Nichts Ausserirdisches: Die Arbeit im Büro ist sehr vielseitig. Mal klingelt das Telefon, mal kommt jemand an der Schalter oder man verlässt den Computer für eine Kaffeepause. Also bleibt unseren Computern sehr viel Zeit, sich um wichtige Dinge zu kümmern – zum Beispiel um die Suche nach ausserirdischem Leben. Blödsinn? Nein, tatsächlich ist das schon seit vielen Jahren möglich – durch den Umstand, dass wir von der Leistung unserer Computer meist nur ein paar wenige Prozent abverlangen. Die könnten nämlich weitaus mehr … auch das Weltall nach Signalen von Ausserirdischen absuchen, die Universität von Berkeley macht’s möglich und das nämlich schon seit vielen Jahren … wie diese etwas in die Jahre gekommene Doku zeigt:
Die riesengrossen Antennen, die den Himmel nach Signalen absuchen, scannen ein breites Spektrum an Frequenzen ab – denn man weiss ja nicht, auf welchem Kanal die E.T. “herum funken” ;-) Nun könnte man tausende von Experten einsetzen, welche sich den ganzen Tag nichts anderes als “Rauschen” und “Quietschen” anhören, oder man entwickelt eine Software, welche diese empfangenen Daten auswertet. Die Digitalisierung macht es möglich, dass nun jedermann auf seinem Computer eine solche Software installieren und beim Projekt mitmachen kann. Ich erkläre hier nochmal kurz, warum und wie dies technisch möglich ist. Am Ende gehe ich auch noch kurz auf andere Projekte ein, die auf derselben Technologie basieren.
Kleines Update vom 05.03.2020: Das Projekt wurde vorübergehend eingestellt. Die Wissenschaftler haben aktuell genug ausgewertete Daten, um damit weiterarbeiten zu können.
Irdisch: Der CPU-Load
Wenn ein Prozessor nichts zu tun hat, bezeichnet man diesen Zustand als „idle“. Um zum Beispiel in Word einen Brief zu schreiben oder sich per E-Mail mit seinen Mitarbeitern auszutauschen, wäre ein Bruchteil der Leistungsfähigkeit eines heutigen Prozessors ausreichend, um die nötigen Programmschritte auszuführen. Tatsächlich sind rund 95 % der CPU arbeitslos. Das wirft jetzt die Frage auf: Warum verbaut man dann so schnelle Prozessoren? Dies verhält sich ähnlich wie bei den Autos: Warum kauft man denn ein Auto mit 300PS, wenn man sich doch nie mit mehr als 100 km/h fortbewegt. Der Auto-Freak würde sagen: „Weil ich dann die 120 km/h viel schneller aus dem Stand erreichen kann!“ – der Computer-Freak sagt: „Damit die Applikation oder das OS, welches ich benütze, möglichst schnell reagiert.“
Tatsächlich ist es so, dass auch bei einfachen Anwendungen die CPU manchmal kurze „Rechenschübe“ hinlegt, welche mit 100 % der Kapazität stattfinden. Hier merkt man dann fein einen Unterschied zwischen einer alten 300MHz CPU und einem zehnmal höher getaktetem Pentium i7. Wenn wir aber nun die Office-Welt verlassen und uns in die Grafik-Branche bewegen, sind die Unterschiede markanter. Für dreidimensionale „Rendering“-Programme oder Film & Audio-Bearbeitung sind weitaus mehr Ressourcen notwendig und man kann oft die Bearbeitungszeit der Leistungsfähigkeit der CPU gleichsetzen, sprich: wenn der obengenannte Pentium i7 an einer Sequenz eine halbe Stunde zu rechnen hat, dann wartet man bei der alten 300MHz-CPU viele Stunden für dasselbe Resultat. Zu berücksichtigen sind hier je nach Anwendung natürlich auch die Menge an Arbeitsspeicher und die Leistungsfähigkeit der Grafikkarte, welche inzwischen viele Tasks effizienter erledigen kann als die CPU.
