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Projekt Folding@home Der stärkste Supercomputer ist gar kein Computer

| Redakteur: Jürgen Schreier

Im Kampf gegen den Coronavirus hat Folding@home performancemäßig sämtlich Supercomputer hinter sich gelassen. Das Volunteer-Computing-Projekt stellt aktuell 470 Petaflops zur Verfügung. Genutzt wird diese gigantischer Rechenleistung von Forschern der Washington University auf der Suche nach einem Gegenmittel gegen Sars-CoV-2.

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Der Kampf gegen Covid-19 ist ein Kampf gegen die Uhr.
Der Kampf gegen Covid-19 ist ein Kampf gegen die Uhr.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay)

In Sachen Performance dürfte er (bis auf weiteres) keinen Wettbewerber zu fürchten müssen: der Quantencomputer "IBM Q System One", der im Rahmen einer Kooperation der Fraunhofer-Gesellschaft mit dem Tech-Giganten IBM in einem Rechenzentrum von IBM Deutschland bei Stuttgart installiert werden soll.

Verläuft alles nach Plan, wird der Super-Number-Cruncher zu Jahresbeginn 2021 den Betrieb aufnehmen und unter dem Dach eines bundesweiten Fraunhofer-Kompetenznetzwerks dazu dienen, Technologien, Anwendungsszenarien und Algorithmen zu erforschen und letztlich Wettbewerbsvorteile für die hiesige Wirtschaft und Wissenschaft zu generieren

Hawk - mit rund 26 Petaflops Deutschlands Nr. 1

Der IBM-Bolide stellt dann vermutlich alles in den Schatten, was hierzulande an Superrechnerleistung verfügbar ist .- auch die aktuelle Nummer 1, den Hawk. Das Apollo-System von Hewlett Packard Enterprise (HPE) mit einer Spitzenleistung von rund 26 Petaflops (26 Billiarden Gleitkommaoperationen pro Sekunde) war am 19. Februar 2020 im Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart (HLRS) seiner Bestimmung übergeben worden.

Verglichen mit dem IBM-Quantenrechner dürfte aber selbst der Hawk, der zu den leistungsstärksten Supercomputer-Systemen der Welt zählt, ab 2021 eine "lahme Kiste" sein. Nach Presseberichten soll vor einiger Zeit ein ein neuer Quantencomputer-Prototyp eine Berechnung in 200 Sekunden durchführt haben, für die aktuelle Supercomputer (von der Art eines Hawk) 10.000 Jahre brauchen würden. Obwohl diese Angaben umstritten sind, so wirft dies doch ein Schlaglicht auf die mögliche Leistung von Quantencomputern.

Dass Rechenleistung bis zum Abwinken natürlich nicht zum Nulltarif zu haben ist, liegt auf der Hand. Oder vielleicht doch nicht? Denn Supercomputing geht offenbar auch ohne Supercomputer. Der Coronavirus bzw. die Suche nach einem Gegenmittel macht es möglich. So hat das vor 20 Jahren von der Stanford University ins Leben gerufene Volunteer-Computing-Projekt Folding@home Anfang März 2020 den Kampf gegen das Coronavirus Sars-CoV-2 und die hervorgerufene Erkrankung Covid-19 aufgenommen.

Ungenutzte Rechenkapazität "spenden"

Mittlerweile kann das Folding@home-Netzwerk auf eine Rechenleistung von 470 Petaflops zurückgreifen, wie die die amerikanische IT-Website Tom‘s Hardware berichtet. Damit verfügt das Projekt über mehr Rechenleistung als die sieben besten Supercomputer der Welt zusammen. Dank dieser enormen Rechenpower konnten Forscher rund um den Biophysiker Dr. Greg Bowman von der Washington University in St. Louis herausfinden, was genau während der Infektion mit dem Virus passiert

Das Wissenschaftler-Team um Dr. Greg Bowman
Das Wissenschaftler-Team um Dr. Greg Bowman
(Bild: Folding@Home)

Und: Jeder kann Teil dieses Projekts werden. Wer bei Folding@home mitmachen möchte, braucht lediglich eine Software herunterzuladen und kann dann über das Internet ungenutzte Rechenkapazität seines PC, Notebook oder seiner Workstation zur Verfügung stellen, sozusagen den Wissenschaftlern in St. Louis "spenden".

