IT-Dienstleistungen müssen dringend Energie sparen, denn vermutlich bereits 2025 wird die Informations- und Kommunikationstechnik mehr CO2-Emissionen erzeugen als jeder Staat der Erde, abgesehen von China, Indien und den USA. Und diese Entwicklung steht erst noch am Anfang. Doch schon heute sind Cloud-Services allgegenwärtig. Sie umfassen alle Dienstleistungen, die über das Internet zur Verfügung gestellt werden – egal, ob Nutzer:innen E-Mails versenden, Bestellungen aufgegeben, Dateien austauschen oder Onlineprogramme nutzen. Cloud-Services sind gegenüber dem Betrieb eines eigenen Rechenzentrums kostengünstig, effizient und flexibel skalierbar.

Microservices sorgen für Stabilität

Die jeweiligen Cloud-Anwendungen setzen sich modular aus wiederverwendbaren Bausteinen zusammen, den sogenannten Microservices. So umfasst die Webseite eines Reiseportal normalerweise verschiedene Funktionen wie die Buchung von Flügen, Hotels, Mietwagen und Versicherungen sowie Benutzer:innenauthentifizierung und Bezahlsysteme. Diese Funktionen können über Microservices unabhängig voneinander flexibel ausgestaltet, skaliert und verbessert werden. Die Microservices arbeiten aber trotzdem nahtlos zusammen. Das verleiht der Gesamtanwendung ein erhebliches Maß an Resilienz.

Doch auch die Microservices benötigen eine Art Betriebssystem, ganz so, wie zum Beispiel die Microsoft-Anwendung Word auf dem Betriebssystem Windows läuft. Bei Cloud-Anwendungen kommt im Normalfall das Betriebssystem Linux zum Einsatz. Solche traditionellen, multifunktionalen Betriebssysteme sind darauf ausgelegt, alle Funktionen bereitzustellen, um eine große Bandbreite von Anwendungen zu unterstützen. Der Nachteil: Sie sind nicht gerade schlank und nicht in allen Situationen schnell genug. Ganz so wie ein Handwerker, der zu jeder Reparatur alle
Werkzeuge in einem großen Koffer mit sich schleppt.

Unikernels sind schnell und effizient

Unikernels folgen demgegenüber einem anderen Ansatz: Bei Unikernels wählen die Entwickler aus einem modularen Betriebssystem nur jene Funktionskomponenten aus, die ihre Anwendung (zum Beispiel eine Komponente des Reiseportals) unbedingt benötigt und erzeugen ein stark auf diese Anwendung spezialisiertes, ausführbares Image. Ein solches Image kann ohne ein übergeordnetes Betriebssystem direkt auf der Hardware oder direkt auf einer Cloud-Infrastruktur usgeführt werden. Das macht Unikernels so schnell, effizient und flexibel. Doch ihre Herstellung kostet normalerweise viel Zeit und erfordert fundierte Expertise. Hier setzt Unikraft an.

Unikraft stellt ein Development Kit zur Verfügung, mit dem passgenaue Unikernels von nur wenigen Kilobyte einfach und rasch konfiguriert, erzeugt und bereitgestellt werden können. Die meisten Cloud-Anwendungen, die auf Linux laufen, funktionieren auch problemlos mit Unikraft. Der Vorteil dieser Lösung ist zum einen die Geschwindigkeit, mit der die Workloads ausgeführt werden: Unikraft ist bis zu 182 Prozent schneller als vergleichbare Lösungen. Zum anderen benötigt ein Unikraft-Unikernel weitaus weniger Arbeitsspeicher als herkömmliche Betriebssysteme. Der Stromverbrauch sinkt so um bis zu 70 Prozent. Das spart gerade in Zeiten hoher Energiepreise bares Geld und ist vor allem für Geschäftskund:innen interessant.

Denn Cloud-Services sind heute ein Milliardenmarkt. So ist etwa AWS, die Cloud-Sparte von Amazon, eines der profitabelsten Standbeine des Konzerns. Umgekehrt stellen die Aufwendungen für Rechenzentren und Cloud-Kapazitäten mittlerweile bedeutende Posten in den Bilanzen großer Unternehmen dar. Bei hohen Auslastungen können diese Unternehmen besonders stark von der Unikraft-Lösung profitieren und bis zu 50 Prozent der entsprechenden Kosten einsparen. Und gut fürs Klima ist es auch.

