Piratenrechner für die Wissenschaft

Posted on 20. April 2010

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Zum Welt-AIDS-Tag hatte ich ja schon einmal etwas zum Thema des verteilten Rechnens geschrieben und an dieser Stelle möchte ich noch einmal ausführlich darauf eingehen.

Das Problem

Viele wissenschaftliche Projekte erfordern eine Menge Rechenarbeit. Das sind zum Beispiel verschiedene Simulationen, die Auswertung großer Datenmengen oder die Berechnung komplexer mathematischer Probleme.

Zu diesem Zweck werden auch immer wieder neue und gigantischere (zumindest was die Leistungsfähigkeit angeht) Großrechner gebaut. Einige Großrechner und Supercomputer werden sogar nur für einzelne ganz bestimmte Aufgaben gebaut, z.B Wetter- und Klima-Simulationen.

Das bedeutet nun nicht, wie mancher glaubt, dass man alles mögliche nur noch in Computern simulieren und berechnen will und das dann die „richtige“ wissenschaftliche Forschung ablöst. Tatsächlich ist es so, dass die ganze Rechnerei eine sehr wertvolle Ergänzung zur klassischen wissenschaftlichen Arbeit ist. Sie eröffnet einfach sehr viele neue Möglichkeiten und so manches Problem, dass ansonsten nur sehr schwer bis gar nicht in den Griff zu bekommen wäre, wird so greifbar und handhabbar.

Und solche Berechnungen können auch vieles an eigentlich überflüssiger klassischer Handarbeit ersparen. Zum Beispiel auch bei der Suche nach neuen wichtigen Medikamenten. Dort kann man vorab die Chancen, ein Medikament zu finden, verbessern oder maximieren, indem man vorher per Simulationen die vielversprechendsten Kandidaten für Wirkstoffe ausfiltert.

Aber so etwas ist in der Regel eben sehr rechenaufwendig und man benötigt große Superrechner. Die jedoch sind sehr teuer und viele sehr wertvolle Forschungsprojekte können es sich nicht leisten, sich einen anzuschaffen oder Rechenzeit auf einem zu mieten. Da muss dann eine andere Lösung her.

Die Lösung

Aufgaben, die eigentlich Großrechner benötigen, lassen sich in der Regel auch in viele kleine Teilaufgaben zerlegen, die einzeln berechnet werden können. Das verschiebt das Problem dahin, dass man nicht mehr einen Superrechner braucht, sondern viele kleine ganz normale Rechner und PCs. Und zwar wirklich viele. Tausende oder zehntausende. Auch die hat man natürlich nicht einfach rumstehen und ein Projekt, das sich diese leisten könnte, könnte sich auch einen eigenen Großrechner zulegen.

Aber es gibt ja jede Menge Rechner „da draußen“. Bis auf einige Ausnahmen werden auch alle, die das hier lesen, einen eigenen Rechner zu Hause haben. Einen Rechner, der jede Menge Freizeit hat. Denn die heimischen Rechner werden zwar immer besser und schneller, aber ein Großteil dieser Leistungsfähigkeit bleibt ungenutzt. Während man z.B. im Netz surft und eine Seite wie diese hier liest, befindet sich der Rechner größtenteils im Leerlauf. Da ist jede Menge Rechenleistung frei, die anderweitig genutzt werden könnte.

So kam man auf die Idee, die in viele kleine Teile zerlegten großen Rechenaufgaben eben genau durch solche Privatrechner bearbeiten zu lassen. Der Nutzer muss dafür nichts weiter tun, als sich ein kleines Programm herunter zu laden und zu installieren. Dieses holt sich dann Aufgaben, die das jeweilige Projekt zur Verfügung stellt, berechnet diese selbständig und schickt die Ergebnisse dann wieder an das Projekt zurück. Auf diese Weise kann jeder interessierte Nutzer einem Projekt seiner Wahl etwas spenden: seine ungenutzte Rechenzeit. Diese wiederum ist manchmal mehr wert, als Geld.

BOINC

BOINC (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing) ist eine Plattform, die genau dieses Spenden von Rechenzeit ermöglicht.

Neben BOINC gibt es noch einige andere Plattformen und viele Projekte, die verteiltes Rechnen anbieten, verzichten aus verschiedenen Gründen gänzlich auf eine solche Plattform und nutzen ihre eigene Infrastruktur.

BOINC hat jedoch viele Vorteile, gerade auch für den Nutzer. Es ist sehr einfach zu bedienen und man hat die Auswahl zwischen sehr vielen Projekten verschiedenster Art. Das macht BOINC sehr einsteigerfreundlich und man kann sich auch als vergleichsweise unerfahrener Computer-Nutzer am verteilten Rechnen beteiligen. Es kann durchgehend im Hintergrund laufen oder auch den Bildschirmschoner ersetzen.

Man kann es im Alleingang nutzen oder sich zu Teams zusammenschließen. In Statistiken kann man vergleichen, was man alleine oder im Team schon alles geschafft hat. So kann man das ganze (muss aber nicht) auch als freundschaftlichen Wettbewerb betreiben.

Das BOINC-Team der Piratenpartei Deutschland

Das Piraten-BOINC-Team entstand aus einer Idee, die zur Diskussion stand und sich fix verselbständigt hat. Es besteht mittlerweile aus 60 teils mehr, teils weniger aktiven Mitgliedern. Bisher wurden für 42 verschiedene Projekte Aufgaben berechnet. Über 90% stammen aber aus 11 Projekten aus verschiedenen Bereichen, darunter Physik, Mathematik, Klimaforschung, Medizin und Biochemie.

Statistiken zum BOINC-Team „Piratenpartei Deutschland“

Jeder ist eingeladen, mitzumachen und uns zu helfen, in den Ranglisten nach oben zu kriechen 😉

Warum das alles?

Verteiltes Rechnen ist eine sehr interessante und einfache Möglichkeit, wissenschaftliche Arbeit in verschiedensten Bereichen zu unterstützen. Die breite Masse der Projekte ist dabei nichtkommerziell und stellt ihre Ergebnisse der Allgemeinheit zur Verfügung.

Viele Projekte regen auch durch Hintergrundinformationen in möglichst allgemeinverständlicher Form dazu an, sich näher mit dem jeweiligen Forschungsgegenstand zu befassen.

Man kann also einen Beitrag für Forschung und Allgemeinwohl leisten und dabei auch noch etwas lernen. Alles in allem schon sehr piratig.

Weitere Informationen

Wenn ich Deine Neugier und vielleicht auch Lust zum Mitmachen geweckt habe, findest Du weitere Informationen unter:

http://wiki.piratenpartei.de/Verteiltes_Rechnen

http://de.wikipedia.org/wiki/Verteiltes_Rechnen

http://de.wikipedia.org/wiki/Berkeley_Open_Infrastructure_for_Network_Computing

Ganz besonders zu empfehlen sind Seiten und Wiki des Vereins Rechenkraft.net e.V.

http://www.rechenkraft.net

Dort gibt es sehr viele ausführliche Informationen zum Themenbereich verteiltes Rechnen und auch zu BOINC.

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