基于ROACH2-GPU的集群相关器研究——Hashpipe软件在X-engine模块中的应用

摘要

随着国际上越来越多干涉阵列设备的建造与运行，为人类探测未知宇宙的奥秘提供了丰富的观测数据，然而随之带来高速和密集型数据实时处理的巨大困难，对传统的数据处理技术提出了严峻的挑战。基于我国已建造的天籁计划一期项目在数据实时关联计算的需求，利用GPU在高性能并行计算上的优势，为天籁柱形探路者阵列设计并实现一套基于ROACH2-GPU的集群相关器，深入探究Hashpipe(High availibility shared pipeline engine)软件在集群相关器X-engine模块中的应用。首先介绍ROACH2-GPU集群相关器的整体架构，然后研究Hashpipe的核心功能和数据处理方法，实现了完整的分布式异构处理功能，优化了Hashpipe控制和参数接口。根据实际观测需求，可修改程序参数，能实现不同通道数量的相关器配置，降低后端软硬件设计的难度和成本。最后，在完成软件正确性测试的基础上，进行了强射电天文源的观测和处理，能够获得准确的干涉条纹。

关键词

ROACH2-GPU / Hashpipe / 集群相关器 / X-engine模块 / 并行计算

基金资助

科技部SKA专项(2022SKA0110100,2022SKA0110101); 国家自然科学基金项目(12373033,12203061,12273070)