रिटायर किए गए मोबाइल फ़ोन से बना लो-कार्बन कंप्यूटिंग प्लेटफ़ॉर्म
(research.google)- उपयोग में न आने वाले स्मार्टफ़ोन के mainboard को क्लस्टर में जोड़कर general-purpose cloud computing के लिए फिर से तैनात किया जाए तो नया hardware बनाने की ज़रूरत घट सकती है और computing का carbon footprint कम हो सकता है
- computing से होने वाला carbon emission उपयोग के दौरान बिजली से बनने वाले operational carbon और hardware निर्माण प्रक्रिया के embodied carbon में बंटा होता है, और manufacturing footprint अधिक जटिल चुनौती है
- आधुनिक स्मार्टफ़ोन के single-thread performance core का प्रदर्शन आधुनिक multi-core server के core प्रदर्शन के बराबर या उससे बेहतर हो सकता है, लेकिन memory और core count कम होने के कारण उपयुक्त application चुनना ज़रूरी है
- UC San Diego, Google के समर्थन से 2,000 Pixel स्मार्टफ़ोन पर आधारित data center की योजना बना रहा है, और 20 फ़ोन के शुरुआती प्रयोग में 75 से अधिक छात्रों वाली कक्षाओं की peak submission rate और AWS के बुनियादी backend से कम grading latency को support किया गया
- यह deployment कम लागत पर 50 servers के बराबर computing दे सकता है और sustained-use environment में consumer-grade hardware की reliability को परखने के लिए बड़े पैमाने का testbed बनता है
कंप्यूटिंग का carbon footprint और स्मार्टफ़ोन का पुनः उपयोग
- computing का carbon footprint sustainability की एक प्रमुख चुनौती है, और इसके मुख्य स्रोत उपयोग के दौरान ऊर्जा खपत से बनने वाला operational carbon तथा hardware निर्माण से जुड़ा embodied carbon हैं
- operational carbon का समाधान अक्सर energy efficiency सुधारने और clean energy के उपयोग जैसे तरीकों से किया जाता है, लेकिन manufacturing footprint एक अधिक जटिल बाधा है
- UC San Diego के शोधकर्ता रिटायर किए गए स्मार्टफ़ोन के mainboard निकालकर उन्हें क्लस्टर में इकट्ठा कर general-purpose computing platform के रूप में फिर से तैनात करने वाली phone-cluster computing पद्धति विकसित कर रहे हैं
- Google समर्थित विश्वविद्यालय की योजना 2,000 Pixel स्मार्टफ़ोन से data center बनाकर सैकड़ों शोधकर्ताओं और छात्रों को कम-लागत, कम-कार्बन cloud computing उपलब्ध कराने की है
- इस तरीके का लक्ष्य नया hardware बनाने की आवश्यकता और उससे जुड़े emissions को कम करना है
स्मार्टफ़ोन: एक महत्वपूर्ण योगदानकर्ता
- लोग औसतन अपने फ़ोन हर 4 साल में बदलते हैं
- फ़ोन बदलना आम तौर पर नए मॉडल से मिलने वाले features सहित नए device की मांग से प्रेरित होता है
- बदले गए कई फ़ोन अपनी मुख्य computing क्षमता बनाए रखते हैं और integrated processor, accelerator, memory और storage वाले काफ़ी सक्षम कंप्यूटर होते हैं
- पुराने फ़ोन, जो पहले खरीदार के लिए अब आकर्षक नहीं रहे, अगर फिर से service में लगाए जाएँ तो अतिरिक्त raw material extraction की ज़रूरत टाली जा सकती है, जिससे computing का environmental footprint सीधे कम होता है
- नई रणनीति यह है कि अवांछित स्मार्टफ़ोन को cloud computing applications में फिर से तैनात किया जाए
consumer devices से data center hardware तक
- आधुनिक स्मार्टफ़ोन के performance core की single-thread performance आधुनिक multi-core server के core performance के बराबर या उससे बेहतर है
