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Die “Search for Extra-Terrestrial Intelligence at home” (SETI@home) hat Pionierarbeit geleistet. Die Universität Berkeley machte mit ihrer 1999 gestarteten Suche nach außerirdischer Intelligenz auf herkömmlichen PCs das verteilte Rechnen salonfähig.

“Nope”, lautete die lapidare Antwort von Matt Lebofsky auf die Frage, ob das Projekt SETI@home [1] Spuren von außerirdischer Intelligenz gefunden habe. Aber hätte es Hinweise gegeben, hätte man damit nicht hinter dem Berg gehalten, versicherte der beim Projekt als Systemadministrator tätige Lebofsky.

Initialzündung

Seit 1999 ist SETI@home aktiv und verfolgt seit dieser Zeit den immer noch gleichen Ansatz, auch wenn der sich mit dem technischen Fortschritt weiterentwickelt hat. Ein mit einem zusätzlichen Empfänger ausgestattetes Radioteleskop sucht nach schmalbandigen Funksignalen aus dem Weltraum. Weil diese Signale keinen natürlichen Ursprung haben können, wären sie ein Beweis für außerirdisches Leben.

Diese Suche nach außerirdischem Leben (SETI) über Funksignale hat in der Wissenschaft schon früh begonnen. Doch handelte es sich um eine kostspielige Sache, Daten von Radioteleskopen für einen Himmelsabschnitt von einem Supercomputer zu analysieren.

1995 kam David Gedye auf die Idee, statt teure Rechenzeit zu kaufen, eine Art virtuellen Supercomputer einzusetzen, der über das Internet aus einem Verbund von vielen privaten PCs und deren Rechenleistung besteht. Er teilte diese Vision mit dem Seti-Chefentwickler Dan Wertheimer. Für die Umsetzung war es nötig, die gesammelten Daten in kleine Häppchen zu teilen und sie über ein Programm, das die Nutzer auf ihren Rechnern installieren, analysieren zu lassen. Das Ergebnis der Berechnungen musste dann wieder zurückfließen.

Um weder den Nutzer noch seine damals schmale Internetverbindung empfindlich zu stören, kam SETI@home anstelle eines Bildschirmschoners zum Einsatz. Statt ein Windows-Logo zu drehen, startete die Suche nach Außerirdischen (Abbildung 1), wenn der Rechner pausierte.

Abbildung 1: Der Bildschirmschoner SETI@home Enhanced. Quelle: SETI@home

Verrechnet

Zum Start im Mai 1999 rechneten die Forscher damit, dass sich eventuell 1000 Alien-Jäger anmelden, und richteten einen einzelnen Rechner ein, der die Daten verteilen und die Analysen entgegennehmen sollte. Die Jagd nach den sprichwörtlichen grünen Männchen fand aber in der sich damals etablierenden Internetgemeinde großen Anklang. 1999 hatte AOL in den USA rund 21 Millionen Kunden und T-Online in Deutschland vier Millionen. Zum Start meldeten sich rund eine Million Nutzer bei SETI@home an, was zum sofortigen Absturz des Projektrechners führte. Sun Microsystems half mit gespendeten Rechnern aus.

Die Administration

Wenn Administrator Matt Lebofsky auf seine IT-Ausstattung blickt, sieht er 25 Maschinen mit rund 200 CPUs, 700 GByte RAM und 400 TByte Festplattenplatz, die im 24/7-Betrieb laufen. Die eingesetzten Webserver nutzen Apache oder Nginx, um Millionen von Aufrufen pro Tag zu meistern. Im Bereich Datenbanken findet sich ein Mix aus MySQL und Informix. Die MySQL-Datenbanken seien der Aktivposten mit Millionen von Datensätzen und Spitzenauslastungen von 30 000 Abfragen pro Sekunde.

Die Evolution

Während frühe Nutzer sich mit ihren 28 KBit/s große Hoffnung machten, einen Hinweis auf außerirdische Intelligenz zu finden, blieb die Entwicklung nicht stehen. Das manifestierte sich zum einen durch einen neuen Client, den Berkeley Open Infrastructure for Network Computing (Boinc, [2]).

Mit der unter GPL stehenden Plattform Boinc verfolgten die Forscher das Ziel, die Projektverwaltung von wissenschaftlichen Inhalten zu trennen. Der Boinc-Client wird damit universell und lässt sich für beliebige Forschungsprojekte auf Basis von verteiltem Rechnen einsetzen. Ein Nutzer kann damit seine Rechenleistung also gleich auf mehrere Projekte verteilt spenden.

Die ursprüngliche SETI@home-Software hatte damit im Jahr 2005 ausgedient, wurde von Boinc abgelöst und firmiert seither als SETI@home-Classic [3]. Das Boinc-basierte SETI@home hat den Zusatz Enhanced bekommen. Der Suche nach schmalbandigen Signalen steht seit dem Jahr 2008 ein als Astropuls bezeichneter Client zur Seite, der nach breitbandigen Signalen sucht.

Auf der Hardware-Seite spielt die von Nvidia entwickelte Cuda-Technologie [4] eine Rolle, die Programme auf dem Grafikprozessor abarbeitet. SETI@home mit einem Cuda-Client gibt es für Linux und Windows seit 2008.

Auch bei den Radioteleskopen gibt es Updates. Anfangs kam nur das in Puerto Rico befindliche Radioteleskop des Arecibo-Observatoriums zum Einsatz. Im Jahr 2011 montierten die Forscher einen Receiver an das Green-Bank-Teleskop (GBT) in West Virginia, und fortan liefert auch das mit 100 mal 110 Metern Durchmesser größte voll bewegliche Radioteleskop der Welt Daten.

Rechenpower

Nach einer Analyse der Suche nach Außerirdischen der Universität Berkeley aus dem Jahr 2011 [5] bildete der Verbund aus privaten Rechnern für SETI@home mit durchschnittlich 3,5 Petaflops einen veritablen Supercomputer ab, dem es damals noch für einen Spitzenplatz in der Rangliste der Superrechner gereicht hätte. Es gab über fünf Millionen Teilnehmer aus 226 Ländern. 50 Prozent davon außerhalb der USA. In den aktuellen Statistiken zu Boinc-Projekten wird SETI@home mit rund 1,7 Millionen Teilnehmern geführt, von denen jeweils rund 100 000 aktiv sind (Abbildung 2).

Abbildung 2: Das Projekt führt eine Rangliste der Nutzer und ihrer Verdienste in Form von Rechenleistung. Quelle: SETI@home

Zukunftspläne

Im Laufe der Jahre hat SETI@home seine Methoden immer wieder verfeinert. Ein allgegenwärtiges Problem ist die Verunreinigung der Signale durch Rauschen aller Art. Das bestimmt auch die Zukunft des Projekts. Das Erkennen und Filtern dieser Radio Frequency Interferences (RFI) durch schlauere Algorithmen ist eine Task, die angegangen werden soll. Die Verbesserung der physikalischen Bandbreite ist ein weiteres Ziel. Denn etwas ist unverändert geblieben: der Bedarf nach immer mehr Rechenleistung und Bandbreite bei der Suche nach den Spuren von Außerirdischen.