Новое решение для электронной

Бараноздемир/iStock

Подписываясь, вы соглашаетесь с нашими Условиями использования и политикой. Вы можете отказаться от подписки в любое время.

В октябре 2022 года издание Interest Engineering сообщило, что международный форум по отходам электрического и электронного оборудования (WEEE) подсчитал, что только в 2022 году на свалки отправится 5,3 миллиарда мобильных телефонов. Это невероятное количество отходов, которые зачастую токсичны.

Теперь исследователи из инженерной школы Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего пытаются что-то с этим сделать. Аспирант и первый автор Дженнифер Свитцер вместе со своими соавторами, профессорами компьютерных наук и инженерии (CSE) Райаном Кастнером и Пэт Паннуто, а также аспирантом Габриэлем Маркано придумали инновационный метод борьбы с мобильными телефонами и другими электронными отходами.

Об этом говорится в пресс-релизе учреждения, опубликованном на прошлой неделе.

«Для производства современных высокопроизводительных компьютерных технологий требуется колоссальное количество энергии. В документе исследуется, как сделать вычисления более устойчивыми, находя новые способы использования устройств, производство которых общество уже заплатило за выбросы углекислого газа», — сказал Паннуто.

Авторы утверждают, что традиционные варианты переработки энергоемки, вызывают сильное загрязнение окружающей среды и не требуют повторного использования основного корпуса телефона. Поэтому исследователи предлагают более экологичный вариант.

Их план: перераспределить выброшенные устройства в рабочие процессоры. «Их подход позволяет избежать углеродоемкого производственного процесса, одновременно используя неизрасходованные 75 процентов срока службы процессора смартфона», — говорится в заявлении для прессы.

Новое исследование учитывает как «практичность, так и экологические преимущества повторного использования процессоров для непотребительских приложений». В частности, исследователи дают новую жизнь старым устаревшим процессорам в качестве облачных модулей для микросервисов для веб-сайтов социальных сетей и датчиков мониторинга дикой природы.

Это особенно удобно, учитывая, что процессоры смартфонов в среднем имеют срок службы более 10 лет после того, как их выкинули, и часто выходят из эксплуатации после использования всего 25 процентов своего функционального срока службы.

Чтобы оценить свои усилия, исследователи придумали новую метрику; Вычислительная интенсивность выбросов углекислого газа (CCI), которая оценивает и сравнивает истинное влияние вычислений на срок службы конкретного устройства.

Применив этот новый показатель к старым серверам, ноутбукам и смартфонам, команда обнаружила, что смартфоны предлагают наилучший потенциал для снижения выбросов углекислого газа благодаря огромному набору ценных компонентов. Эти компоненты обеспечивают перепрофилированные процессоры надежным источником питания, ценным сетевым оборудованием и множеством утилит, которые еще предстоит использовать.

«Для устройств с более коротким сроком службы, таких как смартфоны, 80 или более процентов углеродного следа за весь срок службы приходится на энергию, затраченную на создание устройства, а не на энергию, которую оно использовало во время работы», — сказал Паннуто. «Сколько старых телефонов, ноутбуков и настольных компьютеров пылится? Посмотрим, сможем ли мы найти для них полезную вторую жизнь!»

Исследование привлекает внимание своим потенциалом решения давней серьезной проблемы. Авторы уже были удостоены награды за выдающуюся работу на конференции «Архитектурная поддержка языков программирования и операционных систем» (ASPLOS) 2023 года, а их работы были загружены более 50 000 раз, что является рекордным количеством за 28-летнюю историю конференции.

Учитывая растущую проблему электронных отходов, новое исследование исследователей пришло как нельзя кстати, поскольку переработка просто не дает достаточной свободы действий в решении этой проблемы.

Аннотация исследования:

Ежегодно продается 1,5 миллиарда смартфонов, и большинство из них выводятся из эксплуатации менее чем через два года. Большинство этих ненужных смартфонов не выбрасываются и не перерабатываются, а томятся в ящиках для мусора и хранилищах. Этот вычислительный запас представляет собой значительный упущенный потенциал: современные смартфоны имеют все более производительные и энергоэффективные процессоры, обширные сетевые возможности и надежные встроенные источники питания. Этот проект изучает возможность использования этих ненужных смартфонов в качестве «компьютеров на свалке». Компьютеры на свалке увеличивают глобальную вычислительную мощность, продлевая срок службы устройств, и экономят выбросы углерода, заменяя производство новых устройств. Мы показываем, что возможности даже смартфонов десятилетней давности соответствуют требованиям современных облачных микросервисов, и обсуждаем, как объединить телефоны для выполнения все более сложных задач. Мы описываем, как текущие метрики, ориентированные на операции, не отражают фактические углеродные затраты на вычисления. Чтобы решить эту проблему, мы предлагаем расчетную углеродоемкость — показатель производительности, который уравновешивает непрерывное обслуживание старых устройств со сверхлинейным улучшением времени работы новых машин. Мы используем этот показатель, чтобы по-новому определить срок службы устройства с точки зрения эффективности выбросов углерода. Мы разрабатываем облако повторно используемых телефонов Pixel 3A и анализируем углеродные преимущества от развертывания крупных комплексных приложений на основе микросервисов на этих смартфонах. Наконец, мы описываем системные архитектуры и связанные с ними проблемы масштабирования до облачных систем с сотнями и тысячами смартфонов.