e 向けの新しいソリューション

バラノズデミール/iStock

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2022 年 10 月に Interesting Engineering は、国際廃電気電子機器 (WEEE) フォーラムが 2022 年だけで 53 億台の携帯電話が埋め立てられると推定していると報じました。 これは信じられないほどの量の廃棄物であり、多くの場合有毒です。

現在、カリフォルニア大学サンディエゴ・ジェイコブス工学部の研究者らは、この問題について何らかの対策を講じようとしている。 博士課程の学生で筆頭著者のジェニファー・スウィッツァー氏は、共著者であるコンピューター科学工学（CSE）教授のライアン・カストナー氏とパット・パヌート氏、博士課程の学生ガブリエル・マルカノ氏とともに、携帯電話やその他の電子廃棄物に取り組む革新的な方法を考案した。

これは先週発表された同機関のプレスリリースによると。

「最新の高性能コンピューター技術を製造するには、膨大な量のエネルギーが必要です。 この論文は、社会がすでに製造のために炭素コストを支払っているデバイスの新たな用途を見つけることで、コンピューティングをより持続可能にする方法を検討しています」とパヌト氏は述べた。

著者らは、従来のリサイクルオプションはエネルギーを大量に消費し、多くの汚染を引き起こし、電話機本体を再利用しないと主張しています。 そこで研究者らは、より環境に優しい選択肢を提案した。

彼らの計画は、廃棄されたデバイスを動作するプロセッサとして再配置することです。 「彼らのアプローチは、二酸化炭素を大量に消費する製造プロセスを回避しながら、おそらくスマートフォンのプロセッサの寿命の未使用の75パーセントを利用することになる」とプレス声明では述べられている。

新しい調査では、「非消費者向けアプリケーションにプロセッサを再利用することの実用性と環境上の利点」の両方が考慮されています。 より具体的には、研究者らは、ソーシャルメディアウェブサイト用のマイクロサービス用のクラウドレットや野生動物監視センサーとして、古くて無駄になったプロセッサに新たな命を吹き込んでいます。

スマートフォンのプロセッサの寿命は平均して廃棄後 10 年以上あり、機能寿命のわずか 25% を使い果たしただけで廃棄されることが多いことを考えると、これは特に便利です。

彼らの努力を評価するために、研究者たちは新しい指標を考案しました。 特定のデバイスのコンピューティングによる真の寿命への影響を評価および比較する計算炭素強度 (CCI)。

この新しい指標を古いサーバー、ラップトップ、スマートフォンに適用したところ、チームはスマートフォンが膨大な数の貴重なコンポーネントを備えているため、二酸化炭素排出量削減に最も優れた可能性を秘めていることを発見しました。 これらのコンポーネントは、再利用されたプロセッサに堅牢な電源、貴重なネットワーク ハードウェア、および使用可能な十分なユーティリティを提供します。

「スマートフォンなど寿命の短いデバイスの場合、生涯の二酸化炭素排出量の 80% 以上は、デバイスの動作中に消費されたエネルギーではなく、デバイスの製造に費やされたエネルギーによるものです」とパヌト氏は述べています。 「ほこりをかぶっている古い携帯電話、ラップトップ、デスクトップが何台あるでしょうか? 彼らにとって有益な第二の人生を見つけられるかどうか見てみましょう！」

この研究は長年の重大な問題に対処する可能性があるとして注目を集めている。 著者らはすでに、2023 Architectural Support for Programming Languages and Operating Systems (ASPLOS) カンファレンスで優秀論文賞を受賞しており、彼らの作品は 50,000 回以上ダウンロードされており、このカンファレンスの 28 年の歴史の中で記録的な数字となっています。

電子廃棄物の問題が増大していることを考慮すると、この問題に対処する上でリサイクルには十分な余裕がまったくないため、研究者らの新たな研究はこれ以上ないタイミングで行われることになるだろう。

研究概要:

スマートフォンは年間 15 億台販売されており、そのほとんどは 2 年以内に廃止されます。 これらの不要なスマートフォンのほとんどは廃棄もリサイクルもされず、ジャンクの引き出しや保管ユニットの中で眠っています。 この計算能力の蓄積は、かなりの無駄になる可能性を示しています。最新のスマートフォンには、ますます高性能でエネルギー効率の高いプロセッサ、広範なネットワーク機能、信頼性の高い内蔵電源が搭載されています。 このプロジェクトでは、不要になったスマートフォンを「ジャンクヤード コンピューター」として再利用する能力を研究しています。 ジャンクヤード コンピューターは、デバイスの寿命を延ばすことで世界的な計算能力を向上させ、新しいデバイスの製造に取って代わることで炭素を節約します。 私たちは、10 年前のスマートフォンの機能であっても、最新のクラウド マイクロサービスが要求する機能の範囲内にあることを示し、ますます複雑なタスクを実行するために電話を組み合わせる方法について説明します。 現在の運用に焦点を当てたメトリクスが、コンピューティングの実際の炭素コストをどのように捉えていないのかについて説明します。 これに対処するために、私たちは計算炭素強度を提案します。これは、古いデバイスの継続的なサービスと新しいマシンの超線形な実行時間の改善のバランスをとるパフォーマンス指標です。 私たちはこの指標を使用して、炭素効率の観点からデバイスのサービス寿命を再定義します。 私たちは再利用された Pixel 3A スマートフォンのクラウドレットを開発し、これらのスマートフォンに大規模なエンドツーエンドのマイクロサービス ベースのアプリケーションを展開することによる二酸化炭素排出量のメリットを分析します。 最後に、数百、数千のスマートフォンを使用するクラウドレットに拡張するためのシステム アーキテクチャと関連する課題について説明します。