Werfen Sie Ihr altes Handy noch nicht weg. Mit weniger als 70 Yuan können Sie ein Handy aus vor 10 Jahren in einen Datenzentrum verwandeln: Beim Tauchen zur Fischbeobachtung war es 8 Stunden lang ohne Unterbrechung online.

Haben Sie auch einige alte Mobiltelefone, die in der Tiefe Ihres Schubladenschrankes verstaubt liegen? Vielleicht hat das Display einige Risse, die Batterie hält nicht mehr lange, oder das System reagiert träge und die Leistung ist veraltet. Jedenfalls sind diese Geräte längst aus dem Dienst - aber jetzt könnten sie vielleicht wieder "an die Frontlinie" zurückkehren.

In dieser Zeit von "AI Everywhere" ist Rechenleistung gleichbedeutend mit Produktivität. Doch nicht alle Szenarien eignen sich für die Installation teurer und energieverbrauchenden großen Rechenzentren. Kürzlich hat eine Studie der Universität Tartu gezeigt, dass die alten, unbenutzten Mobiltelefone in Ihren Händen eigentlich "miniaturisierte Rechenzentren" sind, die nur auf die Aktivierung warten.

Experimente haben gezeigt, dass selbst Mobiltelefone, die vor 10 Jahren hergestellt wurden, Aufgaben wie Bilderkennung und Sensor-Datenverarbeitung effizient erledigen können. Noch wichtiger ist, dass die Gesamtkosten für die Umrüstung nur etwa 8 Euro (ungefähr 66 Yuan) betragen!

Warum sollten wir alte Mobiltelefone wählen? Sind sie wirklich leistungsfähig?

Vielleicht finden Sie es ziemlich abwegig, mit Smartphones ein Rechenzentrum aufzubauen. Schließlich halten die Batterien dieser alten Mobiltelefone nicht mehr lange, und das Betriebssystem weist zahlreiche Sicherheitslücken auf. Viele Menschen glauben, dass sich das Smartphone-Markt schnell wandelt und die "Restwert" alter Modelle sehr gering ist. Doch aus technischer Sicht ist diese Einschätzung nicht korrekt.

Das 2013 veröffentlichte Google Nexus 5 beispielsweise ist mit einem vierkernigen Qualcomm Snapdragon 800-Prozessor und 2 GB RAM ausgestattet. Es unterstützt Wi-Fi, Bluetooth, GPS und Multi-Touch... In Bezug auf die Grundleistung ist es nicht schlechter als einige eingebettete Geräte, die in IoT-Szenarien häufig verwendet werden, wie zum Beispiel die gängige Raspberry Pi-Entwicklungsplatine.

Wie der Dozent Huber Flores von der Universität Tartu sagte: "Smartphones sind für energieintensive Szenarien konzipiert. Sie sind gut optimiert, werden nicht leicht heiß und sind bei der Verarbeitung großer Datenmengen sehr effizient." Smartphones haben sich im Laufe der Jahre in der industriellen Gestaltung verbessert. Sie zeichnen sich durch eine hohe Hitzebeständigkeit, geringen Stromverbrauch und kompakte Bauweise aus und sind eigentlich tragbare Endgeräte, die für komplexe Rechenaufgaben entwickelt wurden.

Deshalb können Sie, auch wenn die Batterieleistung dieser alten Geräte geringer geworden ist, das Betriebssystem veraltet ist und möglicherweise Sicherheitslücken vorhanden sind, mit etwas "Handwerk" immer noch ein flexibles und effizientes verteiltes Rechenleistungssystem aufbauen.

Der Weg der "Schubladenhelden" zum Neustart: Wie werden alte Mobiltelefone zu Rechenzentren?

Die Studie wurde hauptsächlich von den Forschern Huber Flores, Ulrich Norbisrath und Zhigang Yin vom Institut für Informatik der Universität Tartu sowie von Perseverance Ngoy vom Technologieinstitut und seinen internationalen Kollegen geleitet.

Bei den Experimenten haben sie 4 Google Nexus-Modelle ausgewählt, die seit Jahren nicht mehr hergestellt werden, und diese alten Mobiltelefone in "miniaturisierte Rechenzentren" umgewandelt. Hier sind die Schritte:

(1) Entfernen der Batterie und Anschließen einer externen Stromversorgung

Zuerst wird die Originalbatterie entfernt, um das Risiko von Chemikalienleckagen alter Batterien zu vermeiden. Anschließend wird eine externe Stromquelle (z. B. Spannungsregler, Netzteil) angeschlossen, um eine sichere und zuverlässige Stromversorgung zu gewährleisten.

(2) Austausch des Betriebssystems zur Verbesserung der Kontrollierbarkeit

Das Forschungsteam hat das ursprüngliche Android-Betriebssystem der Mobiltelefone durch PostmarketOS oder ähnliche Linux-basierte, leichte Betriebssysteme ersetzt, um sich von den Einschränkungen von Android zu befreien, flexiblere Hardwaresteuerung und Programmierschnittstellen freizuschalten und die erforderlichen Anwendungen darauf zu entwickeln und auszuführen. So können die Forscher Aufgaben frei verteilen, Systemlücken beheben und mehrere Mobiltelefone zusammenarbeiten lassen.

(3) Architektur für die Zusammenarbeit mehrerer Mobiltelefone in einem Cluster

Die 4 alten Smartphones werden zu einem Cluster verbunden. Eines der Geräte fungiert als "Master-Node", das die Sensordaten oder Befehle von der Steuerung empfängt und die Aufgaben an die anderen drei "Worker-Node" verteilt, die parallel arbeiten. Diese Master-Slave-Struktur kann Aufgaben wie Bilderkennung und die Aggregation von Sensordaten bewältigen, und jedes Gerät beteiligt sich an der Zusammenarbeit im gesamten System.

