Wissen: Grids for Kids
Der Bedarf an Rechenleistung wächst rasant. IT-Experten setzen auf einen kinderleicht zu bedienenden Geräteverbund.Die Vision eines gläsernen Menschen ist in greifbare Nähe gerückt, jedenfalls für Rod Hose. Der Physiker und Medizintechnik-Experte von der Universität Sheffield sieht es nur noch als eine Frage der Zeit, bis es gelingt, die komplexe Natur des menschlichen Körpers auf dem Computer nachzubilden. "Unsere Simulationsmodelle bewegen sich auf das Zell- und Gewebeniveau. Bald wird der ganze Körper folgen", sagt der Forscher.
Möglich wird dieser Fortschritt durch die verfeinerten Analysemethoden, die rasant gestiegene Rechenkraft der Computer und - vor allem - durch die immer bessere Verknüpfung der gewonnenen Datenmengen. Der Schlüssel zum Erfolg liegt im Grid-Computing.
Das englische Wort Grid steht für Gitter, und Grid-Computing meint das Zusammenschalten mehrerer Rechner, um in einer gitterartigen Struktur die Leistung zu steigern. Erst solche Grids ermöglichen es, die vielfältigen Informationspuzzles, beispielsweise aus einer Computertomografie oder einer biochemischen Analyse, zusammenzusetzen.
Transatlantischer Rekord
Nicht zuletzt die immer rasantere Übertragungsgeschwindigkeit im Internet bringt das Rechnen in Netzen voran. Erst im April 2004 stellten Forscher aus Amerika und der Schweiz einen neuen Temporekord auf: Sie übertrugen Daten mit 6,25 Gigabit pro Sekunde quer durch den Atlantik. Das ist gut 1000-mal schneller als über Breitbandzugänge wie DSL.
Gleichzeitig liefert die moderne Forschung immer gewaltigere Datenmengen, die verwaltet werden müssen, wie etwa beim europäischen Forschungszentrum CERN in Genf, an dem 2006 der größte Beschleuniger der modernen Teilchenphysik entstehen soll und an dem dann in jeder Sekunde mehr als 100 Millionen Messdaten erzeugt werden.
Solche Mengen kann ein einzelnes Rechenzentrum nicht mehr bewältigen, und erst die verknüpften und über die ganze Welt verteilten Computer ermöglichen das erfolgreiche Daten-Handling. Das Grid-Computing stellt dafür die Ressourcen bereit, indem es über Hochgeschwindigkeitsnetze Ressourcen wie Prozessorleistung, Speicherkapazität, Daten und Programme koordiniert.
Grids werden öffentlich gefördert
"In Europa existiert eine der weltweit leistungsstärksten Forschungsinfrastrukturen", sagt Wolfgang Boch, bei der Europäischen Kommission zuständig für Grid-Technologien. "Eine nahe Vision ist es, diese Netze für die Forschungs-Community als Grid zu verwirklichen, sodass neue Kollaborationen, beispielsweise zwischen den Life-Science-Bereichen und der Hochenergiephysik, entstehen." Mit 125 Mio. Euro fördert die Europäische Union ab Herbst im Projekt NextGRID die Entwicklung solcher Techniken. Auch das Bundesforschungsministerium (BMBF) will in den kommenden fünf Jahren 100 Mio. Euro für die Förderung von speziellen IT-Projekten und für ein deutsches D-GRID bereitstellen.
"Das Grid stammt zwar aus der Wissenschaft", sagt Boch. "Doch wir fragen uns, wie man diese Technologien weiterentwickeln kann, damit sie die Anforderungen der Industrie- und Geschäftswelt erfüllen. Wir müssen deshalb jetzt geeignete Technologien entwickeln." Die Anwendungsfelder des Grid-Computing reichen von der Pharma- und Automobilindustrie, Meteorologie sowie Luft- und Raumfahrt bis hin zu den rechenintensiven Aufgaben des Risikomanagements von Finanzdienstleistern. Ob die Analyse seismischer Daten beim Erkunden neuer Erdölfelder oder das Berechnen virtueller Crashtests der Autoentwickler - die Entwickler müssen die bestehende Rechenkapazität optimal verwalten. Und sie müssen erreichen, dass verschiedene Rechnersysteme miteinander kommunizieren und gemeinsam nutzbare Datenformate austauschen.
Doch wie im Internet das HTML-Protokoll Standards setzte, müssen auch im Grid-Netz und Wide Area Network dazu die Voraussetzungen erst mühsam geschaffen werden. Es fehlt noch an zuverlässigen und allgemein gültigen Festlegungen, mit denen verschiedene IT-Systeme sicher und datengeschützt arbeiten können. "Bei der Standardisierung sind wir am Scheideweg", sagt Boch. Die Industrie zeige Interesse an der Diskussion, und in den Standardisierungsgremien wie dem Global Grid Forum entstehe bereits jetzt das Fundament für die Software, die das Zusammenspiel am Laufen hält. "Wir sehen, dass sich Web-Services der Unternehmen und Grid-Technologien aus der Wissenschaft aneinander annähern."
An einer Kooperation mit den Hochleistungsnetzen sind alle großen Unternehmen wie NEC, IBM und Microsoft interessiert, denn diese Zusammenarbeit erspart ihnen gewaltige Investitionskosten in IT-Infrastrukturen. Und es ermöglicht ihnen Zugang zu zukünftigen Geschäftsfeldern. Denn wie beim elektrischen Stromnetz soll das Grid eines Tages jedem zur Verfügung stehen, und wie der Stromstecker soll - statt eines Computers - ein simples Interface den Zugang zum weltweiten Rechnernetz ermöglichen. "Grids for Kids", ein kinderleichter Umgang mit der globalen Rechenpower also lautet das Motto der Entwickler.
Wer mitmacht
Superrechner Raumfüllende Maschinen verarbeiten Daten aus der Forschung - vor allem aus Meteorologie und Bioinformatik. Auch diese Computer können vom Grid profitieren.
PC Jeder Computernutzer kann sich beteiligen. Das bekannteste Projekt ist SETI@home, bei dem die Suche nach außerirdischer Intelligenz im Mittelpunkt steht.
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FTD, 21.07.2004
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