整理 | 鄭麗媛

出品 | CSDN（ID：CSDNnews）

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你是不是也有幾部舊手機(jī)塵封在抽屜深處？可能屏幕有些破碎、電池不太行，抑或系統(tǒng)卡頓、性能落后，總之早已退役——而現(xiàn)在，它們或許能“重返一線”了。

在這個(gè)“AI Everywhere”的時(shí)代，算力就是生產(chǎn)力，但并非所有場景都適合部署昂貴、能耗高的大型數(shù)據(jù)中心。于是，近期一項(xiàng)來自塔爾圖大學(xué)（University of Tartu）的研究指出：你手里閑置的那幾部舊手機(jī)，其實(shí)就是一座座等待激活的“微型數(shù)據(jù)中心”。

實(shí)驗(yàn)顯示，哪怕是幾部10年前的老手機(jī)，都能高效完成圖像識別、傳感器數(shù)據(jù)處理等任務(wù)。更重要的是，整體改造成本只需要8歐元（約合人民幣66元）！

為什么選擇舊手機(jī)，它們真的“能打”嗎？

你可能會(huì)覺得，用智能手機(jī)搭建數(shù)據(jù)中心聽起來有點(diǎn)不靠譜。畢竟，這些舊手機(jī)電池早就不耐用了，操作系統(tǒng)也面臨大量安全漏洞。因此許多人都認(rèn)為，智能手機(jī)更新?lián)Q代迅速，舊款機(jī)型的“剩余價(jià)值”極低——但從硬件角度看，這種認(rèn)知并不準(zhǔn)確。

比如 2013 年發(fā)布的 Google Nexus 5，就搭載了四核 Qualcomm Snapdragon 800 處理器、2GB RAM，支持 Wi-Fi、藍(lán)牙、GPS、多點(diǎn)觸控……從基礎(chǔ)性能來看，并不遜于部分 IoT 場景中常見的嵌入式設(shè)備，例如常見的樹莓派（Raspberry Pi）開發(fā)板。

正如塔爾圖大學(xué)副教授 Huber Flores所說，“智能手機(jī)本身就是為了高能耗場景設(shè)計(jì)的。它們不僅優(yōu)化得很好，不容易過熱，在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)時(shí)相當(dāng)高效”。智能手機(jī)在工業(yè)設(shè)計(jì)上歷經(jīng)多年優(yōu)化，具備抗熱性強(qiáng)、功耗低、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)勢，本身就是為了復(fù)雜計(jì)算任務(wù)而設(shè)計(jì)的便攜終端。

因此，即便這些舊設(shè)備的電池性能下降、操作系統(tǒng)過時(shí)，甚至可能存在安全漏洞，但只要稍微“動(dòng)點(diǎn)手腳”，依舊可以利用它們構(gòu)建一個(gè)靈活、高效的微型分布式算力平臺。

“抽屜戰(zhàn)士”重啟之路：舊手機(jī)是怎么變身數(shù)據(jù)中心的？

據(jù)悉，這項(xiàng)研究主要由塔爾圖大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)研究所的研究人員 Huber Flores、Ulrich Norbisrath 和 Zhigang Yin，以及技術(shù)研究所的 Perseverance Ngoy 及其國際同事所主導(dǎo)。

在實(shí)驗(yàn)中，他們選用了 4 臺已停產(chǎn)多年的 Google Nexus 手機(jī)，通過以下步驟將這些舊手機(jī)改造成了“微型數(shù)據(jù)中心”：

（1）拆除電池與外接供電

首步是移除手機(jī)的原裝電池，避免老化電池泄漏化學(xué)物質(zhì)帶來風(fēng)險(xiǎn)。用外部電源（如穩(wěn)壓模塊、電源適配器等） 替代，確保持續(xù)供電安全可靠。

（2）更換操作系統(tǒng)以增強(qiáng)控制性

研究團(tuán)隊(duì)將手機(jī)的原生Android安卓系統(tǒng)，統(tǒng)一替換為 PostmarketOS 或類似基于 Linux 的輕量系統(tǒng)，以擺脫 Android 的封閉限制，解鎖更靈活的硬件控制和編程接口，并在其上開發(fā)運(yùn)行必要的應(yīng)用程序。這樣研究者能自由部署任務(wù)、修補(bǔ)系統(tǒng)漏洞、以及組合多個(gè)手機(jī)協(xié)同工作。

（3）多手機(jī)集群協(xié)作架構(gòu)

將 4 臺舊智能手機(jī)連接組成一個(gè)集群，其中 一臺作為“主節(jié)點(diǎn)”（master），負(fù)責(zé)接收傳感器數(shù)據(jù)或來自控制系統(tǒng)的指令，并把任務(wù)分配其余三部“工作節(jié)點(diǎn)”（workers）進(jìn)行并行處理。這種主從結(jié)構(gòu)能處理圖像識別、傳感器數(shù)據(jù)聚合等任務(wù)，每臺設(shè)備在整個(gè)系統(tǒng)中參與協(xié)作。

