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'''Volunteer-Computing''' (zu deutsch: ''Ehrenamtliches/freiwilliges Rechnen'') beschreibt eine Technik der [[Softwaretechnik|Anwendungsprogrammierung]], bei der einzelne Computernutzer [[Computer|Rechnerkapazitäten]] wie [[Laufzeit (Informatik)|Rechenzeit]] und [[Speicherkapazität|Speicherplatz]] auf freiwilliger Basis einem bestimmten [[Projekt]] zur Verfügung stellen, um unter Anwendung des [[Verteiltes System|verteilten Rechnens]] ein gemeinsames Ergebnis zu berechnen.<ref>{{Internetquelle |url=https://lhcathome.web.cern.ch/about/volunteer-computing |titel=What is volunteer computing? |werk=lhcathome.web.cern.ch |sprache=en |abruf=2023-02-07}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Christian Benjamin Ries |Titel=BOINC: Hochleistungsrechnen mit Berkeley Open Infrastructure for Network Computing |Verlag=[[Springer Science+Business Media|Springer]] |Datum=2012 |ISBN=978-3-642-23383-8 |Seiten=17 |Kommentar=Erwähnung des Begriffs „Volunteer-Computing“ in einer deutschsprachigen Literatur |Sprache=de}}</ref>

== Idee ==
Hintergrund ist die Überlegung, dass einerseits die für umfangreiche Berechnungen benötigten [[Supercomputer]] kostenintensiv sind, und dass andererseits die [[Hauptprozessor]]en vieler Rechner ([[Personal Computer|PC]] oder Smartphone) zeitweise nicht ausgelastet sind, da der Anwender meistens nur mit wenigen [[Computerprogramm|Programmen]] arbeitet, welche nur einen Teil der gesamten [[CPU]]-Leistung beanspruchen. Diese ungenutzten Ressourcen möchte man beim verteilten Rechnen nutzbar machen. Hierzu wird eine entsprechende Client-Software auf dem betroffenen Rechner installiert, die diese Aufgaben meistens weitgehend im Hintergrund übernimmt. Durch Einführung von Technologien wie [[Cool’n’Quiet]], [[PowerNow!]] und [[Intel-SpeedStep-Technologie|SpeedStep]] verbrauchen jedoch aktuelle CPUs und GPUs bei geringerer Last deutlich weniger Strom als unter Volllast, sodass Volunteer-Computing-Teilnehmer auch indirekt Strom zur Verfügung stellen und ggf. mehr Lärm durch Lüfter ausgesetzt sind.

== Prinzip ==
Volunteer-Computing muss organisiert werden. Dazu wird eine Software zur Verfügung gestellt, die auf den [[Client]]s zur Lösung der speziellen Aufgabe laufen muss. Weiterhin müssen die Aufgaben, die abgearbeitet sind, gerade bearbeitet werden, oder noch verteilt werden müssen, verwaltet werden. Diese Aufgaben übernimmt der Betreiber des [[Forschungsprojekt]]s, in der Regel also ein Universitätsinstitut.

Will man sich nun an der Problemlösung beteiligen, das heißt die ungenutzte Rechenleistung eines Computers zur Verfügung stellen, lädt man zunächst die Clientsoftware auf den Computer, installiert diese und testet die Installation mittels vorgegebener Testdaten. Danach meldet man sich an der Webseite eines Projektes seiner Wahl an und lässt sich Daten zuteilen, die bearbeitet werden sollen. Nach Berechnung des Datenpaketes, die einige Stunden bis mehrere Wochen Rechenzeit in Anspruch nehmen kann, wird das Ergebnis an die Webseite zurückgemeldet, und man kann sich neue Daten geben lassen. Diese Aufgaben führt die Software automatisch aus, sodass sich auch Laien an den Projekten beteiligen können.

== Einsatzgebiete ==
Volunteer-Computing wird in vielen Bereichen der Forschung eingesetzt, vor allem bei sehr rechenintensiven Anwendungen (z. B. [[Docking (Chemie)|Docking]]-Simulationen für das Design künftiger Medikamente, die Berechnung von [[Proteinfaltung]]s<nowiki />vorgängen, die Suche nach [[Primzahl]]en oder die Widerlegung von mathematischen Vermutungen), für deren Bearbeitung die Leistung von herkömmlichen Supercomputern nicht ausreicht, oder für die nur ungenügende finanzielle Mittel zur Verfügung stehen. Volunteer-Computing-Projekte finden sich demnach sehr häufig bei von [[Universität]]en, Stiftungen oder kleinen, bzw. mittelständischen Firmen durchgeführten Projekten.

== Konkrete Projekte ==
[[Datei:BOINC Manager Screenshot.jpg|mini|Screenshot des BOINC Managers beim Abarbeiten von Tasks des SETI@home Projekts]]
Eines der ersten Projekte, welches die Technik des Volunteer-Computing nutzte, war das [[SETI@home]]-Projekt (inzwischen beendet) der [[University of California, Berkeley]], das somit die Rechenkraft eines teuren [[Supercomputer]]s erzielte.

Viele Projekte folgten, so zum Beispiel
* biophysikalische Projekte wie [[Folding@home]], [[Rosetta@home]] und [[POEM@home]] zur Simulation der [[Proteinfaltung]]
* Projekte auf der Suche nach [[Gravitationswelle]]n ([[Einstein@home]])
* [[Find-a-Drug]] zur Behandlung diverser Krankheiten (inzwischen beendet)
* Modellierung der Klimaentwicklung im 21. Jahrhundert mit [[ClimatePrediction.net]]
* Projekte, die sich der Lösung von mathematischen Problemen verschrieben haben ([[Great Internet Mersenne Prime Search|GIMPS]] für [[Mersenne-Primzahl]]en, GFPS für [[Fermat-Zahl|Fermatsche Primzahlen]])

Heute gibt es fast in allen naturwissenschaftlichen Bereichen verteilte Rechenprojekte, sogar die Industrie bedient sich bereits der Technik.

