สิ่งที่เริ่มต้นเป็นเพียงโครงการกู้คืนแบตเตอรี่อย่างง่าย ๆ ได้พัฒนาไปสู่หนึ่งในตัวอย่างที่แยบยลที่สุดของการนำขยะอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ใหม่ วิศวกรคนหนึ่งได้สำเร็จในการเปลี่ยนบุหรี่ไฟฟ้าแบบใช้แล้วทิ้งให้กลายเป็นเว็บเซิร์ฟเวอร์ที่ทำงานได้ โดยแสดงให้เห็นว่าแม้แต่อุปกรณ์ที่ดูไม่น่าจะเป็นไปได้ที่สุดก็สามารถมีชีวิตใหม่ผ่านวิศวกรรมที่สร้างสรรค์ได้
 |
|---|
| บุหรี่ไฟฟ้าแบบใช้แล้วทิ้งตัวนี้เพิ่งกลายเป็นเว็บเซิร์ฟเวอร์ที่เร็วแรงสุดๆ |
ฮาร์ดแวร์พื้นฐานที่ไม่คาดคิด
Bogdan Ionescu ผู้อยู่เบื้องหลังโครงการแปลกใหม่นี้ ได้ค้นพบว่าบุหรี่ไฟฟ้าแบบใช้แล้วทิ้งสมัยใหม่มีฮาร์ดแวร์ที่มีความสามารถน่าแปลกใจ อุปกรณ์นี้ทำงานด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM Cortex-M0+ ที่ฝังอยู่ใน IC ของ Puya ทำงานที่ความเร็วเพียง 24 MHz ด้วยทรัพยากรที่จำกัดอย่างมาก ไมโครคอนโทรลเลอร์มีหน่วยความจำแฟลชเพียง 24 KB และ RAM 3 KB ซึ่งไม่เพียงพอที่จะเก็บแม้แต่รูปถ่ายความละเอียดสูงหนึ่งรูป แต่กลับสามารถโฮสต์เว็บไซต์ทั้งหมดได้อย่างน่าอัศจรรย์
ข้อมูลจำเพาะของฮาร์ดแวร์:
- ไมโครคอนโทรลเลอร์: ARM Cortex-M0+ (24 MHz)
- หน่วยความจำ Flash: 24 KB
- หน่วยความจำ RAM: 3 KB
- ชิป: Puya ASIC (น่าจะเป็น PY32F002B)
ความท้าทายในการใช้งานด้านเทคนิค
การเปลี่ยนแปลงนี้ต้องเอาชนะอุปสรรคทางเทคนิคที่สำคัญหลายประการ Ionescu ใช้ semihosting และ Serial Line Internet Protocol (SLIP) ซึ่งเป็นโปรโตคอลเครือข่ายแบบเก่า เพื่อให้อุปกรณ์สามารถส่งและรับแพ็กเก็ต IP ได้ วิธีการนี้เปลี่ยนบุหรี่ไฟฟ้าตัวเล็ก ๆ ให้กลายเป็นสิ่งที่เขาอธิบายว่าเป็นโมเด็มแบบ dial-up ที่เล็กที่สุดที่คุณเคยเห็น การใช้งานในช่วงแรกประสบปัญหาด้านประสิทธิภาพอย่างรุนแรง โดยหน้าเว็บใช้เวลาโหลดมากกว่า 20 วินาที และเวลา ping เกิน 1 วินาที
การใช้งานทางเทคนิค:
- โปรโตคอล: Serial Line Internet Protocol (SLIP)
- อินเทอร์เฟซ: Semihosting สำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ ARM
- การเชื่อมต่อ: USB serial จำลองโมเด็มแบบ dial-up
- โปรโตคอล Web: HTTP (ไม่ใช่ HTTPS เนื่องจากข้อจำกัดของทรัพยากร)
ความก้าวหน้าในการปรับปรุงประสิทธิภาพ