- 2023 Pixel Fold और ASUS RS720A-E11 की SPEC benchmark suite से तुलना में, ज़्यादातर benchmarks में Pixel Fold के performance core का per-core performance संदर्भ data center server के per-core performance से अधिक था
- स्मार्टफ़ोन और server के बीच सबसे बड़ा अंतर आकार और क्षमता है
- server में कई दर्जन शक्तिशाली multi-threaded processor cores और बहुत बड़ी memory capacity होती है
- स्मार्टफ़ोन में कुछ heterogeneous processor cores और 8~12GB memory होती है
- मुख्य चुनौती उन applications को लक्ष्य बनाना है जो स्मार्टफ़ोन की क्षमता में फिट हों या उसके अनुसार ढाले जा सकें
- बिना संशोधन वाले consumer smartphones को data center environment में फिर से तैनात करना जोखिमभरा और अप्रभावी है
- display, battery, chassis और camera जैसे peripheral hardware server environment में आवश्यक नहीं होते
- कुछ components, खासकर battery, data center environment के अनुरूप grade के materials से नहीं बने होते
- deployment से पहले स्मार्टफ़ोन को इस तरह प्रोसेस करना होता है कि केवल मुख्य computing functions वाला mainboard ही बचे
- internal carbon footprint assessment के अनुसार mainboard embodied carbon का सबसे बड़ा हिस्सा, लगभग 50%, रखता है
- यह काम सबसे अधिक प्रभाव वाले component को लक्ष्य बनाता है
operating system और cluster orchestration
- Android operating system पहले से Linux आधारित है, लेकिन mobile-oriented Android user space को general-purpose Linux distribution से बदलना होगा
- operating system update न केवल programmability सुनिश्चित करता है, बल्कि consumer devices के लिए महत्वपूर्ण लेकिन cloud computing के लिए अनावश्यक कई सुरक्षा सुविधाओं को भी बंद करता है
- फ़ोन में memory-heavy applications को सीमित करने वाला low memory killer daemon होता है
- पारंपरिक server performance तक पहुँचने के लिए कई devices पर काम का orchestration करना पड़ता है
- SPEC benchmark results दिखाते हैं कि 25~50 स्मार्टफ़ोन लगभग 1 आधुनिक server के बराबर हैं
- containerized applications को Kubernetes से प्रबंधित करके इस समस्या का समाधान किया जाता है
- फ़ोन 25~50 devices के self-managed clusters के रूप में व्यवस्थित किए जाते हैं
लो-कार्बन cloud computing platform का निर्माण
- कई विश्वविद्यालयों में EdTech, grading और research applications पहले से cloud पर चल रहे हैं
- applications की रेंज Jupyter notebook hosting के छोटे machines से लेकर parallel computing classes के महंगे GPU-आधारित servers तक फैली है
- इनमें से अधिकांश applications एक अकेले स्मार्टफ़ोन द्वारा host किए जा सकने वाली सीमा के भीतर आते हैं
- standard grading backend AWS t3.micro जैसे छोटे cloud instance पर चलता है, जिसकी specification 2 vCPU और 1GB memory है
- 20 फ़ोन के cluster पर parallel computing grading workloads चलाने वाले प्रयोगों ने ऐसे operating points दिखाए जो सामान्य throughput और latency आवश्यकताओं को पूरा करते हैं या उनसे बेहतर हैं
- matrix multiplication आधारित assignment CPU-intensive था और एक single device पर लगभग 50 seconds तक चलता था
