Những chiếc smartphone cũ tưởng như đã hết vòng đời có thể sắp được trao một nhiệm vụ mới: trở thành một phần của các cụm điện toán giá rẻ. Google đang hợp tác với các nhà nghiên cứu tại Đại học California, San Diego để thử nghiệm việc biến hàng nghìn điện thoại Pixel đã qua sử dụng thành những “mini data center”.
Theo TechRadar, dự án này tập trung vào việc tận dụng lại sức mạnh tính toán còn sót lại trong các thiết bị di động cũ, thay vì để chúng trở thành rác thải điện tử. Đây là một hướng đi đáng chú ý trong bối cảnh nhu cầu điện toán tăng nhanh vì AI, cloud và các ứng dụng dữ liệu, trong khi chi phí phần cứng mới ngày càng đắt đỏ.
Điện thoại cũ vẫn còn nhiều sức mạnh tính toán
Mỗi năm, hàng triệu smartphone bị thải bỏ trên toàn cầu, dù bên trong chúng vẫn còn những con chip đủ mạnh để xử lý nhiều tác vụ thực tế. Các nhà nghiên cứu cho rằng thay vì để thiết bị nằm trong kho hoặc đi vào dòng rác điện tử, có thể tái sử dụng chúng như một nền tảng điện toán mục đích chung.
Google Research cũng lưu ý rằng thiết bị di động đã nghỉ hưu vẫn mang theo lượng carbon “nhúng” từ quá trình sản xuất. Nếu kéo dài vòng đời sử dụng của chúng, tác động môi trường từ đồ điện tử tiêu dùng có thể được giảm bớt.
Cách tiếp cận này không nhằm thay thế hoàn toàn máy chủ hiện đại, mà khai thác một nhóm tài nguyên bị bỏ quên: những chiếc điện thoại cũ vẫn còn chip xử lý, bộ nhớ và khả năng chạy phần mềm đủ tốt cho các khối lượng công việc nhỏ hoặc trung bình.
Các nhà nghiên cứu biến Pixel cũ thành cụm điện toán
Để biến smartphone thành nút điện toán, nhóm nghiên cứu tháo bỏ những thành phần không cần thiết cho workload máy chủ, bao gồm màn hình, pin, camera, loa và vỏ ngoài. Phần được giữ lại là bo mạch chủ, nơi chứa hệ thống trên chip dùng để xử lý tác vụ và chạy ứng dụng.
Sau đó, Android được thay bằng một hệ điều hành dựa trên Linux, loại thường dùng trong môi trường data center. Điều này cho phép triển khai các nền tảng điều phối như Kubernetes, vốn rất quen thuộc trong hạ tầng doanh nghiệp và cloud.
Việc thay hệ điều hành giúp loại bỏ phần mềm thừa của thiết bị tiêu dùng, đồng thời đưa những công cụ quản lý cấp doanh nghiệp vào một cụm phần cứng được tạo ra từ smartphone tái sử dụng.
Hiệu năng đơn nhân của điện thoại cũ vẫn gây bất ngờ
Theo nhóm nghiên cứu, một số điện thoại ra mắt cách đây chỉ khoảng ba năm vẫn có hiệu năng đơn nhân tốt hơn một vài cấu hình máy chủ nhất định. Họ so sánh các thiết bị này với những hệ thống như Asus RS720A-E11, vốn có thể được cấu hình với GPU Nvidia H200 hoặc Nvidia RTX Pro 6000 cùng hai bộ xử lý AMD EPYC.
Dĩ nhiên, các nền tảng máy chủ chuyên dụng vẫn mạnh hơn rất nhiều về tổng thể. Nhưng kết quả thử nghiệm cho thấy phần cứng di động cũ vẫn còn giá trị tính toán thực tế, đặc biệt nếu được gom lại thành cụm.
Các thử nghiệm cũng chỉ ra rằng khoảng 25 đến 50 smartphone đã qua sử dụng có thể cung cấp năng lực điện toán tương đương một bộ xử lý máy chủ hai socket trong một số trường hợp nhất định. Điểm mấu chốt không phải là điện thoại cũ đánh bại máy chủ mới, mà là liệu chúng có thể cung cấp năng lực hữu ích với chi phí thấp hơn đáng kể hay không.
