ALICE GPU TPC跟踪及GPU框架的改进——用于Run 3 Pb-Pb数据的在线与离线处理

ALICE是CERN处于LHC的专用重离子实验，以最高可达50 kHz的速率记录lead-lead碰撞，进行LHC Run 3。为应对此类碰撞和数据速率，ALICE使用新的GEM TPC实现连续读出，并部署GPU基础的在线计算农场进行数据压缩。运营此类规模的首个GEM TPC时，由于高碰撞率导致的大规模空间电荷畸变，对轨迹重建算法产生诸多影响——既有预期的，也有意外的。凭借真实的Pb-Pb数据，TPC跟踪算法需要特别改进，尤其是在内侧TPC区域的聚类附着方面。为了在LHC无束流时高效利用在线计算农场进行离线处理，ALICE目前正在GPU上运行TPC跟踪以进行离线处理。未来，ALICE计划在GPU上运行更多计算步骤，并利用除在线计算农场之外的其他GPU资源。上述因素以及更好的性能优化可能性，导致了GPU框架和GPU跟踪代码的多项改进，特别是利用运行时编译（RTC）。本报告将概述ALICE跟踪代码的改进，主要基于经由高TPC占用率重建真实Pb-Pb数据的经验。此外，将提供在GPU上进行的在线与离线处理状态概述，以及RTC如何改进ALICE跟踪代码和GPU支持的概述。