Für Armbanduhren, Smartphones, Desktops und Server hat Microsoft inzwischen ein Betriebssystem im Programm. Doch nun greift der Software-Gigant nach dem Olymp: Künftig sollen auch die schnellsten Computer der Welt unter Windows laufen.
Der Softwarehersteller Microsoft plant, sein Betriebssystem Windows künftig auch für den Einsatz auf Supercomputern fit zu machen. Zur Entwicklung haben die Redmonder bereits ein "High Performance Computing"-Team zusammengestellt. Das neue Windows soll den Namen Windows Server HPC tragen.
Als Supercomputer werden Anlagen bezeichnet, die besonders leistungsintensive Aufgaben zu erfüllen haben. Meistens handelt es sich dabei um Simulationen komplexer Vorgänge wie Crashtests oder Anwendungen aus der Biotechnologie. Mit dem Begriff Supercomputer ist auch das Konzept der Parallelisierung untrennbar verbunden. Da die Leistungsfähigkeit einzelner Komponenten aus technischen und ökonomischen Gründen beschränkt ist, werden für einen Supercomputer zahlreiche Komponenten so zusammengeschaltet, dass insgesamt eine hohe Gesamtleistung erreicht werden kann.
Und genau darin liegt die große Schwierigkeit. Denn zwischen der theoretischen Maximal-Performance eines Supercomputers und der später tatsächlich genutzten Leistung liegen oftmals Welten. Die große Herausforderung liegt darin, Anwendungen so zu entwickeln, dass diese aus der massiv parallelisierten Umgebung einen Nutzen ziehen können.
In den letzten Jahren war im Supercomputing-Sektor ein grundlegender Wandel zu beobachten. War dieser Bereich die letzten Jahrzehnte noch die Domäne großer Markenhersteller wie IBM und Cray, die mit proprietären Hard- und Softwarelösungen speziell zugeschnittene Systeme entwickelt haben, spielen inzwischen Standard-Server mit x86-CPUs in Verbindung mit dem flexibel anpassbaren Open Source-Betriebssystem Linux eine zunehmende Rolle.
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Mit dem aus 2500 3,06-GHz-Xeon-Prozessoren von Intel zusammengesetzten "Tungsten", der für das amerikanische "National Center for Supercomputing Applications" entwickelt wurde, steht der erste x86-basierte Supercomputer bereits auf dem vierten Platz der 500 leistungsfähigsten Computer weltweit.
Dass Supercomputer ein lohnendes Geschäftsfeld sind, zeigen nicht zuletzt Zahlen vom Marktforschungsinstitut IDC: Im Jahr 2003 hatte dieser Markt ein Umsatzvolumen von 5,3 Milliarden Dollar. Microsofts derzeit leistungsfähigstes System ist der Windows Server 2003 Datacenter Edition. Die Software unterstützt bis zu 32 x86-Prozessoren oder 64 Itanium-CPUs. Clustering ist bis maximal acht Nodes möglich. Mit der Datacenter Edition lassen sich zwar sehr leistungsfähige Server realisieren, den Anforderungen im Supercomputing-Bereich genügt das OS jedoch bei Weitem nicht.
Will Microsoft im Supercomputing-Bereich eine ernstzunehmende Rolle spielen, kommt das Unternehmen an einem Gegner auf keinen Fall vorbei: Linux. Führt das Open Source-Betriebssystem im Desktop-Bereich einen schier aussichtslosen Kampf gegen die Windows-Übermacht, ist der Unix-Abkömmling im Supercomputing-Bereich eine feste Größe.
Dass Microsoft dies nicht auf die leichte Schulter nimmt, wird bereits in den Stellenanzeigen deutlich, mit denen das Unternehmen Mitarbeiter für sein neues Geschäftsfeld sucht. "Um gegen fest verwurzelte Linux- oder andere Open Source-Lösungen zu gewinnen, erfordert es Kreativität, Innovation, eine schnelle Umsetzung sowie gute Beziehungen zu Partnern aus der Forschung sowie Hard- und Softwareindustrie", ist in einer der Anzeigen zu lesen.
Um in diesen Bereich einzubrechen, müssen die Redmonder in die Offensive gehen. "Die Mehrzahl der Leute im Supercomputing-Segment ist eher in der Unix-Umgebung zuhause", so ein Beobachter. "Um diese Leute davon zu überzeugen, Geld und Zeit in einen Umstieg zu investieren, müsste Microsoft schon etwas bieten, das deutlich besser ist."
