Folding@home: München unterstützt aktiv die Corona-Forschung

Für die Erforschung von Krankheiten – und aktuell speziell auch von Covid-19 – braucht es viel Computer-Rechenleistung. Weltweit werden im Rahmen des Projektes Folding@home freiwillig Kapazitäten zur Verfügung gestellt. Auch die IT der Landeshauptstadt München beteiligt sich an diesem Projekt. Wie das funktioniert und was dahinter steckt, berichtet unser Kollege Rolf Bauer im Gastbeitrag.

#ITforMuc – München hilft mit

Das Covid-Virus beschäftigt die Welt nun schon seit fast zwei Jahren. Der Alltag aller ist in allen Bereichen stark beeinträchtigt und es gibt wohl niemanden, der sich nicht freut, wenn die Welt in hoffentlich naher Zukunft wieder so funktioniert, wie es vor der Pandemie war.

Im öffentlichen Bereich müssen Impfzentren betrieben und das Quarantänemanagement geplant werden, um die Auswirkungen auf die Menschen so gering wie möglich zu halten und nicht den Überblick in der Pandemie zu verlieren. Doch nicht nur das Gesundheitsreferat unterstützt die Bemühungen um eine Eindämmung der Pandemie. Wie wir in unserer Serie #ITforMuc schon öfter berichtet haben – zum Beispiel auch im Zusammenhang mit der Web-App COVe – beteiligt sich daran auch die IT der Stadt München. Jetzt wird die Bekämpfung des Virus sogar aktiv unterstützt – dank des Projektes Folding@home.

Was steckt hinter dem Projekt Folding@home?

Bei der weltweiten Erforschung des Virus fallen unglaubliche Mengen an Strukturdaten an, die in Protein-Datenbanken gespeichert werden. Auf deren Grundlage werden Virusmutationen auf ihre Gefährlichkeit untersucht, Impfstoffe und Medikamente entwickelt. Diese Datenbanken sind so gewaltig, dass es für einen einzelnen Menschen nicht möglich ist, sinnvolle Muster oder Zusammenhänge zu erkennen. Deshalb werden diese Daten anhand von automatisierten Programmen (Algorithmen) auf benötige Informationen durchsucht.

Schon um das Jahr 2000 sah man jedoch, dass selbst Großcomputer mit dieser komplexen Aufgabe an ihre Grenzen stoßen. Wie die Webseite zeigt, verwendet das Projekt Folding@home daher einen anderen Ansatz. Anstatt wenige große Computer rechnen zu lassen, wird der “Datenberg” in viele kleine Stücke zerlegt und an viele Rechner weltweit verteilt. Dies gerade dann, wenn die Computer selber nicht voll ausgelastet sind. Dann wird deren ungenutzte Rechenkapazität verwendet. Diese führen dann ihre Aufgaben aus und übermitteln nur die Ergebnisse zurück an die Forschungszentren. Jedermann kann sich somit an der Forschungsarbeit beteiligen. Und genau hier engagiert sich auch IT@M – der IT-Dienstleister unserer Stadt.

Ungenutzte Ressourcen der städtischen Rechenzentren sinnvoll einsetzen

Wie wir schon berichtet haben, betreibt it@m für die Stadt München zwei Rechenzentren für die zentralen IT-Services. Dafür ist es unerlässlich, für Lastspitzen oder bei auftretenden Defekten Reservekapazitäten vorzuhalten. Bei einem Ausfall oder einer Lastspitze eines produktiven Servers können diese dann sofort dessen Aufgaben übernehmen. Im Idealfall, ohne dass es Auswirkungen auf die Anwenderinnen und Anwender hat. Man könnte diese Kapazitäten mit einem Reserverad eines Autos vergleichen. Diese liegen unbenutzt im Kofferraum und wartet auf einen Einsatz (der hoffentlich nicht zu häufig vorkommt). Im Fall eines Falles ist er dann aber umso wichtiger.

Wir nutzen einige dieser Reserven nun für die Berechnung von Proteinen zur Unterstützung der Forschung im Rahmen des Folding@home – Projekts. So unterstützen wir mithilfe der verteilten Rechentechnik die Suche nach Proteinen und erforschen deren Strukturen, um damit patentfreie Medikamente zu entwickeln. Momentan liegt der Fokus natürlich sehr stark auf der Erforschung des Covid-Virus.

Gemeinsam gegen die Pandemie dank Folding@home

Die gesamte Rechenleistung in diesem Projekt der einzelnen Rechner ist übrigens schon mächtiger als der aktuell stärkste Supercomputer. Auf Wikipedia steht dazu über Folding@home:

Folding@home erreichte am 13. April 2020 während der COVID-19-Pandemie eine kombinierte Rechenleistung, die schneller als die 500 schnellsten Supercomputer der Welt zusammengenommen war, und übertraf damit den zu diesem Zeitpunkt schnellsten Supercomputer um das 15-Fache.

Unser Rechenzentrum mit den Reserve-Kapazitäten trägt seinen Teil zu den beachtlichen Erfolgen des Projektes Folding@home bei. Insgesamt wurden 224 wissenschaftliche Publikationen (Stand Mai 2020) als direktes Ergebnis von Folding@home veröffentlicht. Das motiviert uns, das Projekt weiterhin zu unterstützen und mit unserem Beitrag aktiv zu helfen, Lösungen gegen die Pandemie zu entwickeln. Mein spezieller Dank für die Idee und Unterstützung beim Aufbau gilt meinen Kollegen Martin Oswald und Martin Ihme.

Wenn auch Sie im Projekt mitwirken möchten, benötigt es übrigens kein Rechenzentrum. Es genügt ein kleiner Home-Server oder ein einfacher PC, um mitrechnen zu können. Mehr erfahren Sie hier:

Bei Folding@home mitmachen!