- Reagrupar las placas madre de smartphones en desuso en clústeres y reutilizarlas para computación general en la nube puede reducir la fabricación de nuevo hardware y bajar la huella de carbono de la computación
- Las emisiones de carbono de la computación se dividen entre el carbono operativo derivado del consumo eléctrico durante el uso y el carbono incorporado en la fabricación del hardware; la huella de fabricación es un desafío más complejo
- El núcleo de alto rendimiento de un smartphone moderno en rendimiento de un solo hilo es comparable o incluso superior al de un núcleo de servidores multinúcleo modernos, pero su memoria y número de núcleos son menores, por lo que hay que seleccionar aplicaciones adecuadas
- UC San Diego planea, con apoyo de Google, un centro de datos basado en 2,000 smartphones Pixel; en un experimento inicial de 20 equipos, pudo soportar la tasa pico de entregas de una clase de más de 75 personas y una latencia de calificación menor que la de un backend básico en AWS
- Este despliegue ofrecería computación equivalente a 50 servidores a bajo costo y serviría como banco de pruebas a gran escala para validar la confiabilidad de hardware de consumo en entornos de uso continuo
Huella de carbono de la computación y reutilización de smartphones
- La huella de carbono de la computación es un desafío central de sostenibilidad, y sus principales fuentes son el carbono operativo generado por el consumo de energía durante el uso y el carbono incorporado asociado con la fabricación del hardware
- El carbono operativo suele abordarse con mejoras en eficiencia energética y uso de energía limpia, pero la huella de fabricación es un obstáculo más complejo
- Investigadores de UC San Diego están construyendo una vía de computación con clústeres de teléfonos que extrae las placas madre de smartphones retirados, las agrupa en clústeres y las reutiliza como una plataforma de computación de propósito general
- El plan de la universidad, con apoyo de Google, es construir un centro de datos con 2,000 smartphones Pixel para ofrecer computación en la nube de bajo costo y bajo carbono a cientos de investigadores y estudiantes
- Este enfoque busca reducir la necesidad de fabricar nuevo hardware y las emisiones asociadas
Smartphones: un factor de contribución importante
- Las personas cambian de teléfono en promedio cada 4 años
- El recambio suele estar impulsado por la demanda de un dispositivo nuevo, incluidas las funciones que ofrecen los modelos recientes
- Muchos teléfonos reemplazados conservan intactas sus capacidades principales de cómputo y son computadoras relativamente potentes con procesador integrado, aceleradores, memoria y almacenamiento
- Incluso los teléfonos antiguos que ya no resultan atractivos para su primer comprador pueden volver a ponerse en servicio y evitar la necesidad de extraer materias primas adicionales, reduciendo directamente la huella ambiental de la computación
- La nueva estrategia consiste en reutilizar smartphones no deseados para aplicaciones de computación en la nube
De dispositivos de consumo a hardware de centro de datos
- El rendimiento de un solo hilo de los núcleos de alto rendimiento de los smartphones modernos es comparable o mejor que el de los núcleos de servidores multinúcleo actuales
- Una comparación entre el Pixel Fold de 2023 y el ASUS RS720A-E11 usando la suite de benchmarks SPEC mostró que, en la mayoría de las pruebas, el rendimiento por núcleo del núcleo de alto rendimiento del Pixel Fold supera al del servidor de centro de datos de referencia
- La mayor diferencia entre smartphones y servidores está en el tamaño y la capacidad
- Los servidores tienen decenas de núcleos de procesamiento multihilo potentes y capacidades de memoria muy grandes
- Los smartphones tienen unos pocos núcleos de procesamiento heterogéneos y entre 8 y 12 GB de memoria
- El reto central es apuntar a aplicaciones que encajen, o puedan adaptarse, a la capacidad de los smartphones
- Reutilizar smartphones de consumo sin modificar en un entorno de centro de datos sería riesgoso e ineficiente
- Hardware periférico como pantalla, batería, chasis y cámara no es necesario en un entorno de servidores
- Algunos componentes, en particular la batería, no están hechos con materiales del nivel requerido para un centro de datos
- Antes del despliegue, el teléfono debe procesarse para dejar solo la placa madre, que contiene las funciones principales de cómputo
