Computer, vereinigt Euch!

  Ein Grid vernetzt die weltweit zur Verfügung stehenden Computer- und Speicherkapazitäten

Bald könnte das ganz einfach gehen, hofft Franz-Josef Pfreundt vom Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik. Dann muss der Nutzer nur eine Internetseite öffnen und sein Anliegen eingeben wie bei Google - schon erscheint eine Liste mit freien Rechenzentren und ihren Preisen. Zwei weitere Klicks sind nötig, dann helfen die ausgewählten Computer.

Die Suche nach Außerirdischen hat die Idee vom verteilten Rechnen populär gemacht: Mit "Seti at home" kann seit 1997 jeder Internetnutzer seinen Computer Radioteleskop-Daten auswerten lassen, während der Bildschirmschoner läuft. Die US-Informatiker Ian Foster und Carl Kesselman dachten 1999 noch weiter. Für große Rechenaufgaben sollte die Arbeitskraft von anderen Computern so einfach zu erhalten sein wie Strom aus der Steckdose. Deshalb nannten sie solche Netze "Grids", nach dem englischen Wort für Stromnetz: "Power Grid".

Vor allem für Physiker wird diese Technik bald sehr wichtig. Der neue Teilchenbeschleuniger am Genfer CERN, der 2007 in Betrieb gehen soll, wird jede Sekunde Daten für zwei CD-ROMs liefern - so viel könnte ein einzelnes Rechenzentrum nicht auswerten. Stattdessen legen Institute auf der ganzen Welt ihre Kapazitäten zusammen. Die Wissenschaftler haben jetzt einen wichtigen Test beendet. Auf die Datenmengen fühlen sie sich gut vorbereitet.

Doch die Entwickler sind noch nicht zufrieden. Wenn viele Zentren zusammenarbeiten, stoßen sie derzeit an Grenzen - die Organisation von Rechennetzen mit unzähligen Benutzern und Programmen muss sich verbessern, finden die Experten. Andere Informatiker arbeiten daran, dass sich Grids fast so leicht bedienen lassen wie eine Steckdose.

Computer sollten menschliche Sprache verstehen

"Ein Grid zu benutzen muss einfach sein, sonst macht das keiner", sagt Fraunhofer-Forscher Pfreundt. Darum hat er ein Maklerprogramm entwickelt, das Anfragen eines Benutzers automatisch an das günstigste Rechenzentrum weitergibt. Fällt ein Computer oder ein Rechenzentrum aus, merkt der Makler das und vergibt dessen Aufgabe neu. Damit sich Pfreundts Google-Szenario verwirklichen lässt, muss jetzt eine Suchmaschine entwickelt werden, die Anfragen in menschlicher Sprache versteht. Dazu sind Wörterbücher nötig, die dem Computer Begriffe aus Bereichen wie der Biologie oder der Geologie erklären. In drei Jahren könnte so eine Grid-Suche im Internet laufen, schätzt Pfreundt.

Gleichzeitig arbeitet Pfreundts Institut gemeinsam mit anderen Informatikern im "Global Grid Forum" darauf hin, dass sich unterschiedliche Maklerprogramme besser verstehen. Dadurch könnten Aufgaben leichter automatisch von einem Grid an ein anderes abgegeben werden. Wenn also die Bank in Sydney damit überfordert ist, aufwändige Simulationen zu berechnen, könnte die Universität in Karlsruhe helfen.

Grid schlägt Superrechner

Für manche Aufgaben sind nicht mal neue Großrechner nötig. Der Schweizer Pharmakonzern Novartis zum Beispiel lässt seine neuen Wirkstoff-Kandidaten auf den Bürorechnern testen, die sowieso auf den Schreibtischen der Mitarbeiter stehen - während ihre Nutzer telefonieren oder Feierabend haben. Die Rechenkraft dieses Grids würde für einen Platz unter den 100 schnellsten Computern der Welt reichen. Dank der Bürocomputer musste Novartis dafür keinen neuen Großrechner kaufen. "Der hätte uns sonst 2 Mio. Franken gekostet", sagt Chef-Informatiker Manuel Peitsch. Stattdessen hat das Unternehmen in drei Monaten ein Grid aufgebaut.

Heute würde das möglicherweise noch schneller gehen. Ein einfaches Rechennetz könne die IT-Abteilung eines Unternehmens inzwischen in drei Tagen in Betrieb nehmen, schätzt Grid-Experte Rüdiger Berlich vom Forschungszentrum Karlsruhe. Die Programme dazu gebe es ähnlich wie Linux als Open Source zum Herunterladen im Internet.

Berlich stellt sich vor, dass die Nutzer die Datenspeicher eines Rechnernetzes so nutzen wie die eigene Festplatte und dass große Grids besser handhabbar werden. Dazu müssen zentrale Computer zur Benutzerverwaltung eingeführt werden, weil der Aufwand für einzelne Rechner zu groß wird. Außerdem kann es derzeit passieren, dass sich unterschiedliche Programme auf einem Grid in die Quere kommen, wenn die Benutzer nicht aufpassen - Entwickler arbeiten nun an Möglichkeiten, die Rechennetze organisatorisch zu unterteilen.

Große Grids bieten zusätzliche Vorteile: Wenn die Computer in der New Yorker Niederlassung einer Firma mit denen in Frankfurt zusammengeschlossen sind, können sie an US-Feiertagen für Deutschland mitrechnen. Damit das funktioniert, müssen die Nutzer umdenken. Das hat auch Manuel Peitsch von Novartis festgestellt. Er muss den Mitarbeitern in seinem Unternehmen beibringen, ihre Computer nachts und übers Wochenende angeschaltet zu lassen.

Großrechner-Ersatz

Das Ziel Überall auf der Welt stehen Computer, die die meiste Zeit nicht genutzt werden. Die Grid-Entwickler wollen das ändern und die Rechner kooperieren lassen - während der Bildschirmschoner läuft oder die Benutzer zu Mittag essen.

Die Hürden Die Forscher arbeiten daran, dass sich die Netze möglichst effizient automatisch verwalten. Noch kommen sich die die Programme mitunter in die Quere. Auch ist die Bedienung noch nicht so einfach, wie sie sein könnte.