"Die Windows Server Group konzentriert sich darauf, den Angriff von Linux abzuwehren", so Directions on Microsoft-Analyst Rob Helm. "Sie haben zwischenzeitlich einige Gebiete ausgemacht, in denen Linux besonders populär ist."
Dass Linux gerade im Supercomputing-Bereich so erfolgreich ist, hängt Experten zufolge hauptsächlich mit der freien Verfügbarkeit der Quellcodes zusammen. In solch komplexen IT-Umgebungen spielt die Abstraktion bislang eine eher geringe Rolle. Gibt es ein Problem, kann direkt im Quellcode nach dem Fehler gesucht werden. Zudem ist Linux besser auf die Remote-Administration ausgelegt als Windows, dessen Wurzeln eher auf dem Desktop liegen. Obwohl Microsoft im Bereich Supercomputing ein Newcomer ist, hält das Unternehmen doch mehrere Trümpfe in der Hand. Im Kern geht es darum, das Know-how, das Administratoren, IT-Verantwortliche und Entwickler mit Windows in den letzten Jahren gesammelt haben, für den Eintritt in dieses Segment zu nutzen.
Bislang sind Supercomputer im Vergleich zur normalen IT-Infrastruktur eher eine Insellösung. Mit seinem Windows HPC könnte Microsoft künftig dafür sorgen, dass die Leistung dieser Rechner auf Windows-Desktops einfacher genutzt werden kann. Schon heute wird für komplexe Analysen beispielsweise in der Finanzbranche ein Maß an Rechenleistung benötigt, das Desktop-CPUs nicht liefern können. Microsoft könnte diese Leistung über .NET-Web Services von einem Supercomputer direkt Microsoft Excel zur Verfügung stellen.
Einmal mehr könnte sich auch Microsofts Visual Studio als Sprungbrett in einen neuen Markt erweisen. Zwar ist nicht davon auszugehen, dass durch das Setzen eines Options-Buttons plötzlich jede Anwendung Supercomputer-fähig wird, Vereinfachungen im Vergleich zu aktuell vorherrschenden Entwicklungsmethoden könnten das Pendel jedoch in Richtung Microsoft ausschlagen lassen.
Zudem verfügen die Redmonder bereits über ein Portfolio verschiedener Server-Anwendungen, von denen das Unternehmen Supercomputer-Varianten entwickeln könnte. Eine Hochleistungsvariante der Datenbank SQL Server könnte Microsoft völlig neue Anwendungsbereiche eröffnen. Die Pläne für ein Hochleistungs-Windows stehen Insidern zufolge erst am Anfang. Wann und in welcher Form konkrete Produkte auf den Markt kommen sollen ist derzeit noch unklar. Ein enger Partner des Unternehmens sagte, er erwarte bereits im Herbst ein erstes SDK.
Microsofts Stellenanzeigen nach zu urteilen will das Unternehmen auch das so genannte Message Passing Interface (MPI) unterstützen, das in Cluster-Systemen zum Austausch von Informationen genutzt wird. Zunächst wollen die Redmonder jedoch mit einer Version arbeiten, die für ein spezielles Betriebssystem und nur eine Hardware-Plattform entwickelt wurde.
Später soll dann auch Microsofts .Net-Umgebung MPI-fähig werden, das heißt, alle Programme wären dann auf verschiedenen Windows-Versionen und CPU-Plattformen, beispielsweise Xeon, Opteron und Itanium, lauffähig.
Einer von Microsofts engsten Partnern ist das Cornell Theory Center. CTO David Lika ist überzeugt, dass sich Microsoft auch in diesem Bereich behaupten kann. Er setzt darauf, dass der Konzern die in andere Windows-Betriebssysteme investierten Ressourcen auch für Windows HPC nutzen kann. Zudem seien Unternehmen im Umgang mit Windows wesentlich vertrauter als mit Linux.
Microsoft selbst betrachtet sein Engagement langfristig. Server-Boss Bob Muglia spricht davon, dass sich der Einsatz von Technologien von "möglich", über "sinnvoll" bis hin zu "nahtlos" entwickele. Supercomputing mit Windows sei im Moment im ersten Stadium, also prinzipiell möglich. Ziel sei es, den Einsatz sinnvoll zu machen. "Das wollen wir die nächsten Jahre angehen", so Muglia.