使わなくなったスマホをサーバーに、Google支援で2000台のPixelを再利用

　カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究チームは、Googleの支援を受け、中古のスマートフォンを再利用して低炭素なクラウドコンピューティングプラットフォームを構築する取り組みを進めている。今秋には、2000台のGoogle Pixelを利用したデータセンターが立ち上げられる予定だ。

取り組みの背景

　コンピューティング分野において、カーボンフットプリント（製品やサービスのライフサイクル全体における温室効果ガス排出量）の削減は重要な課題となっている。

　炭素排出の要因は、運用時のエネルギー消費に伴うものと、ハードウェア製造に伴う「エンボディードカーボン」（内包炭素）に分類される。運用時の排出はクリーンエネルギーの活用などで対処が進められているが、製造時の排出削減はより複雑な課題となる。

　スマートフォンは平均4年で買い替えられる傾向にある。しかし、不要になった端末でもチップセットやメモリー、ストレージといった中心的な半導体は無傷で残されている。

　最新のスマートフォンの処理性能は、シングルスレッド性能では最新のマルチコアサーバーと同等かそれ以上の性能だという。これらの端末を再利用することで、新たな原材料の抽出を避け、カーボンフットプリントを直接的に削減できる。

SPECベンチマークスイートを使用して、スマートフォン（Pixel Fold）とサーバー（ASUS RS720A-E11）のシングルスレッド性能を比較した図。青色の棒グラフはPixel Foldのパフォーマンスコアのコアごとの性能。ほとんどのベンチマークで、Pixel Foldがデータセンター向けサーバーのコアごとの性能を上回った

スマートフォンをサーバー向けに改造

　スマートフォンにはサーバー用としては不要なパーツが多く含まれるため、運用前にマザーボード以外の部品が取り除かれる。なお、マザーボードは製造時の炭素排出量の約50％を占めるという。

スマートフォンのマザーボードのみを使用する

　ソフトウェア面では、OSがAndroidから汎用のLinuxディストリビューションに置き換えられる。これにより、プログラムのしやすさを向上させ、メモリーの余計な消費を削減する。

　一般的なサーバーと同等の性能を確保するため、25～50台のスマートフォンを1つの自己管理クラスターとして構成する。このクラスターで最新サーバー1台分に相当する性能を発揮するとしている。

複数のマザーボードをクラスターとして使用

　多数のデバイス間でジョブを連携させる仕組みには、Kubernetesによるコンテナ化アプリケーションを採用した。

2026年秋の本格稼働と今後の展開

　大学の教育現場では、科学技術を活用した教育（EdTech）や採点、研究用アプリケーションがクラウド上で実行されている。これらの大部分は、スマートフォン1台の処理能力で十分に対応できる規模となっている。

　カリフォルニア大学サンディエゴ校の研究チームによる初期実験では、20台のスマートフォンによるクラスターで、75人以上のクラスにおいてピーク時の課題提出処理に対応できた。

　さらに、採点処理における遅延は、通常利用されているAWS（Amazon Web Services）のバックエンド環境よりも低遅延だった。

並列計算による採点タスクを実行する、スマートフォン20台のクラスターにおける遅延とスループット。緑色は、クラスターが一般的なスループットとレイテンシの要件を満たすか、それを上回る動作点を示す。行列乗算に基づく割り当てはCPU負荷が高く、1台のデバイスで約50秒かかる。レイテンシの数値には、クラスターのオーケストレーションが含まれる

　並列計算やシステムプログラミングといったコンピューターサイエンスの授業を支援するため、今秋には2000台規模のクラスターが本格稼働する見込みだ。これにより、一度に100のクラスを同時に支えられる。

　このプロジェクトは、低コストでサーバー50台分に相当する計算能力を利用できるだけでなく、一般消費者向けハードウェアを長期間使用した場合の信頼性を調査するための、大規模な実験環境としても機能する。