Trường đại học có thể hưởng lợi từ data center địa phương giá rẻ
Nghiên cứu cho thấy một cụm gồm 20 smartphone có thể hỗ trợ một ứng dụng được hơn 75 sinh viên trong một lớp sử dụng. Thay vì phụ thuộc hoàn toàn vào hạ tầng cloud, các tổ chức giáo dục có thể vận hành một số ứng dụng cục bộ bằng thiết bị đã có sẵn trong kho hoặc chương trình tái chế.
Nhóm nghiên cứu dự định xây dựng một cơ sở sử dụng khoảng 2.000 smartphone, đủ khả năng hỗ trợ khoảng 100 lớp học cùng lúc. Nếu thành công, mô hình này có thể giúp các trường học và tổ chức có ngân sách hạn chế tiếp cận tài nguyên điện toán với chi phí thấp hơn nhiều so với xây dựng hạ tầng truyền thống.
Điều này đặc biệt đáng chú ý khi giá bộ nhớ và lưu trữ tăng, khiến việc triển khai hệ thống mới trở nên đắt đỏ hơn. Trong bối cảnh đó, những phương án tận dụng phần cứng cũ có thể trở thành lựa chọn thực tế, nhất là với nhu cầu đào tạo, nghiên cứu và ứng dụng nội bộ.
Không phải lần đầu thiết bị di động được tái sử dụng cho nhiệm vụ lớn
Ý tưởng dùng lại thiết bị di động cũ không hoàn toàn mới. Trước đây, nhiều nghiên cứu từng thử dùng smartphone cho hệ thống giám sát và các tác vụ điện toán khác. Ngay cả NASA cũng từng tái sử dụng bộ xử lý Qualcomm 801, ra mắt từ năm 2014, cho các chức năng điều hướng liên quan đến trực thăng Ingenuity trên sao Hỏa và sứ mệnh Perseverance.
Điểm mới trong dự án của Google và Đại học California, San Diego là quy mô và mục tiêu vận hành gần với hạ tầng data center hơn. Thay vì chỉ dùng một vài thiết bị cho thử nghiệm nhỏ, nhóm nghiên cứu muốn xem liệu hàng nghìn smartphone cũ có thể trở thành một nền tảng điện toán ổn định hay không.
Thách thức lớn: độ bền khi chạy liên tục
Một câu hỏi quan trọng là phần cứng tiêu dùng có thể chịu được môi trường vận hành liên tục như data center hay không. Smartphone vốn được thiết kế cho người dùng cá nhân, với chu kỳ tải thay đổi, chứ không phải để chạy 24/7 trong nhiều tháng hoặc nhiều năm.
Nhóm nghiên cứu dự kiến ra mắt nền tảng đầy đủ vào cuối năm nay, đồng thời đánh giá cách phần cứng tiêu dùng hoạt động khi bị đặt vào chế độ chạy liên tục. Những yếu tố như nhiệt độ, độ ổn định, khả năng thay thế linh kiện, tiêu thụ điện và quản lý lỗi sẽ quyết định mô hình này có thể mở rộng hay không.
Gợi ý cho tương lai điện toán bền vững
Dự án này xuất hiện đúng lúc thế giới công nghệ đang phải đối mặt với hai áp lực trái chiều: nhu cầu điện toán tăng vọt vì AI và cloud, trong khi rác thải điện tử ngày càng trở thành vấn đề môi trường nghiêm trọng.
Nếu smartphone cũ có thể được tái sử dụng như cụm điện toán giá rẻ, đây có thể là hướng đi đáng quan tâm cho trường học, phòng thí nghiệm, tổ chức phi lợi nhuận hoặc các ứng dụng cục bộ không cần sức mạnh của data center truyền thống.
Tất nhiên, điện thoại cũ không thể thay thế GPU cao cấp hay máy chủ chuyên dụng trong các tác vụ AI nặng. Nhưng với những workload phù hợp, chúng có thể giúp giảm chi phí, kéo dài vòng đời thiết bị và biến rác thải điện tử thành tài nguyên có ích.
Trong tương lai, câu hỏi không chỉ là điện thoại cũ nên được tái chế như thế nào, mà còn là chúng có thể tiếp tục phục vụ xã hội dưới những hình thức mới ra sao.
