Das Flaggschiff der heutigen Teilchenphysik, der weltweit leistungsstärkste Beschleuniger LHC in Genf, erzeugt jährlich eine Datenmenge von etwa 25 Petabyte (25 Millionen Gigabyte). Das entspricht mehr als einer Million DVDs pro Jahr. Diese Datenflut wird von tausenden Wissenschaftlern auf der ganzen Welt analysiert – eine enorme Herausforderung an Datenspeicherung und Rechenleistung.

Um diese Herausforderung zu meistern, nutzen Informatiker das Konzept des Grid-Computing. Dabei sind weltweit verteilte Computer so zusammengeschlossen, dass sie wie ein gewaltiger Supercomputer verwendet werden können. Die Daten der Experimente werden nicht wie bisher an einem Ort gespeichert und verarbeitet, sondern auf mehrere Zentren verteilt, von dort aus an verschiedene Einrichtungen und schließlich an die beteiligten Wissenschaftler weitergeleitet. Auch DESY steuert große Rechen- und Speichersysteme zu diesem globalen Computernetz bei.

Tier-2-Zentrum bei DESY

Am Worldwide LHC Computing Grid (WLCG) sind über 170 Rechenzentren in knapp 40 Ländern beteiligt. Das Netzwerk besteht aus verschiedenen Ebenen, so genannten Tiers. Die vom LHC produzierten Rohdaten werden zunächst am CERN in Genf, dem Tier-0-Zentrum, auf Band gesichert. Nach einer ersten Bearbeitung werden diese Daten zur Speicherung und Rekonstruktion an mehrere internationale Tier-1-Zentren verteilt. Diese Zentren verfügen über eine ausreichende Speicherkapazität für große Datenmengen und sind rund um die Uhr über das Computernetz verbunden. Eines dieser Tier-1-Zentren ist das Grid Computing Centre Karlsruhe (GridKa) des Forschungszentrums Karlsruhe, das den mitteleuropäischen Hauptknoten des WLCG bildet.

Die Tier-1-Zentren stellen die Daten wiederum den nachgeordneten Tier-2-Einrichtungen zur Verfügung, die aus einem oder mehreren miteinander verbundenen Rechenzentren bestehen. Diese Tier-2-Ressourcen stellen die entscheidende Ebene für die wissenschaftliche Analyse der Daten über Grid-Werkzeuge dar. DESY betreibt standortübergreifend in Hamburg und Zeuthen ein solches Tier-2-Zentrum, das große Rechen- und Speichersysteme für die LHC-Experimente ATLAS, CMS und LHCb zur Verfügung stellt. Es ist eines der größten unter den WLCG-Zentren und wird über das Grid von Forschergruppen auf der ganzen Welt genutzt. Die Wissenschaftler selbst erhalten Zugang zum WLCG über lokale Rechenzentren an ihren Instituten (Tier-3) oder über ihren Computer am Arbeitsplatz (Tier-4). 

Auf diese Weise können Forscher aus aller Welt die gespeicherten Daten mit der geballten Rechenleistung des WLCG auswerten und analysieren.