（4）3D 打印結(jié)構(gòu)支架

使用 3D 打印構(gòu)件制作支架和外殼，固定四臺手機(jī)并提供物理保護(hù)及結(jié)構(gòu)支撐，方便部署現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)。

出人意料的是，這整套“微型數(shù)據(jù)中心”搭建成本還不到 8 歐元，遠(yuǎn)低于最新一代樹莓派設(shè)備的價(jià)格（超過 50 歐元）。

“這些手機(jī)，你隨便去垃圾桶翻翻都能撿到，”Huber Flores打趣道：“你只需要一個(gè)穩(wěn)壓模塊來給手機(jī)供電，然后安裝開源系統(tǒng)，再部署控制軟件，這樣就能搭出一個(gè)小型數(shù)據(jù)中心了，還能派上不少用場呢。”

也有局限性：不是所有手機(jī)都能改造

據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，這套“手機(jī)數(shù)據(jù)中心”的首次亮相，出現(xiàn)在葡萄牙馬德拉島附近的一次海洋實(shí)驗(yàn)中。當(dāng)時(shí)他們把它封裝在防水艙內(nèi)，連接高清攝像頭并放置于大西洋深達(dá) 25 米的水下環(huán)境中，成功對海洋生物進(jìn)行了圖像識別與計(jì)數(shù)。

值得一提的是，這場實(shí)驗(yàn)持續(xù)了 8 小時(shí)，且全程無故障運(yùn)行。

與此同時(shí)，團(tuán)隊(duì)還在開發(fā)其他應(yīng)用場景，例如：在城市中心接入紅外傳感器，用來統(tǒng)計(jì)人流；或部署在地面機(jī)器人上，為上空巡航的無人機(jī)提供實(shí)時(shí)圖像分析與決策能力?！盁o人機(jī)采集到圖像后，可以將數(shù)據(jù)傳回地面，讓這個(gè)小型數(shù)據(jù)中心進(jìn)行分析。這樣不僅部署靈活，成本也低?！?/p>

除此之外，Huber Flores 認(rèn)為，這種“手機(jī)數(shù)據(jù)中心”還有一個(gè)潛在受眾群體——初創(chuàng)公司。

“很多初創(chuàng)企業(yè)既需要運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，又需要網(wǎng)站托管服務(wù)，但往往無力支付昂貴的云計(jì)算租金，”他說，“這些手機(jī)集群正好可以填補(bǔ)這類‘輕量但穩(wěn)定’的算力需求?！?/p>

不過，這種改造也并非沒有限制。

研究團(tuán)隊(duì)之所以選擇 Nexus 系列，是因?yàn)樵撓盗性枪雀柰瞥龅拈_源項(xiàng)目，硬件結(jié)構(gòu)較為“模塊化”，便于拆解和改造。但自從 2016 年停產(chǎn)后，市面上大部分手機(jī)越來越趨向于封閉式設(shè)計(jì)，一旦拆解很容易損壞元件；操作系統(tǒng)也更封閉，刷入自定義系統(tǒng)的難度不斷上升。

“如果改造太困難，那整個(gè)方案的成本就會(huì)被拉高。”Huber Flores 坦言。

從電子垃圾中“掘金”，舊手機(jī)的“第二人生”

事實(shí)上，根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，電子廢棄物是當(dāng)今全球增長最快的垃圾類型之一。2022 年，全球共產(chǎn)生了約 6200 萬噸廢舊電子產(chǎn)品，但其中僅 22% 得到了妥善回收處理。

國際電子垃圾責(zé)任協(xié)會(huì)（WEEE Forum）也估算過，每年被丟棄的手機(jī)數(shù)量高達(dá) 53 億部。而這些電子設(shè)備在未經(jīng)處理的情況下被焚燒或填埋，會(huì)對環(huán)境造成嚴(yán)重污染。

相比之下，把它們改造成“可再利用計(jì)算資源”的方案，不僅具備技術(shù)可行性，更具現(xiàn)實(shí)意義。

正如 Huber Flores 所說：“創(chuàng)新通常不是從新事物開始，而是從對舊事物的新思考方式開始，重新構(gòu)想它在塑造未來中的作用?！彼硎?，希望這項(xiàng)研究能給人們帶來啟發(fā)，讓電子產(chǎn)品廠商在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)多考慮可維護(hù)性和可再利用性，從根本上減少電子垃圾。

所以，如果你也有幾部吃灰的老手機(jī)，不妨重新看看它們——它們或許真的還沒“退休”，而是正在等待一次“重啟”。

參考鏈接：https://spectrum.ieee.org/smartphone-data-centers

論文地址：https://ieeexplore.ieee.org/document/10925535

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