Анализ ограничений мобильных сетей и потенциала распределенных вычислений на смартфонах

Актуальность настоящего исследования обусловлена экспоненциальным ростом мобильного трафика данных и фундаментальными ограничениями современных мобильных сетей, делающими традиционные централизованные подходы к обработке информации малоэффективными. Цель исследования - комплексный анализ ограничений современных мобильных сетей в контексте передачи больших объемов данных и оценка возможности компенсации этих ограничений за счет распределенных вычислений на мобильных устройствах, включая исследование влияния термального троттлинга на производительность смартфонов в условиях длительной вычислительной нагрузки. Методы. Использованы экспериментальные измерения скорости передачи данных, синтетические тесты производительности, стресс-тесты для анализа троттлинга и сравнительный анализ мобильных и стационарных систем. Результаты. В работе представлен комплексный анализ реальной производительности сетей 4G, 3G и 2G, выявивший критические проблемы: нестабильность соединения (колебания скорости в 4G от 10-15 Мбит/с с провалами до 5 Мбит/с), высокие задержки передачи и катастрофическое падение пропускной способности в сетях предыдущих поколений. Экспериментальные данные демонстрируют, что передача файла объемом 2 ГБ в оптимальных условиях 4G занимает 20 минут, тогда как в 3G этот показатель достигает 2 часов, а в 2G становится практически не реализуемой задачей. В качестве альтернативного подхода исследуется концепция распределенных вычислений на мобильных устройствах. Проведенные сравнительные тесты производительности между флагманскими смартфонами (Samsung Galaxy S24) и стационарными системами выявили, что при однопоточных вычислениях разрыв составляет лишь 15 %, однако ключевым ограничивающим фактором выступает термальный троттлинг, приводящий к потере 45-50 % производительности уже через 12-18 минут интенсивной нагрузки. Выводы. Полученные результаты обосновывают принципиальную возможность создания эффективных распределенных вычислительных систем на базе кластеров мобильных устройств, однако указывают на необходимость разработки специализированных алгоритмов балансировки нагрузки и управления тепловыми режимами, что определяет направления дальнейших исследований в данной области.