ابداع راهکار نوین در مدیریت پسماند: راه‌اندازی دیتاسنتر با ۲۰۰۰ گوشی هوشمند بازیافتی

الینا علیمحمدی
آخرین بروز رسانی: 26 خرداد 1405
بدون دیدگاه
3 دقیقه زمان مطالعه

تحول در زیرساخت‌های محاسباتی؛ گوگل و دانشگاه UCSD گوشی‌های قدیمی را به دیتاسنتر تبدیل کردند

پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا سن‌دیگو (UCSD) با همکاری بخش تحقیقات گوگل، در پروژه‌ای نوآورانه موفق شدند با استفاده از مادربردهای حدود ۲۰۰۰ گوشی هوشمند بازنشسته Pixel، یک پلتفرم محاسباتی عملیاتی بسازند که می‌تواند نقش یک دیتاسنتر کم‌هزینه را ایفا کند. این پروژه نشان می‌دهد که حتی دستگاه‌هایی که دیگر در چرخه مصرف روزمره جایی ندارند، همچنان می‌توانند ظرفیت پردازشی قابل توجهی داشته باشند.

بسیاری از کاربران پس از چند سال استفاده، گوشی‌های قدیمی خود را کنار می‌گذارند؛ دستگاه‌هایی که معمولاً دیگر به‌روزرسانی نرم‌افزاری دریافت نمی‌کنند یا توان رقابت با مدل‌های جدید را ندارند. با این حال، نتایج این پژوهش نشان می‌دهد که این گوشی‌ها الزاماً بی‌استفاده نشده‌اند و در برخی موارد، پردازنده آن‌ها هنوز در پردازش‌های تک‌هسته‌ای می‌تواند از بعضی پردازنده‌های سروری مدرن عملکرد بهتری داشته باشد.

این دستاورد در شرایطی به‌دست آمده که جهان با بحران روزافزون زباله‌های الکترونیکی روبه‌رو است. هر سال صدها میلیون گوشی هوشمند در سراسر جهان کنار گذاشته می‌شوند؛ موضوعی که علاوه بر تولید حجم بالایی از پسماندهای الکترونیکی، ردپای کربنی قابل توجهی نیز به‌همراه دارد. تولید هر گوشی جدید مستلزم استخراج مواد اولیه، ساخت تراشه‌ها و مصرف انرژی بالاست و همین مسئله ضرورت یافتن راهکارهای جایگزین را بیش از پیش پررنگ می‌کند.

به همین دلیل، پژوهشگران UCSD با همکاری Google Research تصمیم گرفتند به‌جای بازیافت سنتی این دستگاه‌ها، رویکردی متفاوت را آزمایش کنند. هدف آن‌ها این بود که گوشی‌های بازنشسته، به‌جای آنکه در کشوها باقی بمانند یا مستقیم وارد چرخه بازیافت شوند، به‌عنوان بخشی از یک زیرساخت محاسباتی دوباره مورد استفاده قرار گیرند.

در این پروژه، گوشی‌ها به‌صورت معمولی استفاده نشدند. پژوهشگران ابتدا قطعاتی مانند نمایشگر، باتری، دوربین، بلندگو و بدنه را حذف کردند و تنها مادربرد دستگاه را نگه داشتند؛ بخشی که تراشه اصلی و حافظه روی آن قرار دارد. سپس سیستم‌عامل اندروید با یک توزیع لینوکس مخصوص کاربردهای سروری جایگزین شد تا دستگاه‌ها برای کار در محیط‌های دیتاسنتری آماده شوند.

این تغییر نرم‌افزاری امکان استفاده از ابزارهای مدیریت زیرساخت مانند Kubernetes را نیز فراهم کرد؛ ابزاری که امروزه در بسیاری از مراکز داده مدرن برای مدیریت کلاسترهای پردازشی به کار می‌رود. در نتیجه، هر گوشی عملاً به یک گره پردازشی کوچک تبدیل شد و این گره‌ها توانستند در کنار ده‌ها یا صدها دستگاه مشابه، یک سیستم محاسباتی منسجم را شکل دهند.

