LOFAR波束形成器：实现与性能分析
分布式、并行与集群计算
2011-05-04 v1 天体物理仪器与方法
摘要
传统射电望远镜使用大型钢制碟形天线观测射电源。LOFAR射电望远镜则不同，它采用成千上万个固定的、不可移动的天线，这种新颖设计有望带来天文学上的突破性研究。这些天线进行全向观测，通过结合所有天线数据的信号处理技术来观测天空源。LOFAR的另一个新特点是广泛使用软件进行实时信号处理，而传统望远镜则使用定制硬件。软件的使用使得仪器本质上更加灵活。然而，巨大的数据率（198 Gb/s的输入数据）和处理需求迫使我们使用超级计算机：我们采用了一台IBM Blue Gene/P。本文介绍了一组新的处理流水线，统称为波束形成流水线，它们极大地增强了望远镜的功能。我们的第一条流水线只能对数据进行相关处理以创建天空图像，而新的流水线则能够发现未知脉冲星、观测已知脉冲星，以及（在未来）观测宇宙射线和研究瞬变事件。与传统望远镜不同，我们可以同时观测数百个方向。例如，这对于在天空中搜索新的脉冲星非常有用。软件的使用使我们能够快速添加新功能，并适应新的见解，从而充分利用我们独特仪器的新颖特性和强大能力。我们还描述了为以极高效率使用Blue Gene/P所做的优化，从而最大化整个望远镜的效能。一项全面的性能研究确定了我们系统的极限。
引用
@article{arxiv.1105.0661,
title = {The LOFAR Beam Former: Implementation and Performance Analysis},
author = {Jan David Mol and John W. Romein},
journal= {arXiv preprint arXiv:1105.0661},
year = {2011}
}