- Según una evaluación interna de huella de carbono, la placa madre representa la mayor parte del carbono incorporado, alrededor del 50%
- Este trabajo se enfoca en el componente de mayor impacto
Sistema operativo y orquestación del clúster
- El sistema operativo Android ya está basado en Linux, pero el espacio de usuario de Android orientado a móviles debe reemplazarse por una distribución Linux de propósito general
- La actualización del sistema operativo no solo habilita la programabilidad, sino que también desactiva varias protecciones que son importantes en dispositivos de consumo pero innecesarias para la computación en la nube
- Los teléfonos tienen el demonio low memory killer, que limita aplicaciones con alto uso de memoria
- Para alcanzar un rendimiento equivalente al de servidores tradicionales, hay que orquestar trabajos entre muchos dispositivos
- Los resultados de benchmarks SPEC indican que entre 25 y 50 smartphones equivalen a 1 servidor moderno
- Para abordar esto, se gestionan aplicaciones en contenedores con Kubernetes
- Los teléfonos se organizan como clústeres autogestionados de entre 25 y 50 equipos
Construcción de una plataforma de computación en la nube de bajo carbono
- En varias universidades, las aplicaciones de EdTech, calificación e investigación ya se ejecutan en la nube
- El abanico de aplicaciones va desde máquinas pequeñas para alojar notebooks de Jupyter hasta servidores costosos basados en GPU para cursos de computación paralela
- La mayoría de estas aplicaciones está dentro del rango que puede alojar un solo smartphone
- Un backend estándar de calificación corre en instancias pequeñas de nube como AWS t3.micro, cuyas especificaciones son 2 vCPU y 1 GB de memoria
- Experimentos que ejecutaron trabajos de calificación de computación paralela en un clúster de 20 teléfonos mostraron puntos de operación que cumplen o superan los requisitos típicos de rendimiento y latencia
- Una tarea basada en multiplicación de matrices es intensiva en CPU y se ejecuta durante unos 50 segundos en un solo dispositivo
- Las métricas de latencia incluyen la orquestación del clúster
- Investigadores de UC San Diego planean un clúster de computación de 2,000 teléfonos para apoyar cursos de ciencias de la computación como Parallel Computation y Systems Programming
- En experimentos iniciales, incluso un clúster de 20 equipos pudo soportar la tasa pico de entregas de una clase de más de 75 estudiantes, y la latencia de calificación fue menor que la de un backend básico de AWS
- Un despliegue de 2,000 teléfonos podría soportar 100 de estas clases al mismo tiempo
- El despliegue tiene el beneficio directo de ofrecer computación equivalente a 50 servidores por una fracción del costo habitual
- El mismo despliegue servirá como banco de pruebas para validar la computación basada en smartphones a gran escala
- En particular, investigará la confiabilidad del hardware de consumo en entornos de uso continuo
- Está previsto que el sistema completo se lance en otoño de 2026
- Puede consultarse más sobre enfoques para reducir emisiones de carbono relacionadas con electrónica de consumo en la Consumer Hardware Carbon Reduction Guide
1 comentarios
Comentarios de Hacker News
La razón principal por la que los teléfonos retirados terminan convirtiéndose en residuos electrónicos es que, debido a los blobs de firmware propietarios y los sistemas bloqueados, los usuarios no pueden mantener los dispositivos con actualizaciones de seguridad
Además, el período de soporte de los OEM es demasiado corto, así que una vez que termina el soporte el dispositivo se vuelve muy inseguro
No se debería conectar un dispositivo viejo a una red con acceso a internet
Google lo hace bien en este aspecto con 7 años de soporte, pero Sony da 4 años, y lo mismo pasa con los modelos no flagship de Xiaomi o los modelos más baratos de Samsung
Pero si Google puede recibir un lote arbitrario de teléfonos viejos y hacer eso, entonces uno se pregunta por qué no les da esa misma opción a los consumidores
Incluso si eso solo fuera posible en teléfonos que Google vendió en su momento, la misma pregunta sigue en pie, y también aplica a otros fabricantes
Como se dijo, hay que romper ese ciclo en el que un teléfono deja de servir solo porque terminó el soporte del OEM
Además, el usuario final debería poder reemplazar y reparar la batería, la pantalla, los conectores, etc.
