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Elektronische Welten / Archiv | Beitrag vom 20.01.2011

Online geliehene Rechenleistung

Wie Computer-Nutzer der Wissenschaft helfen können

Von Michael Engel

Schon mit einem normalen Heimcomputer können Nutzer an dem Projekt teilnehmen. (Sony)
Schon mit einem normalen Heimcomputer können Nutzer an dem Projekt teilnehmen. (Sony)

Nie waren Superrechner so schnell wie heute, und dennoch reicht ihre Leistung für manche Aufgaben nicht aus. Wissenschaftler aus Hannover haben nun private PCs über das Internet mit der eigenen Großrechenanlage verbunden. Mit überwältigendem Erfolg.

Mit 30 Billionen Operationen pro Sekunde steht "Atlas" auf Platz 4 in der Liste der deutschen Großrechner. Global gesehen ist "Atlas" die Nummer 34. Ein Supercomputer, zweifellos, doch leider viel zu langsam, um "Gravitationswellen" zu erkunden, bedauert Bernd Machenschalk:

"Das Problem ist, dass die Gravitationswellenanalyse sehr, sehr rechenaufwendig ist, das heißt, bestimmte Arten von Suchen sind mit den Kapazitäten, die wir hier im Haus oder innerhalb der wissenschaftlichen Kollaboration, die diese Gravitationswellendetektoren betreibt, nicht zu leisten. Und wir brauchen einfach mehr."

Nach der Theorie von Albert Einstein entstehen Gravitationswellen immer dann, wenn Himmelskörper beschleunigt werden. Wenn so eine Welle auf die Erde trifft, verändert sie die Ausdehnung um Bruchteile eines Millimeters. Genau das sollen Gravitationswellendetektoren messen. Ohne Computer geht’s aber nicht. Doch selbst Supercomputer verzweifeln an dieser Aufgabe – sie sind einfach zu klein. Warum also nicht private Rechner mit einbeziehen. Genau das ist die Idee von Einstein@Home, erklärt Benjamin Knispel:

"Das sind ganz normale Büro- und Heimrechner natürlich. Menschen, die 3-D-Spiele spielen, haben meistens eine Grafikkarte in ihrem Rechner, die sehr viele Operationen parallel durchführen kann. Und das kann man tatsächlich auch nutzbar machen für diese Suchen, die wir hier machen. Das bringt dann eine große Beschleunigung, die man machen kann."

250.000 Menschen aus 192 Ländern stellen heute ihren privaten PC für Einstein@Home zur Verfügung. Damit machen sie "Atlas" – den Supercomputer – fünfmal schneller, indem die Rechner online einfach zugeschaltet werden. Bei Daniel Gebhard – einem Teilnehmer aus Mainz - erscheint dann eine sich drehende Kugel auf dem Bildschirm:

"Für mich war’s wirklich nett, einen schicken Bildschirmschoner zu haben und nebenbei halt etwas für die Wissenschaft zu tun."

Gravitationswellen wurden bisher zwar noch nicht entdeckt, wohl aber ein sogenannter "Pulsar" – rund 17.000 Lichtjahre von der Erde entfernt. Es geschah am 11. Juli 2010. Und es war eine Premiere. Noch nie zuvor wurde ein untergegangener Stern mit Hilfe eines Homecomputers gefunden. Es war der private Rechner von Daniel Gebhard, der auf den Pulsar stieß.

[…]

So zum Beispiel klingt der neu entdeckte Pulsar - wenn man ihn denn hören könnte. Es sind die Radiosignale, die akustisch umgewandelt und hörbar ge-macht wurden.

Einstein@Home, so der Softwareexperte Oliver Bock, macht aus einem Homecomputer ein wissenschaftliches Werkzeug.

"Man lädt sich eine Software auf seinen Rechner herunter – ein kleines Programmpaket, registriert sich danach bei dem Projekt, dann geht’s eigentlich schon los. Zum Beispiel gibt es dann diesen Screensaver, diesen Bildschirmschoner, der halt, wenn der Rechner nichts tut, sozusagen, aktiviert wird. Das Programm lädt sich im Hintergrund kleine Arbeitspakete herunter und die eigentliche Analysesoftware – das Programm – und wird dann ausgeführt und zwar immer dann, wenn der Nutzer am Rechner gerade nichts damit tut. Weil er soll nicht behindert werden bei seiner Arbeit."

Die online geliehene Rechenleistung soll die normale Arbeit am PC daheim natürlich nicht stören. Deshalb schaltet sich Einstein@Home nur dann ein, wenn man den Computer gerade nicht braucht, in der Kaffeepause zum Beispiel.

"Wenn wir Arbeit an einen Rechner versenden, dann wissen wir auch, an wel-chen Rechner diese Arbeit gegangen ist. Und wir sehen auch im Nachgang natürlich, OK, dieses Resultat, dieses Arbeitshäppchen hat eine erfolgreiche Entdeckung beinhaltet, dann wissen wir dementsprechend, welcher Rechner das gemacht hat und auch welcher Benutzer dahinter steht."

Als Daniel Gebhardt im August 2010 die Mail bekam, sein Rechner habe einen Pulsar entdeckt, da glaubte er noch an einen Scherz. Die Mail landete per Mausklick im Spam-Ordner. Erst als Professor Bruce Allen, der Leiter des Projektes, anrief und zu dem großen Erfolg gratulierte, ging dem jungen Mann ein Licht auf. Als "Amateurwissenschaftler" will er sich dann aber doch nicht fühlen:

"Ich hab’ einfach nur rechnen lassen. Ich hab in dem Sinne einfach nur sehr viel Glück gehabt, dass ich genau die Datei bekommen habe von dem Einstein@Home-Server, der diesen Pulsar schon irgendwie entdeckt hatte und jetzt noch bestätigt werden musste."

Ein bisschen stolz auf sein digitales Weltraumabenteuer ist Daniel Gebhardt aber doch. Zwei Urkunden hat er bekommen. Die eine - in deutscher Sprache - hängt über dem Sofa daheim, die englische Variante in seinem Büro. Wer mitmachen möchte bei Einstein@Home ist herzlich willkommen. Das Weltall ist riesig. Und viele Geheimnisse dort oben warten noch auf ihre Entdeckung. Warum nicht mit Hilfe eines privaten PCs.

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