- latency metrics में cluster orchestration शामिल है
- UC San Diego के शोधकर्ता Parallel Computation और Systems Programming जैसी computer science classes को support करने के लिए 2,000-फ़ोन computing cluster की योजना बना रहे हैं
- शुरुआती प्रयोग में 20 devices वाला cluster भी 75 से अधिक छात्रों वाली कक्षा की peak submission rate को support कर सका, और grading latency बुनियादी AWS backend से कम थी
- 2,000 फ़ोन की deployment ऐसी 100 कक्षाओं को एक साथ support कर सकती है
- यह deployment सामान्य लागत के एक हिस्से में 50 servers के बराबर computing देने का प्रत्यक्ष लाभ रखती है
- यही deployment बड़े पैमाने पर स्मार्टफ़ोन-आधारित computing को सत्यापित करने के लिए testbed भी बनेगी
- विशेष रूप से sustained-use environment में consumer-grade hardware की reliability की जाँच की जाएगी
- पूरा system 2026 की शरद ऋतु में जारी होने वाला है
- consumer electronics से जुड़े carbon emissions को कम करने के तरीकों के बारे में Consumer Hardware Carbon Reduction Guide में और जानकारी मिल सकती है
1 टिप्पणियां
Hacker News की राय
रिटायर हुए फ़ोन के e-waste बनने की मुख्य वजह यह है कि proprietary firmware blobs और locked systems के कारण उपयोगकर्ता security updates के साथ डिवाइस को maintain नहीं कर सकते
OEM का support period भी बहुत छोटा होता है, इसलिए support बंद होने के बाद डिवाइस बहुत असुरक्षित हो जाता है
पुराने डिवाइस को internet-accessible network से नहीं जोड़ना चाहिए
इस मामले में Google 7 साल का support देकर अच्छा करता है, लेकिन Sony 4 साल देता है, और Xiaomi के non-flagship या Samsung के सबसे सस्ते मॉडल भी लगभग ऐसे ही हैं
लेकिन अगर Google पुराने फ़ोनों का कोई भी random ढेर लेकर ऐसा कर सकता है, तो उपभोक्ताओं को वही विकल्प क्यों नहीं देता, यह सवाल उठता है
अगर यह सिर्फ़ उन फ़ोनों पर संभव है जिन्हें Google ने कभी बेचा था, तब भी वही सवाल बना रहता है, और यही बात दूसरे manufacturers पर भी लागू होती है
जैसा कहा गया, OEM support खत्म होते ही फ़ोन बेकार हो जाने वाले चक्र को टूटना चाहिए
साथ ही end user को battery, screen, connector आदि बदलने और repair करने की सुविधा भी होनी चाहिए
और यह भी साफ़ नहीं है कि ऐसे पुराने फ़ोन computing nodes में data अंदर-बाहर कैसे जाएगा
USB-C है भी या नहीं, पता नहीं, और लेख उस हिस्से को थोड़ा कम समझाता है
आम तौर पर वे फ़ोन इसलिए बदलते हैं क्योंकि वह slow हो गया, battery घिस गई, या उन्हें बेहतर camera चाहिए
इसके अलावा, firmware blobs या kernel बदल पाने भर से यह नहीं हो जाता कि वास्तव में updates आते रहेंगे
LineageOS में Android 16 के लिए Linux 5.4 या उससे ऊपर चाहिए, इसलिए पुराने kernels वाले कई फ़ोन 22.2(Android 15) पर ही रुके हुए हैं
पहले 2016 के original Pixel जैसे डिवाइस भी latest Android तक अपडेट किए जा सकते थे
यह firmware blobs या locked system की समस्या नहीं है; kernel source भी है और kernel बदलना भी संभव है, लेकिन 10 साल पुराने फ़ोन का kernel अपडेट करने वाला कोई नहीं है, यही असली समस्या है
https://lineageos.org/Changelog-30/#legacy-devices
पुराने डिवाइस को internet-accessible network से नहीं जोड़ना चाहिए या नहीं, यह use case पर निर्भर करता है