Hinter Unikraft steht ein internationales Team, das sich um Felipe Huici, Simon Kuenzer und Alexander Jung gruppiert. Die Wurzeln des Unternehmens liegen in der forschungsnahen Open-Source-Szene. Open Source bezeichnet Software, deren Quelltext öffentlich eingesehen, geändert und genutzt werden kann. Die Gründer trafen sich im Heidelberger Forschungslabor der japanischen NEC Corporation, wo sie sich zunächst mit Hochleistungscomputernetzwerken beschäftigten und sich dann der Virtualisierung von hochleistungsfähigen Netzwerkfunktionen – wie zum Beispiel Firewalls – zuwandten. Ihr Ziel war es, Funktionen, die im kommerziellen Bereich vorwiegend in Form physischer Hardware im Einsatz waren, als virtualisierte Softwarelösung mit derselben Performanz bereitzustellen. Deep Tech in Reinform.

Über die Programmierung spezialisierter Images kam das Team im Gespräch mit Unternehmensvertretern auf die Idee, einen Image-basierten, leistungsfähigen Unikernel zu schaffen, der mit Linux kompatibel ist. „Also haben wir vor etwa fünf Jahren im Rahmen der Linux Foundation das Open-Source-Projekt Unikraft ins Leben gerufen“, erinnert sich CEO Felipe Huici. Der Rest ist bereits schon fast Geschichte: Nach der Ausgründung vor knapp einem Jahr ging das Team auf Investor:innensuche.

Schwierige Anfänge im Deep-Tech-Bereich

Die war am Anfang mühsam. „Wir waren ein Deep-Tech-Unternehmen, das im Cloud-Bereich tätig war und sich dazu noch in der Pre-Seed-Phase befand“, ordnet Felipe Huici ein. Das machte die Sache nicht einfacher. Doch dann kam ein Vorteil der Open-Source-Szene zum Tragen, wie der CEO berichtet: „Wenn man bei einem solchen Projekt kontinuierlich hohes Engagement zeigt, erregt man früher oder später die Aufmerksamkeit von Investor:innen, die aufgrund ihrer Spezialisierung sowohl den Open-Source-Ansatz als auch die jeweiligen Lösungen genau verstehen und die entsprechenden Potenziale erkennen.“

Open Source als entscheidender Vorteil

Open-Source-Vorhaben bieten nämlich bedeutende Vorteile. So bildet sich um ein Projekt oft eine hochengagierte Community. Im Falle von Unikraft hilft diese Community, das Produkt um wichtige Funktionen zu ergänzen. Hinzu tritt die Fachkräftefrage: Viele Unternehmen finden in der Community ihre Entwickler:innen und Software-Ingenieur:innen. Und schließlich gibt es intensiven fachlichen Austausch und Publicity auf den großen Open-Source-Konferenzen – wie etwa der FOSDEM in Brüssel – noch oben drauf. Diese Vorteile trugen dazu bei, dass Open-Source in den letzten Jahren boomte: „Früher war Red Hat eines der wenigen bekannten Open-Source-Unternehmen, das erfolgreich war. Mittlerweile gibt es Tausende“, legt Felipe Huici dar. Unikraft ist nach dem Abschluss der Seed-Runde auf dem besten Wege, sich in diese Reihe einzuordnen.

Und auch die Unternehmenskultur von Unikraft zeichnet sich durch Offenheit und Vernetzung aus. Das Unternehmen verfügt über keine festen Räumlichkeiten, das Team arbeiten über ganz Europa verteilt zusammen. In regelmäßigen Abständen finden aber – etwa auf Konferenzen – Treffen statt. „Da wir aus der Forschung kommen, sind wir es gewohnt, remote zusammenzuarbeiten. Keiner unserer Mitarbeiter wollte ein Büro“, erklärt Huici. Der Verzicht auf Räumlichkeiten sei auch ein wichtiger Faktor bei der Suche nach hochqualifizierten Fachkräften. Die eingesparten Mietkosten könnten nämlich der Bezahlung zugutekommen. Nicht die schlechteste Investition für ein Start-up.

von Dr. Stefan Burkhardt