Eine neue Stufe der Verbreitung erreichte das Projekt [[Folding@home]], das bis 2012<ref>{{Internetquelle |autor=Peter Steinlechner |url=https://www.golem.de/news/playstation-3-firmware-4-30-beendet-folding-home-1210-95218.amp.html |titel=PLAYSTATION 3:Firmware 4.30 beendet Folding@home |werk=Golem |datum=2012-12-22 |sprache=en |abruf=2020-03-18}}</ref> die Fähigkeiten der Spielekonsole [[PlayStation 3]] sowie von [[ATI Technologies|ATI]]-, AMD- und [[Nvidia]]-Grafikprozessoren ([[Grafikprozessor|GPU]]) nutzt und so eine Leistung von bis zu 4 Billiarden Rechenoperationen pro Sekunde (4 [[Floating Point Operations Per Second|Petaflops]]) erreicht. Mit bis zu 700.000 angemeldeten PS3-Teilnehmern und regelmäßig etwa 50.000 aktiven Konsolen steht dieses Projekt als leistungsstärkstes verteiltes Rechnernetzwerk aller Zeiten im [[Guinness-Buch der Rekorde]].<ref>[http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/7074547.stm Meldung auf der BBC-Website] (englisch)</ref><ref>{{Webarchiv |url=http://fah-web.stanford.edu/cgi-bin/main.py?qtype=osstats |wayback=20130513144102 |text=Folding@home-Statistikseite}}</ref>

Nachdem im März 2020 eines der ersten und größten öffentlichen, [[Verteiltes System|verteilten]] Volunteer-Projekte SETI@home sein Ende am 31. März 2020 bekanntgab<ref name="cbc-seti">{{cite news |url=https://www.cbc.ca/radio/asithappens/as-it-happens-the-friday-edition-1.5488470/astronomers-no-longer-need-your-personal-computers-to-search-for-alien-life-1.5491594 |title=Astronomers no longer need your personal computers to search for alien life |access-date=2020-04-06 |language=en}}</ref><ref>{{cite news |first1=John |last1=Timmer |url=https://arstechnica.com/science/2020/03/the-grandfather-of-distributed-computing-projects-setihome-shuts-down/ |title=The grandfather of distributed computing projects, SETI@home, shuts down |language=en-us |work=Ars Technica |date=2020-03-05 |access-date=2020-04-06}}</ref><ref>{{cite web |url=https://setiathome.berkeley.edu/forum_thread.php?id=85412 |title=Final data is in the splitter queue. |website=setiathome.berkeley.edu |access-date=2020-04-06 |language=en}}</ref> und aufgrund eines erhöhten Interesses durch die [[COVID-19-Pandemie]], wird das verteilte System Folding@home das erste [[Supercomputer|Computing-System, das ein exaFLOPS erreicht]].<ref>{{cite news |url=https://www.extremetech.com/computing/308332-foldinghome-crushes-exascale-barrier-now-faster-than-dozens-of-supercomputers |title=Folding@Home Crushes Exascale Barrier, Now Faster Than Dozens of Supercomputers - ExtremeTech |work=extremetech.com |access-date=2020-05-13 |language=en}}</ref><ref>{{cite news |url=https://venturebeat.com/2020/03/30/foldinghome-crowdsourced-computing-project-passes-1-million-downloads-amid-coronavirus-research/ |title=Folding@home crowdsourced computing project passes 1 million downloads amid coronavirus research |work=VentureBeat |date=2020-03-31 |access-date=2020-05-13 |language=en}}</ref><ref>{{cite news |url=https://arstechnica.com/science/2020/04/how-the-pandemic-revived-a-distributed-computing-project-and-made-history/ |title=The coronavirus pandemic turned Folding@Home into an exaFLOP supercomputer |language=en-us |work=Ars Technica |date=2020-04-14 |access-date=2020-05-13}}</ref> Das System simulierte Proteinfaltung für Forschungen zu COVID-19 und erreichte am 13. April 2020 eine Geschwindigkeit von ca. 2,43 x86-exaFLOPS – einige Male schneller als der vorherige Rekordhalter, Supercomputer [[Summit (Supercomputer)|Summit]].<ref>{{cite news |first1=Liam |last1=Tung |url=https://www.zdnet.com/article/cern-throws-10000-cpu-cores-at-foldinghome-coronavirus-simulation-project/ |title=CERN throws 10,000 CPU cores at Folding@home coronavirus simulation project |language=en |work=ZDNet |access-date=2020-05-13}}</ref>

== Siehe auch ==
* [[Liste der Projekte verteilten Rechnens]]
* [[Cloud-Computing]]
* [[Grid-Computing]]
* [[Distributed Proofreaders]]
* [[Berkeley Open Infrastructure for Network Computing]] (BOINC)
* [[Rechenkraft.net]]
* [[World Community Grid]]

== Weblinks ==
{{Commonscat|Distributed computing|Verteiltes Rechnen}}
* [http://www.rechenkraft.net/ Wiki und Übersicht über aktive, beendete und geplante Projekte] (wird von unterschiedlichen Teams betreut)
* [http://www.science-at-home.de/projekte.php Eine weitere deutschsprachige Übersicht]
* [http://distributedcomputing.info/ Übersicht über viele kleine und große Projekte] (englisch)

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Verteiltes Rechnen| ]]

Volunteer-Computing - Versionsgeschichte

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