Noch auffälliger werden die Unterschiede zwischen zwei Prozessoren in 3d-Spielen, wie z.B. den sogenannten „Egoshootern“. Diese Echtzeit—Spiele können ja nicht einfach langsamer ablaufen, nur weil die CPU langsamer ist – nein, hier werden einfach weniger Bilder pro Sekunde berechnet oder zum Teil Grafik-Details weggelassen, was zu einem schwer eingeschränkten Spielvergnügen führt.
Menschlich
Die Nachfrage nach immer schnelleren Prozessoren ist gross – oft wird beim Kauf eines Computers nur auf die CPU geachtet und an anderen wichtigen Faktoren gespart. Die Festplatten oder zu wenig RAM sind dann der Flaschenhals, sodass die CPU gemütlich vor sich hin wartet, bis sie Daten zum Verarbeiten erhält. (Es sei denn Du hast einen Apple gekauft, dann bist Du derjenige, der warten muss – dafür kannst Du in der Zwischenzeit diesen Artikel über mehr Energie im Leben lesen.)
Distributed Computing
Es gibt Programme, welche nur gezielt diese Idle-Time des Prozessors benutzen, respektive eine niedrige Priorität aufweisen und daher unbemerkt im Hintergrund mitlaufen können. Von diesen Prozessen, welche im Hintergrund laufen, gibt es viele und alle dienen irgendeinem Zweck (z.B. Druckerwarteschlange) und sollten dabei die „Front-Most-Application“ sprich z.B. Excel nicht negativ beeinflussen. Neben diesen Prozessen gibt es aber auch Programme, welche einem besonderen Zweck diesen, nämlich dem Distributed Computing, auf Deutsch: verteiltes Rechnen. Diese Anwendungen werden oftmals von wissenschaftlichen Projekten, für deren Analysen und Auswertungen von grossen Datenmengen, für welche die Leistung eines einzelnen Computers nicht ausreichen würde oder für welche kein Budget für die Anschaffung eines oder mehreren Super-Computern zur Verfügung steht, verwendet.
Die Lösung: Es wird ein Programm entwickelt und jedermann zur Verfügung gestellt, welches die von einem Zentralrechner vergebenen Aufgaben mit der nicht benutzen Computer-Leistung der Teilnehmenden löst und die Resultate danach an den „Auftraggeber“ retourniert.
Die Software: BOINC
Eines dieser Programme heisst BOINC. Mit BOINC bleibt dem User selbst überlassen, wann genau der Client an welchen Projekten mitarbeiten soll. Denn zur Auswahl stehen unzählige Projekte aus der Biologie, Medizin, Physik, Mathematik und weiteren Wissenschaften.
Die Anwendung: SETI@Home
Ich habe mich vor vielen Jahren schon für SETI@Home entschieden:
Das mit Abstand grösste Radioteleskop der Welt steht in Arecibo, Puerto Rico und misst unglaubliche 305 Meter im Durchmesser.
Hier wird der Himmel Quadratzentimeter für Quadratzentimeter mit empfindlichen Antennen auf unzähligen Frequenzen gleichzeitig abgetastet, in der Hoffnung einen Funkspruch ausserirdischer Herkunft zu empfangen. Dabei entsteht eine riesige Datenmenge, welche untersucht werden muss. Schon 1996 entwickelten zwei Mitarbeiter des SETI-Instituts das erste Programm, welches in der Lage war, die Signale zu analysieren und nach intelligenter Herkunft zu untersuchen.
Der Rechnerverbund für die Suche nach Ausserirdischen
Durch SETI@home ist der grösste und leistungsfähigste Rechnerverbund entstanden, der jemals existiert hat. Nachdem man sich mit dem SETI-Server verbunden hat, lädt man sich ein ca. 340 kB grosses zu analysierendes Datenpaket, die sogenannte Workunit (WU), herunter, welches im Anschluss vom installierten SETI-Programm ausgewertet wird. Man kann den Client so einstellen, dass er sich automatisch für eine bestimmte Zeit mit Rechenpaketen versorgt. Man muss also auch nicht, die ganze Zeit online sein.
