Vor Kurzem habe ich Fermats letzter Satz (Simon Singh) zu Ende gelesen, ein Buch, das – wie Sie vielleicht überraschen wird – voller Dramatik, Intrigen, Mord und Mätressen steckt. Wirklich. Die Geschichte der Mathematik ist voll von Menschen, die trotz ihres außergewöhnlichen Verständnisses von Konzepten, die wir Normalsterblichen nicht wirklich begreifen, letztlich auch nur Menschen sind.
Aber darum geht es heute eigentlich nicht. Entscheidend ist vielmehr, dass Mathematiker über 350 Jahre lang versuchten, den sogenannten Großen Fermatschen Satz zu beweisen (oder zu widerlegen). Der brillante (Amateur-)Mathematiker stellte darin – eigentlich handelte es sich eher um eine Vermutung – fest, dass der Satz des Pythagoras zwar nahezu axiomatisch sei, aber nur für Quadrate gelte. Das heißt, für die folgende Gleichung gibt es keine Lösung: an + bn = cn, wenn „n“ eine andere Zahl als „2“ ist. Was die Mathematiker offenbar besonders umtrieb, war Fermats Anmerkung, er habe dafür einen wahrhaft wunderbaren Beweis gefunden, doch der Rand des Buches, in das er diese Notiz schrieb, sei zu schmal, um ihn zu fassen.
Und sie konnten den Beweis nirgends finden.
Also machten sich Mathematiker daran, die Behauptung zu beweisen oder zu widerlegen. Um es kurz zu machen: Irgendwann gelang es tatsächlich jemandem. Doch dafür musste er zwei völlig unterschiedliche mathematische Disziplinen miteinander verbinden – Disziplinen, die es noch gar nicht gab, als Fermat seine Behauptung aufstellte. Einige davon gehen auf Versuche zurück, Fermats letzten Satz und andere schwierige mathematische Probleme zu lösen. Eine der zur Lösung von Fermats letztem Satz herangezogenen Disziplinen befasste sich mit elliptischen Kurven. Falls Ihnen das bekannt vorkommt: Elliptische Kurven bilden die Grundlage für ECC (Elliptische-Kurven-Kryptografie), die heute zunehmend als Ersatz für ältere, anfälligere Verschlüsselungsverfahren bevorzugt wird.
Grundsätzlich besteht einer der Vorteile der Lösung eines Problems in einem mathematischen Teilgebiet darin, dass sie häufig Innovationen in anderen, verwandten, aber klar abgegrenzten mathematischen Teilgebieten anstößt.
Nun fragen Sie sich wahrscheinlich, warum dann im Titel von „Hardware“ die Rede ist. Hardware ist schließlich Hardware, oder? Ich meine, welche Innovation könnte Hardware schon anstoßen, die in unserer heutigen Welt relevant ist, in der Software alles vereinnahmt, um Apps bereitzustellen?
Software natürlich.
Es zeigt sich: Wenn man eigene Hardware entwickelt, um die Kapazität und Geschwindigkeit zu gewährleisten, die für die auf der Nord-Süd-Achse des Rechenzentrums bereitgestellten Dienste erforderlich sind, muss man auch die dazugehörige Software entwickeln. Denn Hardware allein stellt größtenteils nur Ressourcen bereit. Auch das ändert sich, aber das ist ein Thema für einen anderen Blogbeitrag. Im Wesentlichen sieht es so aus, dass Hardware Ressourcen bereitstellt. Software ist die Magie, die diese Ressourcen in nutzbare Angebote verwandelt, die letztlich von den Diensten verwendet werden, die rund um die Uhr und überall im Internet Anwendungen absichern und bereitstellen. Wenn also jemand die Einführung neuer Hardware in der Netzwerkwelt ankündigt, kündigt er damit zugleich auch neue Software an. Denn ohne die Software kann maßgeschneiderte Hardware nicht viel ausrichten.
Und genau hier überwindet die Innovation die Grenze zwischen Hardware und Software. Diese Software kann von ihrer ursprünglichen Hardware auf Standardhardware (COTS) migriert werden. Dabei handelt es sich um Universalserver, die so genannt werden, weil sie für nichts wirklich optimiert sind, da sie alles unterstützen müssen. Die Software jedoch, die zuvor auf speziell entwickelter Hardware ausgeführt wurde, ist optimiert, und auch die Kniffe und Tricks, die die Ingenieure im Laufe der Zeit erlernt und verfeinert haben, fließen in die Softwareversion ein.