(4) 3D-gedruckter Gerüstträger

Mit 3D-gedruckten Bauteilen werden Träger und Gehäuse hergestellt, um die vier Mobiltelefone zu fixieren, physischen Schutz und strukturelle Unterstützung zu bieten und die Durchführung von Feldexperimenten zu erleichtern.

Überraschenderweise betragen die Kosten für das gesamte "miniaturisierte Rechenzentrum" weniger als 8 Euro, weit weniger als der Preis der neuesten Raspberry Pi-Geräte (über 50 Euro).

"Diese Mobiltelefone kann man einfach aus dem Müll holen", sagte Huber Flores scherzend: "Man braucht nur einen Spannungsregler, um das Telefon mit Strom zu versorgen, dann ein Open-Source-Betriebssystem installieren und die Steuerungssoftware deployen. Dann hat man schon ein kleines Rechenzentrum, das für viele Zwecke nützlich ist."

Einschränkungen: Nicht alle Mobiltelefone können umgerüstet werden

Laut dem Forschungsteam war das "Mobiltelefon-Rechenzentrum" erstmals in einem Meeresexperiment in der Nähe der portugiesischen Insel Madeira zu sehen. Damals wurde es in einer wasserdichten Kapsel verpackt, an eine Hochauflösungskamera angeschlossen und in einer Tiefe von 25 Metern im Atlantik platziert. Es hat erfolgreich Meereslebewesen erkannt und gezählt.

Es ist erwähnenswert, dass dieses Experiment 8 Stunden lang störungsfrei lief.

Zur gleichen Zeit entwickelt das Team auch andere Anwendungsgebiete. Beispielsweise kann es in der Stadtmitte an Infrarotsensoren angeschlossen werden, um die Anzahl der Menschen zu zählen, oder an Bodenrobotern installiert werden, um Drohnen, die über ihnen kreisen, mit Echtzeitbildanalyse und Entscheidungsfindungskapazität zu versehen. "Nachdem die Drohne Bilder aufgenommen hat, kann sie die Daten an den Boden senden, damit das kleine Rechenzentrum sie analysiert. So ist die Installation flexibel und die Kosten niedrig."

Außerdem glaubt Huber Flores, dass es eine potenzielle Zielgruppe für dieses "Mobiltelefon-Rechenzentrum" gibt - die Start-up-Unternehmen.

"Viele Start-ups brauchen sowohl Datenanalyse als auch Webhosting-Services, können aber die hohen Kosten für Cloud-Computing nicht leisten", sagte er. "Diese Mobiltelefon-Cluster können genau diese 'leichtgewichtigen, aber stabilen' Rechenleistungserfordernisse decken."

Aber diese Umrüstung hat auch ihre Grenzen.

Das Forschungsteam hat die Nexus-Serie gewählt, weil es sich um ein Open-Source-Projekt von Google handelte und die Hardwarestruktur eher "modular" ist, was das Demontieren und Umrüsten erleichtert. Seit der Produktionseinstellung im Jahr 2016 tendieren die meisten Mobiltelefone auf dem Markt jedoch immer mehr zu einer geschlossenen Bauweise. Einmal demontiert, können die Komponenten leicht beschädigt werden. Das Betriebssystem ist auch geschlossener, und es wird immer schwieriger, ein benutzerdefiniertes Betriebssystem zu installieren.

"Wenn die Umrüstung zu schwierig ist, steigen die Kosten des gesamten Projekts", gestand Huber Flores.

Gold aus Elektroschrott "gewinnen": Das "zweite Leben" alter Mobiltelefone

Tatsächlich ist Elektroschrott laut der Weltgesundheitsorganisation eine der am schnellsten wachsenden Abfallarten weltweit. Im Jahr 2022 wurden weltweit etwa 62 Millionen Tonnen Elektroaltgeräte produziert, aber nur 22 % davon wurden ordnungsgemäß recycelt.

Das WEEE Forum hat auch geschätzt, dass jährlich bis zu 5,3 Milliarden Mobiltelefone weggeworfen werden. Wenn diese elektronischen Geräte unbehandelt verbrannt oder in Mülldeponien entsorgt werden, verursachen sie schwere Umweltverschmutzung.

Im Vergleich dazu ist das Konzept, sie in "wiederverwendbare Rechenressourcen" umzuwandeln, nicht nur technisch machbar, sondern auch von praktischer Bedeutung.

Wie Huber Flores sagte: "Innovation beginnt normalerweise nicht mit neuen Dingen, sondern mit einer neuen Denkweise für alte Dinge, indem man sich deren Rolle bei der Gestaltung der Zukunft neu vorstellt." Er hofft, dass diese Studie den Menschen Anregungen geben kann, damit die Hersteller von elektronischen Produkten bei der Produktentwicklung mehr über Wartbarkeit und Wiederverwendbarkeit nachdenken und so von Grund auf Elektroschrott reduzieren.

Also, wenn Sie auch einige alte, unbenutzte Mobiltelefone haben, schauen Sie sich sie noch einmal an - vielleicht sind sie noch nicht wirklich "in den Ruhestand gegangen", sondern warten nur auf einen "Neustart".

Referenzlink: https://spectrum.ieee.org/smartphone-data-centers

Link zur Studie: https://ieeexplore.ieee.org/document/10925535

Dieser Artikel stammt aus dem WeChat-Account "CSDN", bearbeitet von Zheng Liyuan, veröffentlicht von 36Kr mit Genehmigung.