अगर वह NAS या computing cluster है जिसमें सिर्फ़ trusted workloads चल रहे हों, तो जब तक kernel में remote code execution vulnerability न हो, यह ठीक हो सकता है
Google का फ़ोकस Google फ़ोन पर है, इसलिए bootloader unlock यहाँ शायद बड़ी समस्या नहीं होगी, और भले ही दूसरे कारण से, इसमें kernel बदलने की ज़रूरत का भी ज़िक्र है
ऐसे cluster की सबसे बड़ी अड़चन शायद लागत होगी
4 साल पुराना फ़ोन मुफ़्त मिले तब भी disassembly, testing, supported hardware और software development की ज़रूरत होगी, और यह सब बार-बार करते रहना पड़ेगा
Google के पास शायद इतना stock हो कि किसी खास generation के hardware से uniform cluster बनाया जा सके, लेकिन फ़ोन generations तो कुछ ही महीनों में बदल जाते हैं
4 साल पुराने hardware से शुरुआत करने का मतलब है कि parts की expected lifespan में भी 4 साल पहले ही खो चुके हैं, और यह बात समान श्रेणी की तुलना में कही जा रही है, consumer hardware और server-grade hardware की तुलना में नहीं
इतना extra काम जोड़ने से जिस carbon footprint को घटाना है, उस पर क्या असर पड़ेगा, यह भी सवाल है
शायद फ़ोन को फ़ोन की तरह ज़्यादा समय तक इस्तेमाल करते रहना ही अधिक प्रभावी हो
research project या छोटे hobby project के लिए यह अच्छा है, लेकिन इसे commercial रूप से viable बनाना बेहद मुश्किल लगता है
bootloader unlock किए जा सकने वाले फ़ोन भी कम हैं, और mainline kernel तक ले जाए जा सकने वाले open drivers तो उससे भी कम
लेख में शायद 2023 Pixel Fold को एक उम्मीदवार की तरह बताया गया है; उसकी नाज़ुक screen टूट जाए तो यह अच्छा अवसर हो सकता है, लेकिन वह सस्ते में मिलने वाला used device नहीं है
साधारण bar-style Pixel में भी PostmarketOS जैसे असली Android replacement OS का support सीमित है, और सस्ते third-party devices आमतौर पर Mediatek/Exynos SoC इस्तेमाल करते हैं, जिनके लिए अक्सर न public documentation होती है, न support
उसका bootloader unlock किया जा सकता था और LineageOS भी उपलब्ध था, इसलिए वह अभी तक उपयोगी है
performance भी ठीक है और मेरी ज़रूरतों के लिए काफ़ी है, और banking apps तथा digital payment apps भी सब चलते हैं
OEM को बस bootloader unlock की अनुमति देनी चाहिए
बिक्री बंद होने के बाद भी unlock की अनुमति दे दी जाए तो waste काफ़ी कम किया जा सकता है
यह बहुत ज़्यादा लालच है
ऐसी चीज़ें संभव बनाने के लिए bootloader unlock को अनिवार्य करने वाला regulation होना अच्छा होगा
लोग दशकों से consumer hardware से clusters बनाते आए हैं, और 2000 के दशक के मध्य के PS3 supercomputer को याद करने वाले भी बहुत होंगे
निजी तौर पर मैं CFD simulation जैसे batch jobs बहुत चलाता हूँ, इसलिए फ़ोनों के bundle पर भी यह reliability issues के बिना आसानी से चल सकता है
मैं पुराने hardware को reuse करके उसे दूसरी ज़िंदगी देना चाहता हूँ
मैं पहले से ETB जैसी जगहों के पुराने servers चलाने पर भी विचार कर रहा हूँ, लेकिन प्रति watt throughput के हिसाब से फ़ोन शायद कहीं बेहतर निकलें
ऐसे devices तक unlock की मांग करना fair है या नहीं, यह पक्का नहीं
फिर भी general-purpose computing devices के मामले में मैं 100% सहमत हूँ, और आखिरकार फ़र्क भी बहुत बड़ा नहीं है
