面向“天籟計劃”的GPU集群相關器的設計與實現(xiàn).pdf

1、近年來，國際上大規(guī)模干涉陣設備的不斷建造與深入運行，為人類探測未知宇宙的奧秘提供了豐富的觀測資料，但隨之而來的密集型數(shù)據(jù)實時處理問題，對傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理方法及IT技術提出了嚴峻的挑戰(zhàn)。
　　本文著重圍繞我國正建造的“天籟計劃”在數(shù)據(jù)實時交叉關聯(lián)計算方面的具體需求，利用GPU在高性能并行計算上的優(yōu)勢，為“天籟計劃”設計并實現(xiàn)了一套GPU集群相關器。具體研究內容如下：
　　1)根據(jù)射電干涉儀相關器的基本定義設計出了相關器的整體架構

2、。該架構采用FX計算模式，即先利用快速傅立葉變換（FFT）將各天線采集的時域信號轉換為頻域信號（F-engine模塊）；然后利用在不同GPU計算節(jié)點上，完成相同頻率段信號的交叉關聯(lián)計算（X－engine模塊）。在該架構中，我們借助美國CASPER（天文信號處理及電子研究合作組織）研究團隊研發(fā)的ROACH（可重構開放架構的計算硬件）板完成數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的分發(fā)以及任務的調度。
　　2)根據(jù)射電干涉陣的數(shù)據(jù)特點，初步優(yōu)化了GPU交叉關