Ist das Paket fertig berechnet, meldet sich das Programm, man nimmt kurz Kontakt mit dem SETI-Server auf, wobei das Programm automatisch die fertigen Pakete sendet und sich neue Arbeit holt.
Ausserirdischer Stromverbrauch?
Der Rechner verbraucht durch SETI@Home mehr Strom. Meine CPU braucht ausgelastet etwa 100 Watt, wobei sie ohne BOINC nur etwa die Hälfte davon verbraucht. Der zusätzliche Stromverbrauch gleicht also dem einer konventionellen Glühbirne. Ob man den Rechner Tag und Nacht laufen lässt, bleibt jedem selbst überlassen.
Aliens gefunden?
Ausserirdische haben wir zwar auf diesem Weg noch keine gefunden – nichtsdestotrotz gab es in der Zwischenzeit ein paar äusserst “untersuchenswerte” Signale aus dem Weltraum. Vielleicht hat sogar genau mein Computer diese Anomalien in den Radiowellen gefunden – wer weiss ;-) Falls Du nun Angst vor einer Invasion der Ausserirdischen hast, dann lese doch meinen Artikel über Meditation gegen Angst.
Abgesehen vom Datum der ersten Übermittlung einer bearbeiteten „Unit“ ist hier auch die geleistete Arbeit in Floating-Point-Operationen kurz FLOPs abzulesen. Eine Floating-Point-Operation ist einfach ausgedrückt eine Multiplikation oder Addition, welche von der CPU ausgeführt wird. Theoretisch kann ein alter Pentium 4, der mit 3GHz getaktet ist, rund sechs Giga-FLOP pro Sekunde rechnen (kurz 6 Giga-FLOPS). Der bekannte Earth Simulator (japanischer Supercomputer der eine Fläche von über 3000 Quadratmeter und 6000kW Strom benötigt) rechnet 35,86 Terra-FLOPS.
Andere Projekte
Vor einem Jahr hab ich mich dazu entschieden, auch anderen von mir aus gesehen “sinnvollen” Projekten meine Rechenleistung zu widmen. Von der Klima-Voraussage über die Entschlüsselung von Enigma-codierten Nachrichten aus dem 2. Weltkrieg, bis hin zur Forschung in der Molekularbiologie ist für jeden etwas dabei.
Ich sehe den geringen Mehrverbrauch an Strom meiner Computer nur als kleine Spende an einige der rechenintensiven Projekte der Menschheit. Als Belohnung gibt es von den meisten Projektseiten einen starken Backlink auf die Webseite des Teilnehmers, was sich positiv auf das Google Ranking der eigenen Webseite auswirken kann. Es lohnt sich also aus der Perspektive der SEO, bei Boinc mitzumachen. Die Suche nach ausserirdischem Leben bleibt aber meine Faszination.
Willst Du mehr über die Projekte erfahren, dann besuche doch die Webseite von BOINC der Universität Berkeley.
Wenn Du ein Forschertyp auf der Suche dem Unbekannten bist
Ich selber bezeichne mich also Forschertypen. So habe ich mich schon immer für Grenzwissenschaften, Ausserirdische, Prä-Astronautik und viele andere Dinge interessiert. Viel Antworten finden man aber nicht da draussen, sondern man muss gar nicht so weit suchen gehen. Forschertypen, die sich für die Erforschung des menschlichen Geistes interessieren, können von der Meditation profitieren, indem sie ihre Fähigkeit verbessern, sich selbst und ihre Gedanken und Emotionen aufmerksam zu beobachten. Dies kann dazu beitragen, dass sie ein tieferes Verständnis dafür entwickeln, wie das Gehirn funktioniert und wie es mit Erfahrungen und Umweltfaktoren interagiert.
Ein weiterer Vorteil der Meditation für Forschertypen ist, dass sie ihre Fähigkeit zur Konzentration und zum Fokussieren verbessern kann. Dies kann dazu beitragen, dass sie sich besser auf wichtige Projekte und Aufgaben konzentrieren können und weniger (von der Suche nach Ausserirdischen) abgelenkt werden ;-). Wie wäre es also mit einem Meditation-Workshop?