وقتی 50 گوشی جای یک سرور را می‌گیرند

شاید شگفت‌انگیزترین بخش این پژوهش، نتایج عملکردی آن باشد. بررسی‌های انجام‌شده نشان می‌دهد بین 25 تا 50 گوشی قدیمی می‌توانند توان پردازشی مشابه یک پردازنده سروری دو سوکته را ارائه دهند. نکته جالب‌تر اینکه پژوهشگران اعلام کرده‌اند پردازنده برخی گوشی‌های هوشمند تنها سه‌ساله در آزمون‌های تک‌هسته‌ای SPEC حتی از برخی پردازنده‌های مورد استفاده در سرورهای مدرن نیز امتیاز بالاتری کسب کرده‌اند.

البته این موضوع به معنای سریع‌تر بودن یک گوشی نسبت به یک سرور کامل نیست. سرورها همچنان از نظر تعداد هسته‌ها، ظرفیت حافظه، قابلیت ارتقا و توان پردازش موازی در سطحی کاملاً متفاوت قرار دارند. با این حال، نتایج نشان می‌دهد تراشه‌های موبایل مدرن بسیار قدرتمندتر از چیزی هستند که بسیاری از کاربران تصور می‌کنند.

 

دیتاسنتری با 2000 گوشی هوشمند

پژوهشگران تنها به آزمایش‌های محدود اکتفا نکرده‌اند. آن‌ها محاسبه کرده‌اند که یک کلاستر متشکل از حدود 20 گوشی قدیمی می‌تواند بار کاری مورد نیاز یک درس دانشگاهی با بیش از 75 دانشجو را مدیریت کند.

بر همین اساس، تیم تحقیقاتی اکنون قصد دارد یک مرکز داده محلی متشکل از حدود 2000 گوشی هوشمند راه‌اندازی کند؛ زیرساختی که بتواند هم‌زمان از بیش از 100 کلاس دانشگاهی پشتیبانی کند.

چنین راهکاری علاوه بر کاهش هزینه‌های خرید سرورهای جدید، نیاز به استفاده از سرویس‌های ابری را نیز کاهش می‌دهد. موضوعی که می‌تواند برای دانشگاه‌ها، مراکز آموزشی و سازمان‌های کوچک با بودجه محدود اهمیت زیادی داشته باشد.

 

آیا گوشی‌ها جای سرورها را خواهند گرفت؟

البته باید اشاره کنیم که در بخش جمع‌بندی این پژوهش، محققان تأکید می‌کنند که هدف این طرح، رقابت با مراکز داده عظیم یا شرکت‌های فعال در حوزه هوش مصنوعی نیست. غول‌هایی مانند گوگل، مایکروسافت یا متا همچنان به سخت‌افزارهای تخصصی، سرورهای قدرتمند و شتاب‌دهنده‌های پیشرفته نیاز خواهند داشت.

مدیریت هزاران گوشی، تأمین قطعات یدکی، پایداری طولانی‌مدت و قابلیت اطمینان نیز چالش‌هایی هستند که در یک زیرساخت مبتنی بر گوشی‌های قدیمی وجود دارند.

با این حال، برای بسیاری از کاربردهای سبک‌تر، پروژه‌های آموزشی، پژوهش‌های دانشگاهی و سرویس‌های محلی، چنین راهکاری می‌تواند جایگزینی بسیار ارزان‌تر و پایدارتر از خرید سخت‌افزارهای جدید باشد.

 

جان دوباره برای سخت‌افزارهای فراموش‌شده

این نخستین باری نیست که پژوهشگران به دنبال استفاده مجدد از گوشی‌های قدیمی می‌روند. در سال‌های اخیر پروژه‌های مختلفی از تبدیل موبایل‌های بازنشسته به «مینی دیتاسنتر» گرفته تا سامانه‌های پایش محیطی و حتی تجهیزات تحقیقاتی زیر آب معرفی شده‌اند.

این موضوع یک واقعیت مهم را یادآوری می‌کند؛ بسیاری از گوشی‌هایی که کاربران آن‌ها را قدیمی و از رده خارج می‌دانند، هنوز از نظر توان پردازشی فاصله زیادی با پایان عمر واقعی خود دارند.

شاید در آینده نزدیک گوشی قدیمی داخل کشوی خانه شما دیگر یک وسیله بلااستفاده نباشد؛ بلکه بخشی از یک سرور، یک کلاستر پردازشی یا حتی یک دیتاسنتر کوچک باشد که مأموریت تازه‌ای را آغاز کرده است.

بدون دیدگاه
اشتراک گذاری
اشتراک‌گذاری
با استفاده از روش‌های زیر می‌توانید این صفحه را با دوستان خود به اشتراک بگذارید.