Aufbau des digitalen Europäischen Forschungsraums von Grund auf

Heutzutage wird wissenschaftliche Forschung nicht mehr innerhalb der Landesgrenzen betrieben – die riesigen Mengen an wissenschaftlichen Daten aus Rechnersimulationen und Instrumenten aus internationalen Anlagen bedeuten, dass Wissenschaftler zunehmend abhängiger von grenzübergreifenden verteilten Rechen- und Speicherressourcen für die großmaßstäbliche Datenanalyse werden.

Das Projekt EGI-INSPIRE beabsichtigte, eine nachhaltige Europäische Grid-Infrastruktur (EGI) zu schaffen, indem Nationale Grid-Initiativen (NGI) und andere Einrichtungen aus der ganzen EU zusammengeführt werden. Es handelte sich um einen gemeinsame Anstrengung von mehr als 50 Institutionen. Der Impuls für EGI-INSPIRE waren ursprünglich die schweren Rechenanforderungen von Big Data-Nutzern am CERN, der Europäischen Organisation für Kernforschung, an der Physiker das Paradigma des weltweit verteilten Rechnens aufnahmen, um ihre Probleme mit Big Data zu lösen. Sie nutzten EGI, um die Daten ihres Großen Hadronen-Speicherrings (Large Hadron Collider) zu analysieren, die zur Entdeckung des schwer fassbaren Higgs Bosons führten.

„Kurz nach unserem ersten Erfolg wurde uns klar, dass unser Modell repliziert werden könnte, um jeder europaweiten Forschungsgemeinschaft zu dienen, die mit dem Problem des skalierbaren Zugangs zu großen Datensätzen konfrontiert ist – von großen Forschungsinfrastrukturen bis hin zum großen Rest der Wissenschaft“, sagt Tiziana Ferrari, technische Leiterin von EGI.eu.

Die größte verteilte Rechnerinfrastruktur der Welt

Das Modell wurde so oft repliziert, dass EGI nun, im Sinne der geografischen Abdeckung, die größte verteilte Rechnerinfrastruktur auf der Welt ist. Über EGI-INSPIRE bietet EGI den Benutzern eine Hochdurchsatzanalyse verteilter Daten durch die vereinigte Rechen-, Speicher- und Datamanagementkapazität von 350 angeschlossenen Datenzentren und 21 Anbietern von Clouddienstleistungen weltweit.

Der Schlüssel zum Erfolg ist der Verbund: sicherer Zugang zu Daten, Hochdurchsatzanalyse, Cloud-Computing, Cloudspeicherung und eine Bibliothek mit Tools, wissenschaftlichen Anwendungen und Software über einen einzigen Satz Benutzerinformationen. EGI-INSPIRE spielte eine grundlegende Rolle, um das zu realisieren. Bei EGI können Forschungsgemeinschaften ihre eigenen Daten- und Rechnerinfrastrukturen miteinander verbinden, diese hochskalieren, um die bestehende Kapazität zu erhöhen oder einfach nur eine Bewilligung aus einem zentral verwalteten Pool erhalten.

Nicht nur Hard- und Software

Ein großer Teil der von EGI geleisteten Arbeit betrifft das Servicemanagement, d. h. die Harmonisierung von betrieblichen Richtlinien und Vorgehensweisen unter den Mitgliedern des Verbunds. Hier stellt die Vielfalt innerhalb von Europa sowohl eine Herausforderung wie auch einen Vorteil dar. Sich auf ein Minimum an Standardrichtlinien und Verfahren zu einigen, ist nicht einfach, doch sobald das innerhalb der EU erreicht wurde, kann der Verbund auch leicht auf Länder außerhalb der EU ausgedehnt werden. Daher besteht der Verbund heute aus E-Infrastrukturen aus 57 Ländern aus fast allen Ecken der Welt.

Auswirkungen

EGI ist sehr schnell gewachsen und verbindet jetzt 650 000 CPU-Kerne und 300 Petabytes an Speicherplattenkapazität sowie bedient 38 000 Benutzer mit 1,5 Millionen Rechenaufträgen pro Tag. Es ist also über seine Anfänge hinausgewachsen und bietet Wissenschaftlern und Forschern aus den Bereichen Naturwissenschaften, Ingenieurwissenschaften, Medizin, Gesundheit, Landwirtschaft und den Geisteswissenschaften seine Dienstleistungen an. So wurde die Veröffentlichung von mehr als 2 000 begutachteten wissenschaftlichen Aufsätzen ermöglicht.

EGI-INSPIRE lief vom 1. Mai 2010 bis zum 31. Dezember 2014 und wurde mit 25 Mio. EUR aus EU-Mitteln gefördert. Die unter EGI-INSPIRE entwickelte Arbeit wird im EGI-ENGAGE-Projekt fortgesetzt und weiterentwickelt werden.

„Wir haben beobachtet, dass knapp 25 % der Rechenkapazität, auf die Wissenschaftler und Forscher zugreifen, außerhalb ihres eigenen Landes liegt“, sagt Ferrari. „Für uns bedeutet das, dass es einen großen Spielraum für internationale Zusammenarbeit gibt.“