Tampoco queda claro cómo entran y salen los datos en estos nodos de cómputo basados en teléfonos viejos
Ni siquiera sé si es por USB-C; al texto le falta explicar un poco esa parte
Normalmente lo cambian porque se volvió lento, porque la batería ya no rinde, o porque quieren una mejor cámara
Además, poder reemplazar blobs de firmware o el kernel no significa que vayan a aparecer actualizaciones reales
En LineageOS, Android 16 exige Linux 5.4 o superior, así que muchos teléfonos que usan kernels más antiguos se quedan en 22.2 (Android 15)
Antes incluso dispositivos como el Pixel original de 2016 podían subir a la versión más reciente de Android
Esto no es un problema de blobs de firmware ni de sistemas bloqueados; hay código fuente del kernel y también se puede reemplazar el kernel, pero nadie quiere tomarse el trabajo de actualizar el kernel de un teléfono de 10 años
https://lineageos.org/Changelog-30/#legacy-devices
Lo de no conectar dispositivos viejos a redes con acceso a internet depende del caso de uso
Si se trata de un NAS o un clúster de cómputo que solo ejecuta cargas confiables, podría estar bien, siempre que el kernel no tenga una vulnerabilidad de ejecución remota de código
Como Google se está enfocando en teléfonos de Google, desbloquear el bootloader probablemente no sea un gran problema, y también dice que por otras razones hay que reemplazar el kernel
El mayor obstáculo para este tipo de clúster probablemente sea el costo
Aunque un teléfono de 4 años fuera gratis, igual hay que desarmarlo, probarlo y desarrollar hardware y software de soporte, y todo ese trabajo hay que seguir repitiéndolo
Google podría tener suficiente volumen como para construir un clúster homogéneo con hardware de una generación concreta, pero las generaciones de teléfonos cambian cada pocos meses
Si usas hardware de 4 años, ya arrancas habiendo perdido 4 años de vida útil esperada de los componentes, y eso comparando cosas de la misma categoría, no hardware de consumo contra hardware de servidor
Con tanto trabajo adicional, también queda la duda de qué impacto tiene eso sobre la huella de carbono que se intenta reducir
Quizá sea más efectivo simplemente hacer que los teléfonos sigan usándose como teléfonos durante más tiempo
Como proyecto de investigación o hobby pequeño está bien, pero hacerlo viable comercialmente parece extremadamente difícil
Ya son pocos los teléfonos cuyo bootloader se puede desbloquear, y son todavía menos los que tienen drivers abiertos que puedan llevarse a un kernel mainline
El texto parece mencionar el Pixel Fold de 2023 como uno de los candidatos; puede ser una buena oportunidad si se rompe esa pantalla frágil, pero no es un usado barato de conseguir
Incluso los Pixel normales tipo barra tienen soporte limitado para sistemas operativos que realmente sustituyen a Android, como PostmarketOS, y los dispositivos más baratos de terceros normalmente usan SoC Mediatek/Exynos y muchas veces no tienen documentación pública ni soporte alguno
Se podía desbloquear el bootloader y tiene LineageOS, así que todavía lo puedo seguir usando
El rendimiento sigue siendo bueno y alcanza para mi uso, y todas las apps bancarias y de pagos digitales funcionan
Los OEM simplemente deberían permitir el desbloqueo del bootloader
Aunque sea después de dejar de venderlo, permitir el desbloqueo reduciría muchísimo el desperdicio
Es demasiada codicia
Estaría bueno que hubiera una regulación que obligara al desbloqueo del bootloader para hacer posible este tipo de cosas
La gente lleva décadas armando clústeres con hardware de consumo, y muchos seguramente recuerdan las supercomputadoras con PS3 de mediados de los 2000
Personalmente hago mucho trabajo por lotes, como simulaciones CFD, así que podría ejecutarlo fácilmente en un grupo de teléfonos sin grandes problemas de confiabilidad
Me gustaría reutilizar hardware viejo y darle una segunda vida
Incluso ya estoy considerando usar servidores viejos de lugares como ETB, pero el rendimiento por watt de los teléfonos probablemente sea mucho mejor
No estoy seguro de que sea justo exigir desbloqueo también en ese tipo de dispositivos
Aun así, si se trata de dispositivos de cómputo de propósito general, estoy 100% de acuerdo, y al final tampoco es que sean tan distintos
Algo como que, una vez pasados unos 4 años desde que salió al mercado, todos los dispositivos deberían poder desbloquearse, sin importar cuándo se vendieron o si ya terminó su soporte, también parece viable
O quizá, desde el principio, vender por debajo de la competencia para recuperar luego con juegos no sea un modelo de negocio deseable
Tal vez todos los dispositivos que cumplan condiciones como cierta cantidad de memoria, cierto nivel de CPU y capacidad para manejar tráfico IP deberían poder desbloquearse
Digo, exigir desbloquear el firmware de una tostadora ya sonaría ridículo
Los fabricantes de hardware deberían publicar el código fuente necesario para firmware, blobs, etc.
