Intelligente Stadt
FTD-Serie: Lebensqualität für Millionen
Im Jahr 2050 werden rund 70 Prozent der Menschen in Städten leben. Dies stellt die Metropolen der Erde vor große Aufgaben: Sie müssen Energieversorgung, Verkehr, Sicherheit und Versorgung mit Nahrungsmitteln für zig Millionen Einwohner sicherstellen. Lesen Sie, wie Politiker, Wissenschaftler und IT-Unternehmen sich darauf vorbereiten - und welche Lösungen es schon gibt.
Vernetzte Welt: Mehr Grips in Grids
Wenn Computernetze sich zu Grids zusammentun, leisten sie so viel wie ein Superrechner. Bislang setzen fast nur Forschungszentren darauf. Das kann sich bald ändern.- Schnellster Rechner der Welt IBM baut den Super-Computer
- ITK im Alltag Sprechstunde per Satellit
- Informationsübertragung Rechner an, die Daten fließen
- Für die Hosentasche Elektronische Vorleser, Stromzähler und Krankenschwestern
- Wahltechnik Stimmabgabe per Computer
- ITK im Alltag De-Mail - Nie mehr Schlange stehen
Wenn Jürgen Spanger mit Kollegen in der Mittagspause sitzt, arbeitet sein Computer weiter. Allerdings nicht für die eigene Firma, sondern für das "World Community Grid". Spangers PC rechnet auf eigene Faust, wann immer sein Hauptnutzer ihn nicht benötigt. Spanger ist einer von fast 430.000 Computernutzern, die ihren Rechenknecht an ein Netzwerk angeschlossen haben - und gleichzeitig Projektleiter des World Community Grids bei IBM Deutschland.
Das "Grid" soll Gutes tun: Während Spanger zu Mittag isst, liefert sein PC Ergebnisse für die Verbesserung der Aids-Behandlung oder von Gelbfieber. Spanger engagiert sich nicht nur privat für das Projekt, sondern sorgt auch beruflich dafür, dass das World Community Grid bekannter wird und auch humanitäre Projekte aus Deutschland auf die Rechenspenden zugreifen können. IBM Deutschland stellt der Initiative neben Rechenleistung die dazu nötige Middleware zur Verfügung. "Wir bieten die technische Lösung an, um soziale Lösungen zu erreichen", sagt Spanger.
Verteiltes Rechnen über Grids, zu Deutsch "Gitter", gilt als eines der neusten Wunderwerkzeuge für die Wissenschaft. Die Grids ermöglichen Computersimulationen, die sonst nur Hochleistungsrechner übernehmen. Solche Superrechner gibt es aber nicht viele, und sie werden auch nicht täglich von jedem gebraucht. Klimaforscher, Medikamentenentwickler und Astronomen in Universitäten rund um die Welt bündeln deshalb ihre Rechner immer öfter und nutzen ihre Rechenkapazität gemeinsam, je nach Bedarf.
Vorteil der virtuellen Supercomputer
So entstehen virtuelle Supercomputer, mit deren Hilfe Wissenschaftler auch komplizierte und langwierige Berechnungen schnell erledigen können. "In der Physik geht ohne die Grids gar nichts mehr", sagt Uwe Schwiegelshohn. "Der Trend setzt sich jetzt auch in anderen Fachbereichen durch." D-Grid ist eine Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung.
Das doppelte Ziel heißt: Deutschland mit einer Grid-Infrastruktur für Forschung und Entwicklung zu versorgen und Grids auch im industriellen Bereich aufzubauen. D-Grid fördert derzeit 20 Projekte, unter anderem in der Medizin, Intralogistik und Geisteswissenschaft.
Der Vorteil der virtuellen Supercomputer liegt auf der Hand: Eine Forschungseinrichtung braucht kein gigantisches Rechenzentrum mehr vorzuhalten, das zwar rund um die Uhr teuer ist, aber nicht rund um die Uhr ausgelastet. Benötigt ein bestimmtes Forschungsprojekt einmal mehr Rechenleistung, als die eigenen Ressourcen hergeben, kann die Einrichtung einfach weitere Rechner zuschalten - und andersherum abgeben, wenn gerade Rechenpause ist.
Über lose Vernetzungen lässt sich die Leistung überall abrufen, wo gerade Kapazität frei ist. In Deutschland zum Beispiel wollen Astrophysiker derzeit errechnen, was eigentlich passiert, wenn Andromeda-Galaxien kollidieren. Die Berechnung bezieht 1000 Sterne ein: "Stünde nur die Kapazität eines einzigen Rechenzentrums zur Verfügung, gäbe es erst in mehreren Jahren erste Ergebnisse. Dank der Grids dauert die Berechnung nur wenige Monate", erklärt Schwiegelshohn.
Enormer Aufwand
Zwischen der Rechenkapazität und den Nutzern steht die sogenannte Middleware, eine Software, die nur im Hintergrund auftritt und Zugriffe und Anwendungen koordiniert. Mit ihr wird ein Grid überhaupt erst lebendig, denn in ihr laufen Angebot und Nachfrage zusammen. Wissenschaftler speisen ihre Aufträge ein, die Middleware zerlegt sie in kleine Teilaufträge und leitet diese an Rechner mit freier Kapazität weiter. Zudem legt die Software fest, wer Zugriff auf das Grid hat, welche Nutzungsbedingungen aufgrund der Lizenzen einzuhalten sind und welche Aufgaben in welcher Reihenfolge auf welche Rechner verteilt werden.
Der Organisationsaufwand ist enorm, soll aber für den Anwender nicht sichtbar sein. Gängige Middleware läuft unter Namen wie Globus, Unicore oder gLite - programmiert von Softwareunternehmen oder Forschungszentren. Derzeit sind die Angebote noch nicht für den kommerziellen Gebrauch ausgelegt. Denn noch ist nicht geklärt, wie Lizenzen für die Nutzung gestaltet sein müssen - und wie die Abrechnung funktionieren soll.
Schwiegelshohn zeigt sich aber überzeugt, dass die Programmierer der Middleware diese Schwierigkeiten überwinden werden. Und dann steht der kommerziellen Nutzung nichts mehr im Wege: "Künftig werden Grids ebenso leicht zu bedienen sein wie das Internet", sagt Schwiegelshohn. "Was die Technik im Hintergrund leistet, ist zwar für Entwickler die größte Herausforderung, für den Nutzer aber belanglos."
Teil 2: Warum Grids im Trend liegen
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FTD.de, 05.03.2009
© 2009 Financial Times Deutschland,
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