Das Programm ist für Windows, macOS und verschiedene Linux-Distributionen verfügbar. Als Teil des Client-Server-Modells erhalten die Teilnehmer (Clients) nach Anforderung eines Dienstes beim Server jeweils Teile einer Simulation (Arbeitseinheiten/Work-Units), berechnen und vervollständigen sie und geben sie an die Datenbankserver des Projekts zurück, wo die Einheiten sodann zu einer Gesamtsimulation zusammengestellt werden.

Bitcoin-Miner im Kampf gegen Covid-19

Laut Folding@home ist Zahl der Volunteers zuletzt um 1200 Prozent angestiegen. Auch viele Bitcoin-Miner, die in der Regel mit extrem leistungsfähigen GPU-Rigs arbeiten, stellen ihre Kapazitäten derzeit der Forschung zur Verfügung. In den vergangenen zwei Wochen sollen sich über 400.000 neue Freiwillige dem Projekt angeschlossen haben.

„Die Daten, die wir mit Ihrer Hilfe generieren, werden im Rahmen einer offenen wissenschaftlichen Zusammenarbeit mehrerer Labors auf der ganzen Welt schnell und offen verbreitet und geben den Forschern neue Instrumente an die Hand, die neue Möglichkeiten zur Entwicklung lebensrettender Medikamente eröffnen können“, erklärt Biophysiker Bowman von der Washington University.

Der Titan war ein Supercomputer von Cray. Er stand am Oak Ridge National Laboratory in Tennessee (USA). Mit einer Rechenleistung von 17,59 PetaFLOPS galt er im April 2013 als der leistungsstärkste Supercomputer der Welt. Der Titan berechnete unter anderem physikalische Modelle.
Der Titan war ein Supercomputer von Cray. Er stand am Oak Ridge National Laboratory in Tennessee (USA). Mit einer Rechenleistung von 17,59 PetaFLOPS galt er im April 2013 als der leistungsstärkste Supercomputer der Welt. Der Titan berechnete unter anderem physikalische Modelle.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay)

Ressourcen-Sharing - die dunkle Seite

Das Sharen von Rechnerkapität ist wie im Fall des Folding@Home-Projekts ein tolle Sache. Doch gibt es auch eine Menge böser Buben bzw. Mädels, die fremde Rechner kapern und für ihre meist wenig lauteren Zwecke einspannen. Cryptojacking heißt dieser Trend, der seit einigen Jahren zu beobachten ist. Das Wort Cryptojacking ist eine Wortschöpfung aus Cryptocurrency (Kryptowährung) und Hijacking (Entführung). Bei solchen Angriffen infizieren Hacker die Computer ihrer Opfer mit Schadsoftware, um sie dann in Botnetze einzubinden und für das Mining von Kryptowährungen zu missbrauchen. Die Infektion selbst erfolgt meist unbemerkt im Hintergrund.

Da das Schürfen von Kryptowährungen wie Bitcoin, Ethereum oder Monero äußerst rechenintensiv ist, verzeichnen Betroffene einen deutlichen Rückgang ihrer Rechenleistung und einen gleichzeitigen Anstieg ihres Energieverbrauchs. In manchen Fällen skalieren dadurch auch unbemerkt Cloud-Umgebungen, was hohe Zusatzkosten verursachen kann.

Sogar gehackte IoT-Geräte können als Minenarbeiter beim Bitcoin-Mining fungieren. So wurde der Fall bekannt dass das Botnetz Mirai entsprechende Elektronik wie Router oder IP-Kameras infiziert hat; diese Devices wurden dann herangezogen, um Kryptogeld für fremde Hacker zu generieren. Von den Angreifern ausgenutzt werden vor allem Schwachstellen in den Microsoft-Betriebssystemen und in Android-Geräten. Aber auch Server werden gekapert und zum Kernstück eines Botnetzes umfunktioniert. Die Server steuern dann die befallenen PCs zentral.

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