей, батарею, корпус, модулі камери, залишивши материнську плату. За оцінкою внутрішнього вуглецевого сліду Google, материнська плата становить приблизно 50% вуглецю, що міститься в одному телефоні загалом.

Програмне забезпечення: замінити userspace мобільної версії Android на універсальний дистрибутив Linux; вимкнути споживчі захисні механізми на кшталт “low memory killer” (ця функція призначена для підтримання плавності інтерфейсу смартфона, і в середовищі хмарних серверів заважає коректному розподілу пам’яті).

Кластерна архітектура: 25–50 смартфонів формують самокерований кластер; контейнеризовані застосунки з Kubernetes-оркестрацією, а для верхніх робочих навантажень поведінка кластера еквівалентна одній хмарній машині.

Дані практичних випробувань і план на 2 000 телефонів UC San Diego

Вже виконані практичні випробування на 20 телефонах: у пікові часові проміжки подачі робіт у курсах із понад 75 студентами затримка оцінювання для кластеру з 20 телефонів була нижчою за затримку стандартного AWS бекенду; обчислювальна потужність кожного телефону загалом еквівалентна прикладам AWS t3.micro (2 віртуальні CPU, 1 ГБ пам’яті).

План UC San Diego на 2 000 телефонів (цільовий термін, наразі в стадії планування): мета — підтримка інформатичних курсів на кшталт “паралельних обчислень” та “системного програмування”; після повного розгортання можна буде одночасно обслуговувати сотні курсів, еквівалентна обчислювальна потужність — близько 50 серверів; вартість становить лише невелику частину від звичайних закупівель; цільовий час запуску — осінь 2026 року. Станом на 14 червня 2026 року кластер UC San Diego ще не підтверджено як завершений або запущений.

Нерозв’язані питання, підтверджені командою дослідження: надійність споживчого обладнання

Відкриті питання, чітко позначені в документі Google Research: материнська плата смартфона ніколи не проєктувалася для цілодобового виконання серверних робочих навантажень; крива ресурсу деталей і розподіл імовірностей відмов у споживчому обладнанні під час тривалої роботи з високим навантаженням наразі ще не мають достатньо великих даних довгострокового масштабу. Кластер UC San Diego на 2 000 телефонів, серед іншого, має систематично збирати такі дані щодо надійності.

Поширені запитання

Чому одноядерна ефективність мобільних чіпів може перевищувати продуктивність серверів дата-центру?

За поясненням Google Research, мобільні чіпи оптимізувалися роками для енергоефективності (продуктивність на 1 Вт) через жорсткі обмеження батареї мобільних пристроїв; натомість фокус серверів дата-центру — багатоядерне паралельне опрацювання та пропускна здатність I/O, а одноядерна продуктивність не є пріоритетом. У одноядерному базовому тесті SPEC CPU2017 ця різниця призводить до того, що “ядра” ефективності Pixel Fold у більшості сценаріїв перевершують ASUS RS720A-E11.

Кластер із 25–50 телефонів: як зробити так, щоб верхні застосунки бачили це як один сервер?

Згідно з планом Google Research, кластер працює на контейнеризованих застосунках із Kubernetes-оркестрацією, тож для верхніх робочих навантажень кластер поводиться як єдина хмарна машина. Адміністратори працюють через стандартні інтерфейси Kubernetes і не потребують керування окремими вузлами-телефонами.

Чому число “50% вуглецю в материнській платі” важливе для розрахунку викидів у цьому рішенні?

За оцінкою внутрішнього вуглецевого сліду Google, материнська плата становить приблизно 50% вуглецевих викидів від видобутку сировини до випуску з заводу для всього пристрою. Рішення модернізації зберігає материнську плату та прибирає інші компоненти, тож фактично продовжується використання найбільш “вуглевмісної” частини, дозволяючи максимізувати розбавлення поточних викидів, а не зробити їх “затопленою” вартістю списаного смартфона.