बाज़ार में आए लगभग 4 साल बाद, sale timing या support खत्म होने से अलग, सभी devices को unlock किया जा सकना चाहिए—ऐसा नियम संभव लगता है
या फिर शुरुआत से ही ऐसा business model, जिसमें बाद में games से recovery करने के लिए device को competitor से सस्ता बेचा जाए, शायद वांछनीय revenue model नहीं है
memory और CPU performance एक तय स्तर से ऊपर हो और IP traffic संभाल सके, जैसे कुछ शर्तें पूरी हों तो सब unlock किए जा सकें
वरना toaster firmware unlock तक मांगना हास्यास्पद लगेगा
hardware vendors को firmware, blobs आदि के लिए ज़रूरी source code जारी करना चाहिए
national security से जुड़े exceptions को छोड़कर, मेरा मानना है कि रिलीज़ हुए सभी commercial software के लिए भी 20 साल बाद source code जारी करने वाला 20-year rule होना चाहिए
दिलचस्प approach है
यह group devices को कई कमजोर servers की तरह, लगभग Raspberry Pi cluster की तरह, treat करने का जो तरीका अपना रहा है, वह phone hardware को बड़े पैमाने पर reuse करने का सबसे व्यावहारिक तरीका लगता है
खासकर अगर actual hardware manufacturer का support भी मिले तो और भी
यह सच में अफ़सोस की बात है कि iPhone, Android की तुलना में कहीं ज़्यादा locked down है
सैद्धांतिक रूप से UTM[0] के अंदर Linux चलाया जा सकता है, लेकिन EU के बाहर Apple ने इसे जानबूझकर मुश्किल बनाया हुआ है, और memory limits व performance loss भी बने रहते हैं
हमारे group का graduation project भी phone-based computing cluster था, और उसका ख़ास लक्ष्य LLM inference था [1]
नया operating system install करने के बजाय हमने हर operating system के लिए अलग app बनाई थी
क्योंकि devices पुराने models थे, Android phones में hardware ज़्यादा कमज़ोर था, और iPhone में software restrictions ज़्यादा थीं
[0] https://getutm.app/
[1] https://github.com/orgs/rmcluster/repositories
अच्छा होगा अगर यह project homelab या self-hosting users के लिए ऐसा परिणाम निकाले जिसे वे 3D printer से बना सकें
वही शायद सबसे संभावित end users हैं
सोच रहा हूँ कि क्या इस पर कोई article या paper link है
कभी-कभी मैं एक अजीब-सी post-apocalypse दुनिया की कल्पना करता हूँ जहाँ factories जलकर खत्म हो चुकी हों, और लोगों को बस बची हुई technology के सहारे जीना पड़े
न network हो, सिर्फ़ external solar power या generators हों, और केवल local devices हों
ऐसे हालात में कितनी दूर तक जाया जा सकता है, इस बारे में सोचना दिलचस्प है
सोच रहा हूँ कि इस theme पर कोई novel, film, या video game recommendation है क्या
आप शायद इसलिए ऐसी fantasy रखते हैं क्योंकि जिन technologies की ज़रूरत पड़ेगी, उनमें आप काफ़ी capable हैं
लेकिन वहाँ से इस इच्छा तक पहुँचना कि ऐसी disaster सच में हो जाए, बस एक बहुत पतली रेखा दूर है
क्योंकि तब आप और आपकी skills valuable हो जाएँगी
ऐसी self-indulgent fantasies से सावधान रहना चाहिए
जो लोग guns जमा करते हैं वे अक्सर मन ही मन law and order के collapse की उम्मीद करते हैं, गाँव में घोड़ों के साथ रहने वाले लोग cars के बिना दुनिया के cowboy होने की कल्पना करते हैं, और पुरानी cars पर काम करने वाले लोग Mad Max जैसी स्थिति सोचते हैं
