Pi mit 62'000 Milliarden Stellen hinter dem Komma braucht niemand. Wer etwa den Erdumfang auf einen Zentimeter genau berechnen will, dem reichen 10 Stellen. Warum dann dieser Aufwand?
Ein Fitness-Test für das neue System
«Der Pi-Rekord ist ein Test für unsere Hardware und unsere Fähigkeiten», erzählt Heiko Rölke, Professor für Datenwissenschaft an der Fachhochschule Graubünden und Projektleiter am Zentrum für Daten-Analyse, Visualisierung und Simulation (DAViS). Das neu geschaffene Zentrum arbeitet eng mit dem Schweizer Institut für Allergie- und Asthmaforschung zusammen. Es geht dabei um die Frage, ob es für Allergien genetische Voraussetzungen gibt und ob sich voraussagen lässt, ob jemand später stark an allergischen Reaktionen leiden wird.
Für die DNA-Vergleiche, die bei diesen Forschungsarbeiten notwendig sind, fallen grosse Datenmengen an. Weil sie beim Speichern schnell an Grenzen stiessen, mussten die Informatiker am DAViS neue Hardware anschaffen. «Um das Gerät optimal einzurichten, haben wir eine Aufgabe gesucht, bei der grosse Datenmengen bewegt werden», erklärt Heiko Rölke. Genau das ist bei der Berechnung von Pi der Fall. «Mit dem neuen Pi-Weltrekord wollten wir nicht nur testen, sondern auch zeigen, dass wir in der Lage sind, international mitzuhalten und dass wir unser Geschäft beherrschen.»
Daten, Daten und kein Ende
Das ist der Fachhochschule Graubünden gelungen. 108 Tage lange rechnete der Computer in Chur und produzierte dabei zuverlässig Unmengen an Daten in grosser Geschwindigkeit. Allein um das Endresultat Pi festzuhalten, braucht es einen 63 Terabyte grossen Datenspeicher. Das entspricht etwa dem Speichervermögen von 122 gut ausgerüsteten Notebooks.
Weitere 311 Terabyte waren notwendig, um während der Berechnungen die Zwischenresultate abzulegen. Weil moderne, schnelle SSDs zu teuer sind und der Belastung kaum standhalten würden, hat man auf 34 handelsübliche Festplatten mit einer Kapazität von je 16 Terabyte gesetzt. Um dennoch die notwendige Geschwindigkeit zu erreichen, hätten sie mit verschiedenen Filesystemen experimentiert, erzählt Thomas Keller, Systemadministrator und Projektleiter am DAViS.
Geschwindigkeit ist nicht alles. Da man bei einem Ausfall mit der Rechnerei nochmals ganz von vorne beginnen müsste, muss der Speicher auch zuverlässig arbeiten. «Wir haben gemerkt, dass unser Backup-System mangelhaft ist», so Thomas Keller. Die verbesserte Sicherung kam dann aber nie zum Einsatz, weil alle Festplatten fehlerfrei arbeiteten. Das sei erstaunlich, denn bei der Anzahl an Festplatten sei die Wahrscheinlichkeit gross, dass ein Defekt eintritt.
Überraschend ist auch, wie klein der Hochleistungsrechner für den Weltrekord ist (ca. 40 cm x 20 cm x 70 cm) und wie wenig Strom das Gerät verbraucht: Die Recheneinheit benötigt eine Leistung von 300 Watt, dazu kommen nochmals rund 400 Watt für den Datenspeicher. Einzig das Kühlsystem schlägt je nach Umständen mit bis zu 1000 Watt zu Buche. Selbst bei voller Last braucht das System immer noch weniger Strom als ein Haarföhn. Das seien aber bloss Schätzungen, meint Thomas Keller: «Daumen mal Pi gerechnet.» Er lacht dabei: «Die Unbekannte ist der Daumen!»
