Österreich und das Grid-Computing
Für die Suche nach neuen Medikamenten, die Simulation der Klimaänderung oder Experimente zur Ergründung des Ursprungs des Universums brauchen Wissenschafter viel Rechenleistung und große Datenspeicher, die von einzelnen Institutionen nicht mehr finanzierbar sind.
Aus diesem Grund werden derzeit weltweit Computing Grids aufgebaut - also Gitter von Rechnern, die zusammengeschaltet eine Art Super-Supercomputer ergeben.
Grid-Computing
Grid-Computing ist der Zusammenschluss von
Rechenleistungen über Breitband-Netze.
Dafür müssen Rechenaufgaben in
Einzelschritte unterteilt werden, um sie
von verschiedenen Rechnern abarbeiten
lassen zu können. Sind die einzelnen
Aufgaben erledigt, müssen sie wieder zu
einem sinnvollen Ganzen zusammengefügt und
Europäische Forschung
In Europa wird seit einigen Monaten am EGEE-Projekt der Europäischen Union gearbeitet, das mit vollem Namen "Enabling Grids for E-Science in Europe" heißt. Im Rahmen des Projekts soll ein robustes und sicheres Grid für Wissenschaft und Forschung in allen beteiligten europäischen Ländern aufgebaut werden.
Zweiter Schwerpunkt ist die Verbesserung und Wartung der Grid Middleware, um den Benutzern zuverlässige Dienste zur Verfügung
Middleware
Middleware macht Rechner grid-fähig. Die
Middleware befindet sich zwischen
Betriebssystem und Software und sorgt
dafür, dass Aufgaben sinnvoll auf
unterschiedliche Rechner mit
unterschiedlichen Betriebssystemen,
unterschiedlicher Software und
unterschiedlicher Rechenleistung verteilt
werden. Middleware organisiert den
Transport komplexer Daten, vermittelt
Funktionsaufrufe zwischen den Komponenten
oder stellt die Transaktionssicherheit
über ansonsten unabhängige Teilsysteme
Data-Grid des CERN
Zu den wichtigsten Projekten in Europa zählt das Data-Grid des Kernforschungszentrums CERN, das für den Teilchenbeschleuniger "Large Hadron Collider" oder kurz LHC notwendig wird, der im Jahr 2007 in Betrieb gehen soll.
Für Experimente zur Erforschung des
Urknalls werden im Beschleuniger alle 25 Nanosekunden zwei Protonenstrahlen aufeinandergeschossen. Dabei entstehen pro Sekunde eine Milliarde physikalischer Wechselwirkungen und damit eine Unmenge von Daten, die gespeichert und ausgewertet werden müssen.
Da dafür nicht einmal das riesige Rechenzentrum des CERN ausreicht, sollen Daten und Rechenaufgaben weltweit auf Rechner verteilt werden. Derzeit werden am Kernforschungszentrum etwa 70 Rechenzentren weltweit miteinander verbunden, im Laufe der
nächsten Jahre sollen es mindestens doppelt so viele werden. Alle Forscher, die mit Daten des CERN arbeiten, sollen so Zugriff auf ein riesiges Rechner-Gitter haben - egal, wo sie sitzen.
Austrian Grid
Am Aufbau des Austrian Grid sind das
Institut für Graphische und Parallele
Datenverarbeitung der Universität Linz,
das Institut für Informatik der
Universität Innsbruck, das Institut für
Hochenergiephysik der Akademie der
Wissenschaften und das Research Institute
for Symbolic Computation (RISC) in
Hagenberg beteiligt.
Am RISC wird zum Beispiel gemeinsam mit
der Upper Austrian Research an einer
Simulation gearbeitet, mit der eine
Augenoperation besser geplant werden kann.
Durch die Anbindung an ein Rechner-Grid
soll jeder Arzt die aufwendige Berechnung
und Visualisierung einfach von seinem PC
Hochwasser-Simulation
Das Institut für Graphische und Parallele Datenverarbeitung der Universität Linz entwickelt gemeinsam mit der Slowakischen Akademie der Wissenschaften ein Grid für die Simulation von
Überflutungsszenarien.
Für diesen Zweck wird eine Kaskade von meteorologischen, hydrologischen und hydraulischen Simulationen benötigt. Auf einem vorhandenen IBM Supercomputer des slowakischen hydrometeorologischen Instituts benötigt eine solche Kaskade derzeit ca. 1,25 Stunden für einen Vorhersagezeitraum
von 48 Stunden und einen relativ kleinen Bereich von 50 Quadratkilometern.
Mit diesen Szenarien ist der Supercomputer 24 Stunden am Tag, sieben Tage die Woche vollständig ausgelastet. Da im Ernstfall nicht einmal die gesamte Menge der Supercomputer in der Slowakei ausreichen würde, um die Simulationen rechtzeitig zu erhalten, soll hier ein Grid helfen.
Institute of Graphics and Parallel ProcessingRechnerleistung als Spende
Weil private Computer oder auch Rechner in Firmen oft nur minimal ausgelastet sind, sollen auch sie im Dienste der Forschung arbeiten können. Beim Projekt SETI@home kann man schon seit fünf Jahren
seine freie Rechenleistung quasi als Spende zur Verfügung stellen, um bei der Suche nach Ausserirdischen zu helfen.
Wer es lieber bodenständig mag, kann sich seit Mitte November 2004 am World Community Grid beteiligen, mit dessen Hilfe zum Beispiel die Faltung menschlicher Proteine für die Suche nach Heilmitteln für Aids, SARS oder Malaria erforscht wird.
www.worldcommunitygrid.orgHeute 22:30 im Ö1-Magazin matrix
Ob Simulation des Klimawandels, die Suche
nach neuen Medikamenten gegen Krebs oder
die Suche nach Hinweisen auf Außerirdische
- auf die Idee, viele kleinere
Rechner zu einem "Grid" zu vernetzen und
gemeinsam Rechen-Jobs abarbeiten zu
lassen, setzen immer mehr
Universitäten, Forschungseinrichtungen und