ALICE HLT 中基于 GPU 的快速 TPC 在线跟踪与异步数据处理以促进在线校准
仪器与探测器
2019-08-14 v1
摘要
ALICE（A Large Heavy Ion Experiment，大型重离子实验）是 CERN 大型强子对撞机（LHC）的四个主要实验之一，LHC 是当今全球最强大的粒子加速器。高层触发器（HLT）是一个约 200 个节点的在线计算集群，实时重建 ALICE 探测器测量的事件。HLT 使用定制的在线数据传输框架在计算节点间分配数据和工作负载。ALICE 采用了若干对校准敏感的子探测器，例如 TPC（Time Projection Chamber，时间投影室）。为了精确重建，HLT 必须执行在线校准。在线校准可使某些离线校准步骤变得不必要，从而加速离线分析。展望 2020 年启动的 ALICE Run III，在线校准成为必需。用于径迹重建的主要探测器是 TPC。在 TPC 中重建轨迹是事件重建中计算最密集的步骤。因此，快速跟踪实现至关重要。重建的 TPC 径迹构成校准的基础，使得快速在线跟踪成为强制要求。我们展示了为 ALICE 高层触发器开发的若干组件，用于执行快速事件重建并提供在线校准所需的功能。作为第一个主题，我们展示了我们的 TPC 跟踪器，其利用 GPU 加速处理，并基于元胞自动机（Cellular Automaton）和卡尔曼滤波（Kalman filter）。我们的 TPC 跟踪算法已成功用于 2011 和 2012 年的铅-铅和质子-铅运行。我们对其进行了改进以利用较新 GPU 的特性，并将其移植为使用单一公共源代码支持 OpenCL、CUDA 和 CPU。这使我们不依赖于供应商。作为第二个主题，我们展示了在线校准所需的框架扩展。……
引用
@article{arxiv.1712.09416,
title = {Fast TPC Online Tracking on GPUs and Asynchronous Data Processing in the ALICE HLT to facilitate Online Calibration},
author = {David Rohr and Sergey Gorbunov and Mikolaj Krzewicki and Timo Breitner and Matthias Kretz and Volker Lindenstruth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.09416},
year = {2019}
}
备注
8 pages, 6 figures, contribution to CHEP 2015 conference