Verteiltes Rechnen

Cloud und Superrechnern zum Trotz: Die Wissenschaft braucht die Rechenleistung vieler Fans

für ZDFinfo

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Manuskript des Beitrags
Bruce Allen ist Physiker – und er ist auf der Suche. Nach Neutronensternen – besonders kompakte Himmelskörper. Das Problem: Sie in den Tiefen des Alls zu finden, ist sehr aufwändig. Die Wissenschaftler müssen sogenannte Gravitationswellen auffangen und in ihnen nach Mustern fahnden – nach Spuren der gesuchten Sterne.
“Wir versuchen mit einer Schablone, wenn das passt nicht, wir versuchen eine andere, aber gibt es Milliarden von diesen Schablonen und diese Auswertung von den Daten zu machen, brauchen wir viele Rechenleistung.”
Nun sollte man meinen, Rechenleistung sei im Jahr 2014 kein großes Thema mehr. Allans Instiut in Hannover betreibt selbst ein großes Rechenzentrum, das die Signale aus dem Weltraum analysiert – rund um die Uhr. Die Wissenschaftler mieten sich außerdem noch in Super-Computer ein. Doch all das reicht noch nicht und ist außerdem immer ein großer bürokratischer Akt.
“Wir haben Zugang aber nur für einige Stunden oder einige Tage. Man muss immer einen Antrag stellen, nach ok, ich möchte 100.000 CPU-Stunden oder 500.000 CPU-Stunden. So, wir haben Zugang zu großen Computern, aber nicht 24 Stunden x 7 x 365.”
Der Ausweg: Die Wissenschaftler leihen sich Rechenkraft von Privatleuten, von Millionen Internet-Nutzern in aller Welt. Freiwillige installieren ein kleines Programm und werden daraufhin mit Datenpaketen versorgt, die der Computer abarbeitet, und zwar dann, wenn er sonst gerade nichts zu tun hat. Statt einen sinnlosen Bildschirmschoners laufen zu lassen, durchsuchen die so ausgestatteten PCs Bruce Allans Gravitationswellen, auf der Suche nach Neutronensternenspuren. Dann senden sie die Ergebnisse zurück. Den Forschern spart das viel Zeit, Papierkram und Geld.
“Die Freiwilligen unterstützen uns nicht nur mit den Computers, aber die bezahlen auch die Stromkosten. Sie machen die Administration von diesen Computern für uns.”
Schon 1999 ging das erste große wissenschaftliche Projekt, das hunderttausende Privat-PCs bündelte, online. “SETI @ home” nannte sich das Programm und wollte nichts weniger als Außerirdische Intelligenzen entdecken. Abermillionen Stunden von Weltraumrauschen analyserten die Computer der Freiwilligen zu diesem Zweck, verteilt über den ganzen Planeten.
Zum Beispiel hier: im fränkischen Karlstadt. Christoph Scheibner ist Unternehmensberater. In seiner Freizeit unterstützt er die Wissenschaft. Seine Rechner stellt er schon seit 15 Jahren der Wissenschaft zur Verfügung, für die Suche nach Sternen und nach Außerirdischen, inzwischen aber vor allem nach einem: nach neuen Medikamenten.
“Weil ich auch, ja viele Krebserkrankungen in der Familie hatte. Viele sind auch daran gestorben, auch meine Schwester die ist sehr jung daran gestorben mit 52 und dann habe ich mich eigentlich entschieden zu sagen ok, jetzt mache ich was für die Forschung.”
Nach dem Motto “viel hilft viel” hat Scheibner in seinem Arbeitszimmer mittlerweile einen kleinen Serverpark aufgebaut. Beim vernetzten Rechnen ist er ein Intensivtäter – einer, der die Wissenschaft mit seiner Rechenkraft ganz besonders unterstützen will.
“Ich habe mit einem Rechner angefangen und irgendwann hat sich die Technologie ja auch weiterentwickelt. (…) Und ich habe das dann immer so gemacht, dass ich den alten Rechner behalten habe und habe mir dann einen neuen gebaut mit der neuen Technologie. Und dann sind vielleicht auch wesentlich größere Forschungsprojekte denkbar, die gerade der Menschheit bei der Heilung von Krankheiten helfen, weiterhelfen würden.”
Heimische Rechner, Smartphones, Tablet-Computer – jeder kann beim vernetzten Rechnen mitmachen. Manch einer meldet sich sogar persönlich bei den Forschern. Einige von ihnen toppen sogar den kleinen Serverpark in Franken.
“Zum Beispiel wir haben Ärzte aus Australien, wir haben Lkw Fahrer aus den USA, wir haben Hausfrauen aus Thailand.” // “Es ist wirklich kalt im Winter, sie heizen das Haus mit Einstein@Home, das bedeutet, sie haben den Keller voll von älteren Rechner und sie nutzen tausende von Watts jeden Tag.”
Zusammen mit ihren Unterstützern haben die Wissenschaftler vor vier Jahren einen ersten Neutronenstern entdeckt – und seitdem viele weitere. Inzwischen sind auch erste Medikamente auf dem Markt, die mit der vernetzten Rechenleistung entwickelt wurden. Nur eines steht noch aus, ein Treffer beim ältesten und bekanntesten Projekt, bei “Seti @ home”, der Suche nach außerirdischer Intelligenz. Doch glaubt man den Fans, ist auch das nur eine Frage der Zeit – der Rechenzeit.
>> zum Beitrag auf YouTube (Quelle: ZDF, Elektrischer Reporter)

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