Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Grid kennt keine Grenzen

17.06.2005


Erst geht es langsam. Und dann ganz schnell. Grid-Computing galt in der Öffentlichkeit lange als eine Art Bermuda-Dreieck der Informationstechnologie – es schien nur Ressourcen zu schlucken und wenige Ergebnisse zu produzieren. Doch weltweit haben Wissenschaftler einen Knoten nach dem anderen geknüpft, um räumlich weit verstreute Computer zur Bewältigung gewaltiger Datenmengen zu vernetzen. Zwei Einrichtungen der Helmholtz-Gemeinschaft, die Forschungszentren Jülich und Karlsruhe, sind maßgeblich daran beteiligt. Inzwischen stehen mehrere Grid-Systeme bereits in oder kurz vor der praktischen Anwendung und zeigen, welches große Potenzial in Grid-Computing steckt. Rechner-Kapazität aus der Steckdose.

... mehr zu:
»CERN »DEISA »Grid »Schicht »UNICORE

Den Anfang der Grid-Idee bildete eine große Vision: Rechen- und Speicherkapazität sollten zur Verfügung stehen wie Strom aus der Steckdose oder Wasser aus der Leitung. Daher auch das Wort Grid. Es heißt „Gitter“ und wird im Englischen oft für Strom- oder Wassernetze benutzt. Daran wollten die US-Wissenschaftler Ian Foster und Carl Kesselmann bewusst erinnern, als sie 1998 mit ihrem Buch „The Grid: Blueprint for a New Computing Infrastructure“ den Begriff einführten.

Die Infrastruktur für ein weltumspannendes Grid gibt es eigentlich schon. Es ist das Internet sowie die daran angeschlossenen Computer. Vor allem für viele PCs gilt, dass deren Rechenkapazität nur zu Bruchteilen ausgeschöpft wird. Auf dieser Erkenntnis beruht beispielsweise SETI@home, eine der ersten praktischen Anwendungen eines Grid-Computing-Konzeptes. Search for Extraterrestrial Intelligence (SETI) – also Suche nach außerirdischer Intelligenz – ist ein Forschungsprojekt, bei dem die Daten von Radioteleskopen nach Funksignalen einer außerirdischen Zivilisation untersucht werden. Dazu nutzt SETI mit Hilfe der Grid-Software SETI@home die Kapazität privater PCs in der ganzen Welt.


Was einer nicht kann, schaffen viele gemeinsam

Grid-Computing könnte immer da zum Einsatz kommen, wo so große Datenmengen anfallen, dass einzelne Rechner oder lokale Rechner-Netze überfordert sind. Das ist zum Beispiel bei aufwändigen Simulationen der Fall, etwa für die Meteorologie. Auch die Elementarteilchenforschung erzeugt wahre Datenfluten. Deswegen wird zurzeit ein globales Grid für den neuen Teilchenbeschleuniger (Large Hadron Collider, LHC) geknüpft, der am Centre Européenne pour la Recherche Nucléaire (CERN), der Europäischen Organisation für Kernforschung in Genf entsteht. Das Forschungszentrum Karlsruhe ist der wichtigste deutsche Partner beim Aufbau dieses Netzes. Das Forschungszentrum Jülich hingegen beschäftigt sich mit der Entwicklung der UNICORE-Software. Sie wird einen einheitlichen und sicheren Zugang zu Grid-Ressourcen wie beispielsweise Hochleistungscomputern und großen Datenspeichern sowie die koordinierte Nutzung im Rahmen komplexer Workflows ermöglichen.

Wie reden elektronische Superhirne miteinander?

UNICORE ist sozusagen die gemeinsame Sprache – die Middleware – für die Zentralhirne unter den europäischen Höchstleistungscomputern. Das europäische Forschungsprojekt DEISA (Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications) verknüpft elf Rechenzentren zu einem europäischen Verbund. Eines dieser Zentren ist das Zentralinstitut für angewandte Mathematik (ZAM) am Forschungszentrum Jülich der Helmholtz-Gemeinschaft. Die dort entwickelte Software UNICORE sorgt im DEISA Projekt für das Datenmanagement und macht den Anwendern den Zugriff auf die unterschiedlichen Anwendungen und die Höchstleistungscomputer der DEISA Partner möglich.

Dietmar Erwin vom Forschungszentrum Jülich erläutert: „Aktuell koordinieren wir das europäische UniGrids Projekt. Dabei wird die nächste Generation von UNICORE entwickelt.“ Unicore/GS (für Grid Services) soll zum kommenden Standard der Grid-Welt kompatibel sein. So können später einmal unterschiedliche Grid-Systeme kooperieren. UNICORE ist als Open-Source-Software frei verfügbar. Im Gegensatz dazu sind kommerziell genutzte Software-Systeme häufig mit Lizenzen geschützt. „Solche Lizenzbeschränkungen werden in der wissenschaftlichen Welt schon durch die Richtlinien für die Vergabe von Fördergeldern ausgeschlossen“, erklärt Klaus-Peter Mickel vom Institut für Wissenschaftliches Rechnen am Forschungszentrum Karlsruhe. So kann jeder Wissenschaftler kostenlos von der Software profitieren.

Physiker werfen nichts weg

Die Karlsruher Wissenschaftler arbeiten an einem anderen Grid als ihre Jülicher Kollegen. Sie weben mit am Datennetz des neuen Teilchenbeschleunigers LHC am CERN. Er wird ab 2008 in jeder Sekunde so viele Daten erzeugen, wie auf eine CD passen. Diese Mengen müssen bewältigt und gespeichert werden – „denn Physiker werfen nichts weg“, weiß Mickel schmunzelnd zu berichten. Die Ressourcen dafür bietet ein weltumspannendes Grid. Es besteht aus vier Schichten, so genannten „Tiers“. Die erste Schicht bilden zehn internationale Großdatenzentren, von denen das Forschungszentrum Karlsruhe eines ist. Ende April erst hat das Hochleistungsnetz zwischen sieben dieser Zentren einen wichtigen Test bestanden: Vom CERN floss zehn Tage lang ein kontinuierlicher Datenstrom mit durchschnittlich 600 Megabyte pro Sekunde. Zum Vergleich: Eine übliche DSL-Leitung schafft nur den 4800sten Teil davon, nämlich etwa 0,125 Megabyte pro Sekunde.

An die Großdatenzentren schließen sich als zweite Schicht hundert mittelgroße Computerzentren sowie – in der dritten Schicht – tausend kleinere Rechenzentren an. Alle diese Computer stehen weltweit verstreut, und von ihnen aus werden wiederum die Arbeitsplatzrechner der etwa 8000 beteiligten Wissenschaftler auf allen fünf Kontinenten bedient. Von dieser enormen Rechenkapazität profitieren dann Forscher in Afrika ebenso wie in Europa oder Australien – das Grid kennt keine Grenzen.

Dietmar Erwin | Helmholtz-Gemeinschaft
Weitere Informationen:
http://www.helmholtz.de

Weitere Berichte zu: CERN DEISA Grid Schicht UNICORE

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Cybersicherheit für die Bahn von morgen
24.03.2017 | Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie SIT

nachricht Schutz vor Angriffen dank flexibler Programmierung
22.03.2017 | FZI Forschungszentrum Informatik am Karlsruher Institut für Technologie

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Förderung des Instituts für Lasertechnik und Messtechnik in Ulm mit rund 1,63 Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise

TU-Bauingenieure koordinieren EU-Projekt zu Recycling-Beton von über sieben Millionen Euro

24.03.2017 | Förderungen Preise