淘汰手機化身低碳雲端伺服器！Google攜手加州大學聖地牙哥分校打造由2000支Pixel組成的資料中心

運算科技的碳足跡，一直是全球永續發展的重大挑戰。為了解決硬體製造過程中所產生的「隱含碳排放」 (Embodied carbon)，在Google 的支援下，加州大學聖地牙哥分校 (UCSD)研究團隊正著手推動一項極具創新性的計畫：將2000支退役的Google Pixel 智慧型手機 進行拆解與串聯，建構出一個低成本、低碳排的雲端資料中心。

這項被稱為「手機叢集運算」 (Phone cluster computing)的技術，預計將在今年秋季正式上線，為數百名研究人員與學生提供充沛的低碳雲端運算資源。

近年來，科技巨頭在解決「營運碳排」 (Operational carbon，即設備運行時消耗的能源)上已取得顯著進展，例如採用高能源效率設計與擴大採購再生能源。然而，硬體製造過程中所產生的「隱含碳排放」，卻是一個難以跨越的環保障礙。

為此，加州大學聖地牙哥分校博士後研究員Jennifer Switzer與Google院士、圖靈獎得主David Patterson共同發表這項低碳運算計畫，探討如何賦予消費性電子產品「第二生命」，從硬體生命週期的源頭降低碳足跡。

算力過剩的時代：舊手機的單核效能足以匹敵伺服器

根據統計，消費者平均每四年就會更換一次智慧型手機。人們汰換手機通常是因為渴望更新的功能、更好的相機，或是螢幕意外損壞，但舊手機內部的核心運算元件 (包含處理器、記憶體與AI加速器)其實依然完好，並且具備相當強悍的運算能力。

Google研究團隊在基準測試中發現，現代旗艦智慧型手機 (例如2023年推出的Pixel Fold)其效能核心的單執行緒 (Single-threaded)表現，實際上已經與現代多核心伺服器不相上下，在部分指標上甚至超越資料中心伺服器。

兩者最大的差異僅在於規模：伺服器擁有數十個強大的多執行緒核心與龐大的記憶體，而單支手機則只有少數幾個異質核心與8到12GB的記憶體。如果能將這些退役手機重新整合投入使用，就能有效避免開採新原物料、製造新伺服器所帶來的龐大環境負擔。

根據研究團隊內部評估，智慧型手機的主機板約佔其整體隱含碳排放的50%，因此直接回收主機板再利用，是最具環境效益的切入點。

從消費裝置到資料中心硬體：硬體殺肉與系統重塑

當然，直接把未經改裝的消費級手機塞進資料中心，既危險又缺乏效率。

手機上的螢幕、電池、機殼與相機等周邊硬體在伺服器環境中毫無用處，不僅佔用寶貴空間，鋰電池更含有不適合資料中心全天候高溫環境的危險材料。因此，在實際佈署之前，研究團隊必須將手機進行拆解，剝除所有多餘零件，僅保留包含核心運算功能的主機板。

在軟體層面，雖然Android作業系統本質上基於Linux，但團隊必須將其替換為通用型的Linux 行版。這不僅是為了獲得更通用的程式開發彈性，也是為了關閉許多專為消費性裝置設計、但在雲端運算中顯得累贅的保護機制 (例如系統內建會強制關閉高記憶體消耗應用的「低記憶體殺手」保護流程)。

為了解決手機記憶體容量較小的限制，並且整合大量裝置以達到傳統伺服器的效能，團隊導入Kubernetes來管理容器化 (Containerized)應用程式，將這批手機組織成每組25到50台裝置、具備自我管理能力的「運算叢集」。根據測試，大約25到50支手機的算力總和，就足以匹敵一台現代化的資料中心伺服器。

打造低碳雲端平台：預計2026年秋季上線支援資工教學

目前，許多大學的教育科技、程式評分與研究應用早已全面雲端化，同時絕大多數應用的資源需求，其實只需要單支智慧型手機的運算能力即可應付 (例如AWS的t3.micro執行個體僅具備2組vCPU與1GB記憶體容量)。

加州大學聖地牙哥分校計畫建置的這座「2000支手機運算叢集」，將主要用於支援「平行運算」與「系統程式設計」等資訊工程課程。初步實驗顯示，即使是僅由20支手機組成的中型叢集，就足以支援75名以上學生同時提交作業的運算峰值，而評分延遲時間甚至低於AWS的預設後台。

預期當2000支手機全面佈署後，將能同時支援上百堂這類課程的運算需求。

這座預計於2026年秋季上線的系統，除了能以極低成本提供相當於50台伺服器的龐大運算力外，也將作為大規模智慧型手機運算的壓力測試平台，進一步驗證消費級硬體在持續高負載使用下的可靠性與壽命表現。

分析觀點：從RAID到RAIS，廢棄硬體正在雲端逆襲

這項由Google支援、在學界內部被稱為「廢車場運算」 (Junkyard Computing)的專案，其實精準點出一個現代科技產業經常忽視的盲點：我們手中的行動裝置，算力早已嚴重過剩。

有趣的是，帶領這項計畫的Google院士David Patterson，正是當年提出「RAID」 (獨立磁碟冗餘陣列)概念的傳奇先驅。針對這次的手機叢集計畫，他幽默地將其命名為「RAIS」 (Redundant Array of Inexpensive Smartphones，廉價智慧型手機容錯陣列)，完美呼應使用大量低成本硬體取代單一昂貴硬體的核心理念。

從商業與技術角度來看，雖然異質架構 (如Arm架構基礎的手機SoC)在面對傳統高效能運算 (HPC)時，在排程與記憶體管理上仍有挑戰，但透過現代化的微服務架構與Kubernetes容器化技術，這些底層的硬體差異已經能被大幅抹平。

隨著企業ESG規範日益嚴格，科技巨頭們面臨著必須在「擴增AI算力」與「達成淨零碳排」之間取得平衡的巨大壓力。「RAIS」的概念證明，透過延長現有硬體的使用壽命來抵銷隱含碳排，不僅在經濟上可行，在技術上也已經具備實作潛力。

未來，這些被市場淘汰的二手旗艦手機，或許不再只能論斤秤兩地當作電子垃圾處理，而是成為各大企業與研究機構打造綠色微型資料中心的搶手戰略物資。

《原文刊登於合作媒體mashdigi，聯合新聞網獲授權轉載。》