Der Geek-Atlas (German Edition)

für Besucher geöffnet!
     Daher gibt es zwar keinen Einblick in die heutigen Fähigkeiten der NSA (schließlich ist deren Arbeit immer noch streng geheim),
     doch das Museum bietet viel faszinierenden Stoff für Spekulationen bezüglich deren Möglichkeiten.
    Praktische Informationen
    Details zum National Cryptologic Museum finden Sie auf der NSA-Website unter http://www.nsa.gov/about/cryptologic_heritage/museum/ . Das Museum ist von Montag bis Freitag und am ersten und dritten Samstag im Monat geöffnet. Sie erreichen das Museum telefonisch
     unter +1 301-688-5849.
    ----
    FROSTBURG: Die Connection Machine CM-5
    Die Supercomputer-Ausstellung umfasst auch einen Computer, der so aussieht, als stamme er aus einem Film. Der schwarze Monolith
     der Connection Machine CM-5 ist höher als ein Mensch und verfügt über eine vertikale Matrix ständig flackernder roter LEDs,
     die zur Überwachung des Betriebs der Maschine genutzt wurden.
    Die CM-5 gehört der NSA. Ihr Codename lautet FROSTBURG, in Anlehnung an eine Stadt in der Nähe des NSA-Hauptquartiers. Die
     CM-5 wurde zum nicht näher erläuterten mathematischen Knacken von Codes verwendet und verfügte über 512 parallel arbeitende
     Prozessoren mit einer Gesamtleistung von 65,5 Milliarden Operationen pro Sekunde. Sie besaß 500 GB RAM und lief unter einer
     Spezialversion des Unix-Betriebssystems mit dem Namen CMost. Die CM-5 wurde 1991 in der NSA installiert, zu einer Zeit also,
     als ein PC mit 4 MB RAM gemeinhin als »Highend« angesehen wurde.
    FROSTBURG war der erste von der NSA gekaufte massivparallele Computer. Ein massivparalleler Computer besteht im Wesentlichen
     aus einer großen Anzahl unabhängiger Computer, jeder mit eigener CPU und eigenem Speicher ausgestattet, sowie einer Einrichtung
     zur Kommunikation dieser Computer untereinander. Die einzelnen Computer, üblicherweise Knoten (engl. Nodes) genannt, kommunizieren
     über ein internes Netzwerk, indem sie Nachrichten austauschen. Der FROSTBURG-Computer besaß 512 dieser Knoten.
    Ein Standard-PC besitzt üblicherweise nur eine einzige CPU, die nur an einer einzigen Aufgabe arbeiten kann. Selbst bei Multitasking-Betriebssystemen
     wie Microsoft Windows oder Mac OS X arbeitet die CPU zu einem bestimmten Zeitpunkt nur an einer Aufgabe und das Betriebssystem
     schaltet ganz nach Bedarf zwischen den Programmen um. Im Gegensatz dazu kann ein massivparalleler Computer eine einzelne Aufgabe
     (etwa das Knacken eines Codes) in mehrere Teile zerlegen und diese Teile dann an verschiedene CPUs (oder Knoten) übergeben.
    Beim Codeknacken könnte so die verschlüsselte Nachricht auf die CPUs verteilt werden, so dass jede CPU nur einen kleinen Teil
     verarbeitet. Auch die vorhandenen Schlüssel könnten aufgeteilt werden, so dass die einzelne CPU nur für eine kleine Anzahl
     von Schlüsseln testen muss, ob sich damit die Nachricht entschlüsseln lässt. Da die einzelnen Knoten der massivparallelen
     Maschine unabhängig und parallel arbeiten, können Aufgaben hier sehr schnell erledigt werden, für die man auf einem normalen
     PC Monate oder gar Jahre benötigen würde.
    Bei der Konzeption solcher massivparallelen Rechner gibt es allerdings eine signifikante Herausforderung: Zwar arbeiten alle
     Knoten unabhängig voneinander, sie müssen aber miteinander kommunizieren, um Informationen auszutauschen. Jeder Knoten kann
     nur auf seinen eigenen Speicher, nicht aber auf die Speicher anderer Knoten zugreifen. Wenn ein Knoten Informationen von einem
     anderen Knoten benötigt, fordert er diese in einer Nachricht über das interne Netzwerk an und erhält im Gegenzug eine Antwort
     mit den entsprechenden Daten. Daher sind Aufbau und Geschwindigkeit des Kommunikationsnetzwerks von entscheidender Bedeutung
     für die Leistung des Computers.
    Die Alternative zu einem internen Netzwerk ist ein gemeinsamer Speicher für alle Knoten. Bei diesem Shared-Memory-Design müssen
     die Knoten nicht miteinander Kommunizieren, dafür aber den Zugriff auf den Speicher koordinieren. Dies führt zu Konflikten,
     wenn mehrere Knoten zur selben Zeit auf den Speicher zugreifen möchten. Die Anzahl von Konflikten steigt daher mit der Anzahl
     der Knoten. Üblicherweise können Shared-Memory-Maschinen nicht mehr als 32 Knoten verwalten.
    Bei der FROSTBURG CM-5 handelt es sich nicht um ein Shared-Memory-System: Die 512 Knoten sind über ein schnelles internes
     Netzwerk miteinander verbunden. Bei der einfachsten Form eines solchen Netzwerks