Hybrid-Computing
Das wird den Weg in eine Computerzukunft mit hybriden Systemen zwar erschweren, aber nicht verhindern. Computer sind und waren schon immer zu langsam, weshalb die Prozessorhersteller vor wenigen Jahren begonnen haben, mehr parallel nutzbare Recheneinheiten auf die Chips zu integrieren, um die Grafik und rechenintensive Anwendungen besser zu unterstützen. Ein Beispiel für die neue Generation von Chips ist der Cell/B.E.-Prozessor von IBM, Sony und Toshiba für die Playstation 3. Dieser Prozessor besteht aus verschiedenen Arten von Rechenkernen und führt hybride Konzepte auf Chipebene ein. So kommen der Cell/B.E. und sein IBM-Derivat "PowerXCell8i" beispielsweise neben der Spielekonsole auch im weltweit ersten Petaflops-Supercomputer im Los-Alamos-Forschungszentrum zum Einsatz.
Hier sieht man, wie Computersysteme der Zukunft aussehen: Wo die geforderte Leistung mit herkömmlichen Methoden nicht mehr erreicht wird, setzt man verschiedene Komponenten zu einem hybriden System zusammen. So läuft der Petaflops-Rechner beispielsweise auf AMD-Komponenten und IBM-Cell-Prozessoren unter Linux - eine Kombination, die noch vor wenigen Jahren unmöglich gewesen wäre. Während die Cell-Prozessoren die Rechenleistung erbringen, sorgen die AMD-Systeme für den Datenaustausch. Hybrid-Computing bedeutet also, dass eins plus eins auf einmal mehr als zwei ergibt. Diese Effizienz ist gleichzeitig auch der Schlüssel für geringeren Energieverbrauch bei höherer Systemleistung.
Gleichzeitig gewinnt die Kombination aus Mainframes und rechenstarken Cell-Prozessoren immer mehr Anhänger: Geschäftskritische Daten und Prozesse sind oft auf Mainframes untergebracht, doch auch dort fallen inzwischen Aufgaben an, für die es fast eines wissenschaftlichen Hochleistungsrechners bedarf: Versicherungen und Kreditkartenfirmen etwa wollen Betrugsfälle durch statistische Methoden in Echtzeit erkennen, und Banken wollen das Risiko von Transaktionen schneller abschätzen können.
Ein Problem ist allerdings, dass für viele hybride Architekturen die Programmierung noch nicht klar ist. Verschiedene Ansätze werden zurzeit vorangetrieben und auch in der akademischen Welt erforscht. Beispiele zur Programmierung in hybriden Komplexen sind IBMs "Dynamic Application Virtualization", das "Accelerator Library Framework" (ALF) mit der "Data Communication and Synchronization Library" (DaCS) von IBM sowie die "Compute Unified Device Architecture" von Nvidia. Darüber hinaus gibt es eine ganze Reihe von Projekten im universitären und industriellen Umfeld, die verschiedene Aspekte der hybriden Programmierung abdecken. Es ist damit zu rechnen, dass sich aus der aktuellen Vielfalt an Programmiermodellen in den nächsten Jahren die wichtigsten herauskristallisieren werden. Dann dauert es noch eine gewisse Zeit, bis diese Modelle industrieweit eingesetzt werden.
Eine weitere Hürde ist das System-Management, das in heterogenen Verbünden vor einer großen Herausforderung steht. Utz Bacher, Experte für Linux auf hybriden Systemen am Forschungs- und Entwicklungszentrum der IBM in Böblingen: "Einfach zwei Rechner mit einem Netzkabel zu verbinden reicht heute längst nicht mehr aus. Die Komponenten müssen integriert werden und einheitlich zu verwalten sein." In einigen Jahren sei damit zu rechnen, dass einige Systemarchitekturen die Probleme der Integration und des Managements gelöst haben. Dann werden sich diese hybriden Systeme durchsetzen und die Vorteile gegenüber den einfach nur größer werdenden, traditionellen Systemen voll ausspielen können.