面向“天籟計(jì)劃”的GPU集群相關(guān)器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，國(guó)際上大規(guī)模干涉陣設(shè)備的不斷建造與深入運(yùn)行，為人類探測(cè)未知宇宙的奧秘提供了豐富的觀測(cè)資料，但隨之而來的密集型數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理問題，對(duì)傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法及IT技術(shù)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
　　本文著重圍繞我國(guó)正建造的“天籟計(jì)劃”在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交叉關(guān)聯(lián)計(jì)算方面的具體需求，利用GPU在高性能并行計(jì)算上的優(yōu)勢(shì)，為“天籟計(jì)劃”設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套GPU集群相關(guān)器。具體研究?jī)?nèi)容如下：
　　1)根據(jù)射電干涉儀相關(guān)器的基本定義設(shè)計(jì)出了相關(guān)器的整體架構(gòu)

2、。該架構(gòu)采用FX計(jì)算模式，即先利用快速傅立葉變換（FFT）將各天線采集的時(shí)域信號(hào)轉(zhuǎn)換為頻域信號(hào)（F-engine模塊）；然后利用在不同GPU計(jì)算節(jié)點(diǎn)上，完成相同頻率段信號(hào)的交叉關(guān)聯(lián)計(jì)算（X－engine模塊）。在該架構(gòu)中，我們借助美國(guó)CASPER（天文信號(hào)處理及電子研究合作組織）研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)的ROACH（可重構(gòu)開放架構(gòu)的計(jì)算硬件）板完成數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的分發(fā)以及任務(wù)的調(diào)度。
　　2)根據(jù)射電干涉陣的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，初步優(yōu)化了GPU交叉關(guān)