Und viele davon sind tatsächlich vielseitiger einsetzbar, als man meinen könnte. Denn Chips von Herstellern wie Intel, die in speziell angefertigter Hardware zum Einsatz kommen, sind auch in Standardhardware zu finden. Die leistungs- oder kapazitätssteigernden Eigenschaften dieser Chips werden von der meisten Software jedoch kaum genutzt, weil sie schlicht nicht für diese Hardware entwickelt wurde. Bei einigen Systemen war das allerdings der Fall. Wird diese Software auf Standardhardware migriert, behält sie daher viele ihrer Leistungs- und Kapazitätsvorteile gegenüber anderer Software, die für denselben Zweck entwickelt wurde, aber die spezielle Hardware nicht nutzt.
Der Versuch, die mit Software verbundenen Leistungs- und Kapazitätsprobleme zu lösen, führte bereits in den 1990er-Jahren zum umfassenden Einsatz von Hardware im Netzwerk, einschließlich neuer interner Architekturen für die Übertragung von Daten innerhalb des Systems. Diese Kniffe und Techniken werden heute wieder in Software umgesetzt, um Leistung und Kapazität zu steigern. Wenn Entwickler mit der Entwicklung schneller, hochskalierbarer Software beauftragt werden, weil für die Hardware, für die sie entwickeln, keine Plattform existiert, finden sie neue Lösungswege. Sie stellen alte Annahmen infrage und entdecken bessere Möglichkeiten, Daten auf ihrem Weg durch das System zu verarbeiten, zu untersuchen und zu verändern. Sie entwickeln neue Algorithmen und bessere Datenstrukturen, die die Speicherverwaltung und die Protokollanalyse optimieren.
Auch wenn die meisten Menschen Hardware nicht mit Innovation in Verbindung bringen, ist es in Wirklichkeit ähnlich wie in der Mathematik: Die Lösung eines Problems in einer Disziplin führt zu Innovationen in anderen Disziplinen. Das erleben wir immer wieder, wenn wir die BIG-IP Software von unseren kundenspezifischen Hardwareplattformen auf Standardhardware übertragen, wie sie in privaten, lokalen und öffentlichen Cloud-Umgebungen eingesetzt wird. Diese Migration ist mit Aufwand verbunden, denn die Software muss an virtualisierte, containerisierte und cloudbasierte Formfaktoren angepasst werden. Die aus der neuen Hardware hervorgegangenen Innovationen bleiben jedoch erhalten und ermöglichen auch auf standardisierten Plattformen einen schnelleren, besser skalierbaren und effizienteren Betrieb.
Die Entwicklung neuer Hardware und die Anpassung von Software an deren neue Möglichkeiten führen letztlich zu Innovationen in der Software – unabhängig davon, ob diese auf maßgeschneiderter oder handelsüblicher Hardware läuft. Deshalb ist die Einführung neuer Hardware so spannend: Sie ist ein Vorbote für Innovationen.
Das ist das Innovationstheorem der Hardware. So wie der Beweis des Satzes von Fermat zu weiteren Innovationen in der Mathematik führt und diese Fortschritte bis in die Bereiche Kryptografie und Sicherheit ausstrahlen, wird auch die Bewältigung der Herausforderung, Software an neue, maßgeschneiderte Hardware anzupassen, weitere Innovationen in dieser Software hervorbringen, die noch über Jahre hinweg in lokalen Rechenzentren und Cloud-Rechenzentren nachwirken werden.
Über den Autor
Lori MacVittie ist Distinguished Engineer und Chief Evangelist im Office of the CTO von F5 und verfügt über umfassende Expertise in den Bereichen Anwendungsbereitstellung, Automatisierungsstrategie und Infrastruktur. Sie ist dafür bekannt, Komplexität verständlich zu machen – ob sie Leitplanken für KI-Agenten definiert, fragile Multicloud-Architekturen analysiert oder die Grenzen skalierbarer Systeme auslotet. Sie verfügt über mehr als dreißig Jahre Branchenerfahrung in der Anwendungsentwicklung, IT-Architektur sowie im Netzwerk- und Systembetrieb. Bevor sie zu F5 kam, war sie als mehrfach ausgezeichnete Technologie-Redakteurin tätig. MacVittie hat einen Masterabschluss in Informatik und ist eine produktive Autorin, deren Veröffentlichungen die Bereiche Sicherheit, Cloud und Unternehmensarchitektur abdecken. Außerdem spielt sie leidenschaftlich gern Brett- und Videospiele und vertritt mit voller Überzeugung klare Ansichten zum Thema Käse.
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