ความก้าวหน้าเกิดขึ้นจากการปรับปรุงการไหลของข้อมูลและการจัดการหน่วยความจำอย่างระมัดระวัง ประสิทธิภาพที่ช้าของการใช้งานในช่วงแรกเกิดจากการอ่านและเขียนข้อมูลทีละตัวอักษร ซึ่งสร้างคอขวดในการทำ serialization ที่ไม่มีประสิทธิภาพ ด้วยการใช้ ring buffer เพื่อแคชการอ่านจากโฮสต์และการรวมการเขียนเพื่อให้สามารถทำ data escaping ได้อย่างเหมาะสม Ionescu ได้ปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างมาก ระบบที่ปรับปรุงแล้วสามารถโหลดหน้าเว็บในเวลาประมาณ 160 มิลลิวินาทีโดยไม่มีการสูญเสียแพ็กเก็ต ในขณะที่เวลา ping ลดลงเหลือเพียง 20 มิลลิวินาที
การเปรียบเทียบประสิทธิภาพ:
- เวลาโหลดเริ่มต้น: มากกว่า 20 วินาที
- เวลาโหลดหลังปรับปรุง: 160 มิลลิวินาที
- เวลา ping เริ่มต้น: มากกว่า 1 วินาที
- เวลา ping หลังปรับปรุง: 20 มิลลิวินาที
- การสูญเสียแพ็กเก็ต: 0% (หลังจากการปรับปรุง)
 |
|---|
| ทำความเข้าใจสถาปัตยกรรม ARM Cortex-M0+ ที่ขับเคลื่อนเว็บเซิร์ฟเวอร์ที่ไม่คาดคิด |
การสาธิตในโลกแห่งความจริง
เว็บไซต์ที่ขับเคลื่อนด้วยบุหรี่ไฟฟ้า ซึ่งสามารถเข้าถึงได้ที่ ewaste.fka.wtf ทำหน้าที่เป็นการสาธิตที่มีชีวิตของความสำเร็จของโครงการ เว็บไซต์นี้โฮสต์เอกสารทางเทคนิคที่อธิบายการสร้างตัวมันเอง ซึ่งสร้างการวิจารณ์แบบ meta เกี่ยวกับขยะอิเล็กทรอนิกส์และวิศวกรรมที่สร้างสรรค์ แม้ว่าเซิร์ฟเวอร์จะประสบปัญหา 503 errors เป็นครั้งคราวเนื่องจากปริมาณการเข้าชมที่สูง แต่การทำงานพื้นฐานของมันพิสูจน์ว่าแม้แต่อุปกรณ์ที่มีทรัพยากรจำกัดอย่างรุนแรงก็สามารถให้บริการเนื้อหาเว็บสมัยใหม่ได้เมื่อได้รับการปรับปรุงอย่างเหมาะสม
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและด้านเทคนิค
โครงการนี้เน้นย้ำทั้งการสูญเสียต่อสิ่งแวดล้อมที่มีอยู่ในอิเล็กทรอนิกส์แบบใช้แล้วทิ้ง และศักยภาพที่ยังไม่ได้ใช้ประโยชน์ภายในอุปกรณ์ที่ถูกทิ้ง บุหรี่ไฟฟ้าแบบใช้แล้วทิ้งสมัยใหม่มักมีพอร์ต USB-C แบตเตอรี่แบบชาร์จได้ หน้าจอ และไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ซับซ้อน ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ท้าทายการจำแนกประเภทของมันว่าเป็นผลิตภัณฑ์ที่ใช้แล้วทิ้งได้จริง ๆ การใช้งานเว็บเซิร์ฟเวอร์ที่ประสบความสำเร็จแสดงให้เห็นว่าอุปกรณ์เหล่านี้มีความสามารถในการคำนวณที่เกินกว่ากรณีการใช้งานที่ตั้งใจไว้มาก ซึ่งชี้ให้เห็นถึงความเป็นไปได้ที่กว้างขึ้นสำหรับการนำขยะอิเล็กทรอนิกส์มาใช้ใหม่และการใช้งานระบบฝังตัว
 |
|---|
| เปิดเผยศักยภาพที่ซ่อนอยู่ภายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกทิ้ง |