Ces vieux smartphones vont-ils sauver la planète ? La révolution des datacenters low-cost

LE CO2 DES DATACENTERS : UN PROBLÈME PLUS GRAND QU’ON NE LE PENSE

Le cloud computing a un énorme problème : son empreinte carbone. Elle vient de deux sources principales. D’abord, l’empreinte opérationnelle, c’est-à-dire les émissions liées à l’énergie consommée pendant l’utilisation des serveurs. Ensuite, l’empreinte incorporée, qui inclut tout ce qui concerne la fabrication du Matériel : extraction des minerais, transport, assemblage. Si les entreprises travaillent déjà sur l’efficacité énergétique et les énergies propres pour réduire la première, la seconde reste un casse-tête bien plus complexe.

ET SI ON DONNAIT UNE SECONDE VIE À NOS VIEUX SMARTPHONES ?

Une équipe de chercheurs de l’Université de Californie San Diego, soutenue par Google, a une idée simple mais révolutionnaire : recycler les smartphones en plateforme de calcul low-carbon. Leur projet ? Créer un datacenter à partir de 2 000 anciens Pixel, des smartphones Google. L’objectif : fournir du cloud computing à moindre coût et à faible impact écologique aux chercheurs et étudiants. Une façon de réduire le besoin en nouveaux appareils et leurs émissions associées.

POURQUOI REMPLACER UN SMARTPHONE TOUS LES 4 ANS ?

En moyenne, une personne change de téléphone tous les quatre ans. Souvent, c’est pour profiter des nouvelles fonctionnalités des modèles récents. Pourtant, ces anciens appareils gardent une puissance de calcul intacte. Ils possèdent toujours des processeurs, des accélérateurs, de la mémoire et du stockage performants. Même si un smartphone n’intéresse plus son premier propriétaire, le recycler pour le cloud évite d’extraire de nouvelles matières premières et réduit directement l’empreinte carbone du numérique.

LA PERFORMANCE D’UN SMARTPHONE : AUSSI BONNE QU’UN SERVEUR ?

Les processeurs modernes des smartphones rivalisent avec ceux des serveurs. La différence majeure ? La taille. Un serveur contient des dizaines de cœurs de processeurs multithreads et une énorme capacité mémoire, tandis qu’un smartphone en possède quelques-uns et entre 8 et 12 Go de RAM. Le défi ? Trouver des applications qui s’adaptent à la capacité limitée d’un smartphone.

Pour comparer, les chercheurs ont utilisé la suite de benchmarks SPEC, un outil qui mesure la performance des ordinateurs. Résultat : sur la plupart des tests, les cœurs de performance du Pixel Fold 2023 dépassent ceux d’un serveur classique comme l’ASUS RS720A-E11.

UN SMARTPHONE DANS UN DATACENTER ? PAS SI SIMPLE

Utiliser des smartphones non modifiés dans un datacenter serait dangereux et inefficace. Leur architecture intègre des composants inutiles en milieu serveur : écran, batterie, châssis, caméras. Certains éléments, comme les batteries, contiennent des matériaux incompatibles avec un environnement de datacenter. Avant toute utilisation, il faut donc extraire uniquement la carte mère, qui concentre la majeure partie de l’empreinte carbone incorporée (environ 50 % selon les évaluations internes).

L’OS ANDROID : UN OBSTACLE À SURMONTER

Le système d’exploitation Android, basé sur Linux, doit être remplacé par une distribution Linux classique. Cette mise à jour ne sert pas qu’à rendre le système programmable : elle désactive aussi des protections conçues pour les appareils grand public mais inutiles en cloud. Par exemple, les smartphones utilisent un démon « low memory killer » qui limite l’utilisation de la mémoire par les applications gourmandes.

KUBERNETES : LE CHEF D’ORCHESTRE DE 50 SMARTPHONES

Gérer des milliers de smartphones pour égaler la puissance d’un serveur traditionnel est un casse-tête. Les chercheurs ont trouvé la solution : utiliser Kubernetes, un outil qui organise les applications en conteneurs et les répartit automatiquement. Les smartphones sont regroupés en clusters autonomes de 25 à 50 appareils. Selon les tests SPEC, il faut entre 25 et 50 smartphones pour égaler la performance d’un serveur moderne.

LES SMARTPHONES : DES SERVEURS POUR LES COURS UNIVERSITAIRES

Dans les universités, de nombreuses applications EdTech, de notation ou de recherche tournent déjà sur le cloud. Ces applications vont de petits serveurs pour héberger des Jupyter notebooks à des serveurs GPU coûteux pour les cours de calcul parallèle. Pourtant, la majorité de ces applications pourraient tourner sur un seul smartphone. Par exemple, le backend de notation standard fonctionne sur des instances cloud modestes comme l’AWS t3.micro (2 vCPU, 1 Go de mémoire).

20 SMARTPHONES : ASSEZ POUR NOTER 75 ÉLÈVES ? OUI

Les premiers tests montrent qu’un cluster de 20 smartphones peut gérer les pics de soumission pour un cours de plus de 75 étudiants. Les temps de notation sont même inférieurs à ceux du backend AWS par défaut. Avec 2 000 smartphones, le système pourra supporter simultanément une centaine de tels cours.

UN TESTBED POUR LE CALCUL MOBILE À GRANDE ÉCHELLE

Ce projet ne se contente pas de fournir une solution low-cost. Il servira aussi de plateforme de test pour évaluer la fiabilité des appareils grand public dans un usage intensif et prolongé. Le système complet est prévu pour un lancement à l’automne 2026.

LES CHIFFRES CLÉS DE LA RÉVOLUTION

Voici ce que ce projet change concrètement :

• 2 000 smartphones Pixel transformés en datacenter.

• Équivalent à 50 serveurs modernes en termes de puissance de calcul.

• Coût réduit à une fraction de celui d’un datacenter classique.

• Empreinte carbone incorporée divisée par deux grâce au recyclage des cartes mères.

• Latence et débit comparables à ceux d’un backend AWS pour les tâches de notation.

UNE SOLUTION QUI VA PLUS LOIN QUE LES SMARTPHONES

DERNIÈRE ÉTAPE : UNE ÉQUIPE DE RECHERCHE AU CŒUR DU PROJET

Ce projet ambitieux est soutenu par une équipe de chercheurs et d’ingénieurs. Du côté de Google, on trouve Efren Robles, Federico Centola, Nischal Agarwal, Rajiv Andrade, Manoj Vishwanathan, Ron Vered, Behnam Heydarshahi, Karina Repetz, Ted Briggs, Julie Rapoport, David Bourne et Tom Kennedy. À l’Université de Californie San Diego, les collaborateurs incluent Aramesh Ranganathan, Chris Crutchfield, Gabriel Marcano, le professeur Ryan Kastner et le professeur Patrick Pannuto.