Karlsruhe wird Schaltzentrale im schnellsten Computernetzwerk
Superrechner werten Forschungsdaten aus

Rechenzentren an verschiedenen Orten in Europa werden über schnelle Internetleitungen verknüpft. Das Netzwerk soll Forschern helfen, die Vielzahl an Informationen auszuwerten, die bei ihren Experimenten anfallen.

KÖLN. Das ehrgeizige europäische Computerprojekt Data Grid nimmt konkrete Formen an: Die sechs Knotenpunkte für das vom europäischen Atomforschungszentrum Cern initiierte schnellste Computernetzwerk der Welt stehen jetzt fest. Eine der Schaltzentralen wird im Forschungszentrum Karlsruhe errichtet. "Auf Initiative des Bundesforschungsministeriums haben sich die deutschen Beteiligten auf unseren Standort geeinigt", sagt Joachim Hofmann, Sprecher des Forschungszentrums. Rund 40 Millionen Euro werde der Aufbau des notwendigen Rechenzentrums kosten, ein Großteil der Kosten trage das Forschungsministerium. Die weiteren fünf Schaltstellen des Netzwerks entstehen in Oxford, Lyon, Bologna, Tokio und am Fermilaboratorium im amerikanischen Batavia.

"Die endgültige Rechnerkapazität werden wir bis zum Jahr 2006 erreichen", sagt Hofmann. Dann nämlich laufe die erste Bewährungsprobe für das Projekt an. Beim Forschungszentrum Cern wird mit dem Large Hadron Collider (LHC) der größte Teilchenbeschleuniger der Welt seinen Betrieb aufnehmen. In einem 27 Kilometer langen Bau werden Protonen mit Lichtgeschwindigkeit aufeinander geschossen. Die dabei zu beobachtenden Reaktionen sollen Einblick in die innerste Struktur der Materie geben.

In jeder Sekunde müssen dafür mehr als 100 Millionen Messdaten registriert werden. Drei Millionen Gigabyte an Daten sollen jährlich gespeichert und für weltweit verteilte Wissenschaftlergruppen aufbereitet werden. "Auf CD-ROM gepresst ergäbe die Datenmenge einen Stapel, der doppelt so hoch ist wie die Zugspitze", erklärt Hofmann. Ein einzelnes Rechenzentrum könne diese Informationsflut nicht bewältigen. Deshalb werden die anfallenden Daten in einer hierarchischen Struktur über die ganze Welt verteilt und die einzelnen Standorte über besonders leistungsfähige Internetleitungen miteinander verknüpft. Das Cern in Genf bildet den Kopf des hierarchischen Aufbaus, von dort fließen die Daten auf zunächst sechs Rechenzentren. Diese Knotenpunkte leiten die Daten weiter an mehrere Tausend Arbeitsplätze in wissenschaftlichen Instituten. So wird ein Superrechner entstehen, der sich über die ganze Welt erstreckt.

Um eine schnelle Übertragung zu gewährleisten, sollen die Datenleitungen auf Kapazitäten von sechs Gigabit/Sekunde ausgelegt sein. Das entspricht einer Leistung von 100 000 gebündelten ISDN-Leitungen. "Ein solches Datennetz ist nicht nur für die Auswertung der LHC-Experimente notwendig", sagt Klaus-Peter Mickel, Leiter der Hauptabteilung Informations- und Kommunikationstechnik des Forschungszentrums Karlsruhe. "Schon heute gibt es riesige Datenmengen aus US-amerikanischen Teilchenbeschleunigern, die bisher nur unzureichend ausgewertet werden können." Und auch andere Disziplinen, beispielsweise die Biologie, die Medizin, die Geologie und die Meteorologie, melden wachsenden Bedarf an Rechnerkapazitäten, der mit Hilfe vernetzter Computer befriedigt werden könnte.

Der Begriff "Grid" ist eine Anlehnung an das Elektrizitätsnetz (englisch: Grid). Unkompliziert wie bei der Stromversorgung sollen Wissenschaftler in aller Welt ihren Rechner an das Computernetz anschließen können. Bei einer Anfrage stellt das System mit einer speziellen Software, der so genannten "Middleware", fest, wo die gesuchten Daten im globalen Netz abgelegt sind, in welchem angeschlossenen Rechenzentrum die benötigte Rechenkapazität zur Verfügung steht und wie die Datenübertragung am schnellsten funktioniert. Die Ergebnisse werden dem Forscher später direkt auf den Rechner geliefert. Damit die Middleware beim Data-Grid-Projekt mit allen technischen Standards funktioniert, arbeitet die europäische Initiative mit den wichtigsten System- und Softwareherstellern zusammen, darunter IBM, Compaq, Cray, Fujitsu, Hitachi, Microsoft, NEC und Sun.

IBM selbst hat im Rahmen der eigenen Forschungsaktivitäten eines der ersten Grids aufgebaut, indem Teile von Supercomputern im IBM Forschungszentrum Yorktown Heights in den USA und in Haifa in Israel miteinander verbunden wurden. Das Unternehmen bekam jetzt auch den Zuschlag für den Aufbau der britischen Data-Grid-Schaltzentrale in Oxford.

Wie populär die preiswerte und effiziente Technologie momentan ist, zeigt die wachsende Zahl von Grid-Initiativen. So teilte die Internetsuchmaschine Google mit, dass das Unternehmen 500 ausgewählte Versuchspersonen mit einer speziellen Software ausgerüstet hat, um in einem Netzwerk die Lösung für wissenschaftliche Probleme zu berechnen.

"Im konkreten Falle geht es um das Folding@home-Project der Stanford University und die Frage, wie genetische Informationen in Proteine umgewandelt werden", sagt Google-Managerin Susan Wojcicki. Google überlege, das Projekt bei einer erfolgreichen Testphase auf eine weit größere Nutzergemeinde auszudehnen. Es sei vorstellbar, dass sich bald jeder Nutzer der Suchmaschine die entsprechende Software kostenlos herunterladen könne.

Quelle: Handelsblatt

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