Salvo excepciones por seguridad nacional, también debería existir una regla de 20 años según la cual todo software comercial publicado tenga que liberar su código fuente una vez pasados 20 años
Es un enfoque interesante
La forma en que este grupo trata los dispositivos como varios servidores débiles, básicamente como un clúster de Raspberry Pi, parece la manera más realista de reutilizar hardware de teléfonos a escala
Sobre todo si hubiera apoyo de los fabricantes reales del hardware
Sí da mucha pena que el iPhone esté mucho más bloqueado que Android
En teoría se puede correr Linux dentro de UTM[0], pero fuera de la UE Apple lo dificulta a propósito, y además siguen existiendo límites de memoria y pérdida de rendimiento
El proyecto de graduación de nuestro grupo también fue un clúster de cómputo basado en teléfonos, apuntando en especial a la inferencia de LLM [1]
En vez de instalar un sistema operativo nuevo, hicimos apps separadas para cada sistema operativo
Como los dispositivos eran modelos más viejos, los teléfonos Android tenían peor hardware y el iPhone tenía más restricciones de software
[0] https://getutm.app/
[1] https://github.com/orgs/rmcluster/repositories
Estaría bueno que este proyecto terminara produciendo algo que los usuarios de homelab o self-hosting pudieran fabricar con impresoras 3D
Ese me parece el usuario final más probable
Me pregunto si hay algún enlace al artículo o al paper
A veces fantaseo raro con un mundo postapocalíptico donde las fábricas se incendiaron y la gente tiene que sobrevivir solo con la tecnología que queda
Sin red, solo con energía solar externa o generadores, y únicamente dispositivos locales
Es interesante pensar hasta dónde se podría llegar en esas condiciones
Me pregunto si alguien puede recomendar novelas, películas o videojuegos sobre algo así
La razón por la que uno tiene esas fantasías probablemente es que se siente competente en la tecnología que necesitaría
Pero hay una línea muy delgada entre eso y empezar a desear activamente que ocurra un desastre así en la vida real
Porque entonces uno y sus habilidades pasarían a tener valor
Hay que tener cuidado con esa fantasía autocomplaciente
La gente que colecciona armas a veces desea en secreto el colapso de la ley y el orden; quien vive en el campo con caballos imagina ser un vaquero en un mundo sin autos; y quien arregla autos viejos piensa en algo tipo Mad Max
Estos escenarios no son especialmente probables, pero siguen vivos en la imaginación porque mucha gente, en el fondo, quiere que se vuelvan realidad
Por ejemplo, aparecen motores de resorte comprimido en lugar de motores a gasolina, y computadoras accionadas con pedales
También hay historias bastante sombrías, así que a algunas personas les pueden resultar desagradables
https://windupstories.com/books/pump-six-and-other-stories/
Silo / WOOL de Hugh Howey también podría ser literalmente más cercano, aunque tal vez tenga una vibra algo distinta a la que buscas
En general, vale la pena buscar el género solarpunk, especialmente el solarpunk postapocalíptico
Es realmente deprimente, así que hay que ir con cuidado, pero si estás preparado mentalmente vale la pena leerlo
Es curioso que esto venga precisamente de Google, la misma que hace poco limitó el acceso al código fuente de AOSP para terceros a lanzamientos semestrales, redujo en la práctica el alcance del código de Pixel casi solo a lo cubierto por la GPL y además empezó a ocultar el historial de cambios
Encima ahora también está empujando la certificación de desarrolladores y Play Integrity en Android
No sé si tomarlo como chiste o como señal de una lucha de poder interna
Si es lo primero, todavía le falta bastante para ponerse a la altura de “Upcycle” de Samsung, pero va en la dirección correcta
Normalmente con una computadora puedes agarrar casi cualquier cosa, instalar Linux y en una hora ya tenerla funcionando, pero que para hacer lo mismo en Android haya que pasar por un montón de pasos y aun así el resultado sea tan inconsistente no tiene sentido
Los fabricantes de teléfonos nos han lavado el cerebro para hacernos creer que los teléfonos son algo especial y así explotarnos como corresponde
No son más que computadoras con dispositivos inalámbricos integrados
Es vergonzoso
Algo relacionado: hay gente que ha estado haciendo hosting web con smartphones que estaban amarrados en un cajón
https://far.computer
https://compost.party
Este “paper” en realidad casi no tiene contenido; se parece más a una propuesta con unas cuantas gráficas poco útiles
No sé qué consideran novedoso aquí
La gente con poco presupuesto lleva muchísimo tiempo armando clústeres de cómputo con hardware usado reciclado
Es muy extraño que algo así venga de Google
No dejaron que su propia plataforma de teléfonos instalara directamente el sistema operativo, y ahora también están haciendo que instalar apps personalizadas parezca casi ilegal: https://keepandroidopen.org/
Con solo ver la primera parte del artículo, esto es financiamiento de investigación que Google Research dio a University of California, y ni siquiera fue realizado principalmente por empleados de Google
También me parece dudoso lo de llamarlo “ilegal”
¿Qué significa eso, que te van a meter a la cárcel?
Además, ni siquiera es exacto
Las apps se pueden instalar después de esperar 24 horas, y si usas
adbincluso se pueden instalar sin esperarEsa es una decisión del OEM del teléfono, y el hecho de que los teléfonos Pixel se puedan desbloquear lo demuestra
De hecho, esa es la razón por la que este proyecto es posible
Como alguien que tiene cuatro RPi Zero W montadas en un marco de Ikea y corriéndolas como un clúster de Docker Swarm, esta idea me encanta muchísimo
Me pregunto si hay algún artículo escrito al respecto