इन scenarios के सच होने की संभावना कोई ख़ास ज़्यादा नहीं है, लेकिन बहुत से लोग मन ही मन चाहते हैं कि वे सच हों, इसलिए वे imagination में बने रहते हैं
उदाहरण के लिए, वहाँ gasoline engines की जगह compressed springs इस्तेमाल होते हैं, और pedal-powered computers भी आते हैं
कहानियाँ काफ़ी bleak भी हैं, इसलिए कुछ लोगों को unpleasant लग सकती हैं
https://windupstories.com/books/pump-six-and-other-stories/
Hugh Howey की Silo / WOOL भी literal sense में शायद इससे ज़्यादा क़रीब है, लेकिन हो सकता है कि वह आपके मनचाहे tone से थोड़ा अलग हो
कुल मिलाकर solarpunk genre, खासकर post-apocalypse solarpunk, ढूँढना अच्छा रहेगा
यह बहुत depressing है, इसलिए सावधानी चाहिए, लेकिन अगर आप mentally prepared हैं तो पढ़ने लायक है
अजीब बात है कि यह उसी Google से आ रहा है जिसने हाल ही में third-party AOSP source access को half-yearly releases तक सीमित कर दिया, Pixel source coverage को practically सिर्फ़ GPL तक काफ़ी घटा दिया, और change history भी छिपानी शुरू कर दी
ऊपर से वह अभी Android में developer attestation और Play Integrity को भी push कर रहा है
समझ नहीं आता इसे joke की तरह लें या internal power struggle का संकेत मानें
अगर पहला मामला है, तो Samsung के “Upcycle” की बराबरी करने के लिए अभी काफ़ी दूरी तय करनी होगी, लेकिन दिशा सही है
आम तौर पर computers में आप लगभग कुछ भी उठा सकते हैं, Linux install कर सकते हैं, और करीब एक घंटे में उसे इस्तेमाल के लिए तैयार कर सकते हैं, लेकिन Android पर वही काम करने के लिए ढेर सारे steps से गुज़रना पड़ता है और तब भी result अनिश्चित रहता है, यह बेतुका है
phone manufacturers ने हमें यह मानने के लिए conditioned किया है कि phones कोई ख़ास चीज़ हैं, और इसी बहाने हमारा ठीक से शोषण किया है
वे बस wireless devices लगे हुए computers ही हैं
शर्म की बात है
थोड़ा related है, लेकिन कुछ लोग drawer में पड़े पुराने smartphones से web hosting भी करते रहे हैं
https://far.computer
https://compost.party
यह “paper” दरअसल लगभग खाली है, और कुछ बेकार graphs लगे हुए proposal जैसा ज़्यादा लगता है
समझ नहीं आता इसमें नया क्या माना जा रहा है
कम budget वाले लोग बहुत पहले से used upcycled hardware से computing clusters बनाते आए हैं
Google से ऐसा कुछ आना काफ़ी अजीब है
उन्होंने अपने फ़ोन प्लेटफ़ॉर्म पर अपना ऑपरेटिंग सिस्टम सीधे इंस्टॉल नहीं करने दिया, और अब custom app installation को भी मानो ग़ैरक़ानूनी बना रहे हैं: https://keepandroidopen.org/
लेख की शुरुआत से ही दिखता है कि यह Google Research की तरफ़ से University of California को दिया गया research grant है, और इसे ज़्यादातर Google कर्मचारियों ने किया भी नहीं है
“ग़ैरक़ानूनी” वाला शब्द भी संदिग्ध है
क्या मतलब, जेल भेज देंगे?
और यह सटीक भी नहीं है
apps को 24 घंटे इंतज़ार के बाद इंस्टॉल किया जा सकता है, और
adbइस्तेमाल करें तो बिना इंतज़ार के भी इंस्टॉल किया जा सकता हैवह फ़ोन OEM का फ़ैसला होता है, और Pixel फ़ोनों का unlock किया जा सकना इसका सबूत है
दरअसल यही वजह है कि यह project संभव है
Ikea फ़्रेम में चार RPi Zero W लगाकर उसे Docker Swarm cluster की तरह चलाने वाले इंसान के नाते, मुझे यह idea बहुत पसंद आया
जानना चाहूँगा कि क्या इस पर कहीं कोई related post लिखी गई है