国立研究大学高等经济学院 信用:CC0公共领域 大型物理实验LHCb的数据将首次在一个图形处理器农场上进行处理
这种解决方案不仅便宜得多，而且有助于减小集群大小，并以高达40兆位/秒的速度处理数据
这篇研究论文已经发表在《大科学计算与软件》杂志上
来自欧洲粒子物理研究所高能物理领域最大的国际合作机构之一LHC美的跨学科研究小组提出了一种处理来自粒子探测器的巨大数据流的新方法
该团队由来自欧洲和美国顶尖的研究人员组成
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该团队的俄罗斯部分由健康、安全和环境部和Yandex数据分析学院代表
该提案的主要目标是为协作提供一个健壮、高效和灵活的解决方案，该解决方案可以处理在即将到来的数据采集期间预期增加的数据流
这种解决方案不仅便宜得多，而且有助于减小集群大小，并以高达40兆位/秒的速度处理数据
特别是LHC和LHCb是为了寻找“新物理”而创建的，这是标准模型之外的东西
虽然这项研究取得了一定的成功，但发现全新粒子(如弱能粒子)的希望已经破灭
许多物理学家认为，为了获得新的结果，关于LHC粒子碰撞的统计数据应该大大增加
但这不仅需要新的加速设备——升级目前正在进行，预计将于2021-2022年完成——还需要全新的系统来处理粒子碰撞数据
为了检测LHCb上的事件是否正确注册，重建的轨迹必须与算法建模的轨迹相匹配
如果不匹配，则排除数据
LHC大约70%的碰撞以这种方式被排除，这意味着这种初步分析需要很高的计算能力
一组研究人员，包括来自健康、安全和环境大学的安德烈·乌斯尤扎宁、米哈伊尔·贝罗斯和塞尔戈·波波夫，提出了一个新的论文，将一个图形处理器群的算法作为第一个高级触发器(HLT1)，用于在LHCb检测器上进行事件注册和检测
这个概念被命名为艾伦，以弗朗西斯·艾伦的名字命名，弗朗西斯·艾伦是计算系统理论的研究者，也是第一位获得图灵奖的女性
与以前的触发器不同，新系统将数据从中央处理器传输到图形处理器
这些可能包括专业解决方案(如市场上最先进的特斯拉图形处理器)和NVIDIA或AMD的普通“游戏玩家”图形处理器
由于这一点，艾伦触发器不依赖于一个特定的设备供应商，这使得它更容易创建和降低成本
凭借最高性能的系统，触发器可以以高达40兆位/秒的速度处理数据
在标准方案中，所有事件的信息从检测器传递到由可编程芯片(FPGA)组成的零电平(L0)触发器
他们在基层进行选拔
在新方案中，将不存在L0触发器
数据会立即传送到服务器场，300个图形处理器中的每一个每秒同时处理数百万个事件
在初始事件注册和检测之后，只有具有有价值的物理信息的所选数据进入二级触发器(HLT2)的普通x86处理器
这意味着与事件分类相关的主要计算负载在农场中通过图形处理器异常地发生
该框架将有助于更有效地解决事件分析和选择任务:图形处理器最初被创建为具有多个内核的多通道系统
当中央处理器面向连续的信息处理时，中央处理器被用于大规模的同时计算
此外，他们还有一组更具体、更有限的任务，这有助于提高性能
根据健康与安全环境大学大型强子对撞机团队负责人丹尼斯·德尔卡什的说法，由于决定不使用中央处理器，新的农场非常适合未来大型强子对撞机的数据采集
此外，艾伦将大大低于类似系统的中央处理器成本
它也将比以前的加速器事件登记系统更简单
新方法的长期效益尤其重要
世界各地许多物理实验的设备目前正在升级
事实上，每一次这样的升级都会导致处理的信息流不断增长
在此之前，实验并不例外地使用基于图形处理器的系统
但是艾伦的优势——更简单的结构和更低的成本——是如此明显，以至于这种方法无疑将在大型强子对撞机实验之外处于领先地位
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