Отправить статью по E-mail 
Векторизация и распараллеливание алгоритмов селекции и реконструкции распадов J/ψ → e +e - в реальном времени эксперимента СВМ
- Авторы: Дереновская О.Ю.1, Иванов В.В.1
-
Учреждения:
- Объединённый институт ядерных исследований
- Выпуск: № 4 (2014)
- Страницы: 50-67
- Раздел: Статьи
- URL: https://journals.rudn.ru/miph/article/view/8578
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Измерения распадов J/ψ → e +e - относятся к ключевой задаче эксперимента СВМ. Для их регистрации разработана методика, которая включает в себя цепочку методов и алгоритмов, предназначенных для реконструкции траекторий и импульсов заряженных частиц с помощью детектора STS, их идентификации с помощью детекторов RICH, TRD и TOF, формирования кандидатов в J/Ψ-мезоны и определения их характеристик с помощью пакета KFParticle. Принимая во внимание тот факт, что отбор и реконструкцию распадов J/ψ → e +e - планируется проводить в реальном времени эксперимента, используемые методы и алгоритмы должны быть не только эффективными, но и быстрыми. В настоящей работе проведена оценка временных затрат существующих алгоритмов с учётом их ускорения за счёт векторизации программного кода посредством SIMDинструкций и распараллеливания между ядрами процессора, реализованное с помощью программных сред OpenMP, OpenCL и библиотеки TBB. Проведённый анализ позволил установить «слабые» места в этой цепочке, над которыми предстоит дальнейшая работа по их ускорению, а также предложить быстрый и эффективный параллельный алгоритм для идентификации заряженных частиц с помощью детектора TRD на основе критерия ωn k .
Об авторах
Ольга Юрьевна Дереновская
Объединённый институт ядерных исследований
Email: odenisova@jinr.ru
Лаборатория информационных технологий
Виктор Владимирович Иванов
Объединённый институт ядерных исследований
Email: ivanov@jinr.ru
Лаборатория информационных технологий
Список литературы
- Matsui T., Satz H. J/ψ Suppression by Quark-Gluon Plasma Formation // Physics Letters B. - 1986. - Vol. 178, No 14. - Pp. 416-422.
- Alessandro B. et al. A New Measurement of J/ψ Suppression in Pb-Pb Collisions at 158-GeV per Nucleon // European Physical Journal C. - 2005. - Vol. 39, No 3. - Pp. 335-345.
- Leitch M. RHIC Results on J/ψ // Journal of Physics G: Nuclear and Particle Physics. - 2007. - Vol. 34, No 8. - Pp. 453-462.
- The CBM Collaboration. CBM Compressed Baryonic Matter Experiment. Technical Status Report: Techrep / GSI. - Darmstadt, 2005. - http://www.gsi. de/onTEAM/dokumente/public/DOC-2005-Feb-447e.html.
- The CBM Collaboration // Nuclear Physics A. - 2013. - Vol. 904-905. - Pp. 1059-1062.
- The CBM Physics Book: Compressed Baryonic Matter in Laboratory Experiments / B. Friman, C. Hohne, J. Knoll et al. // Lecture Notes in Physics. - 2011. - Vol. 814.
- Дереновская О.Ю., Васильев Ю.О. Реконструкция J/ψ в диэлектронном канале распада при энергиях SIS100 в эксперименте СВМ // Письма в ЭЧАЯ. - 2013. - Т. 10, № 5 (182). - С. 694-705.
- Gorbunov S., Kisel I. Reconstruction of Decayed Particles Based on the Kalman Filter // CBM-SOFT-note-2007-003. - 2007.
- IA-32 Intel Architecture Optimization Reference Manual. - 2005.
- OpenMP. - http://openmp.org.
- OpenCL. - http://www.khronos.org/opencl.
- Threading Building Blocks. - http://threadingbuildingblocks.org.
- Intel Hyper-Threading Technology, Technical User’s Guide. - 2003.
- Белевенцев А., Кувырков М., Мельник Д. Использование параллелизма на уровне команд в компиляторе для Intel Itanium // Труды ИСП РАН. - 2006. - Т. 9. - С. 9-22.
- Silicon Tracking System(STS). Technical Design Report for the CBM: Techrep / GSI. - Darmstadt, 2012. - http://repository.gsi.de/record/54798.
- Анализ эффективности и производительности алгоритма распознавания треков в STS-детекторе эксперимента СВМ на многоядерном сервере ЛИТ ОИЯИ / И. С. Кулаков, С. А. Багинян, В. В. Иванов, П. И. Кисель // Письма в ЭЧАЯ. - 2013. - Т. 10, № 2 (179). - С. 253-267.
- Fast SIMDized Kalman Filter Based Track Fit / S. Gorbunov, U. Kebschull,I. Kisel et al. // Computer Physics Communications. - 2008. - Vol. 178. - Pp. 374-383.
- Метод фильтра Калмана для реконструкции траекторий заряженных частиц в эксперименте CBM и его параллельная реализация на многоядерном сервере ЛИТ ОИЯИ / Т. О. Аблязимов, М. В. Зызак, В. В. Иванов, П. И. Кисель // Вестник РУДН. Серия «Математика. Информатика. Физика». - 2014. - № 2. - С. 191-196.
- NVidia GTX 480. - http://de.geforce.com/hardware/desktop-gpus/ geforce-gtx-480/architectur.
- Ring Imaging Cherenkov (RICH) Detector. Technical Design Report for the CBM: Techrep / GSI. - Darmstadt, 2013. - http://repository.gsi.de/record/ 65526.
- Лебедев С.А. Математическое обеспечение для реконструкции колец черенковского излучения и идентификации электронов в RICH детекторе эксперимента СВМ: Автореф. дис.. канд. физ.-мат. наук. - Дубна: ОИЯИ, 2011. - 10-2011-14.
- Дереновская О.Ю., Иванов В.В. Реконструкция и отбор распадов J/ψ → e e , регистрируемых установкой СВМ в AuAu-соударениях при энергии пучка 25 ГэВ/нуклон // Письма в ЭЧАЯ. - 2014. - Т. 11, № 4 (188). - С. 862-885.
- Track Reconstruction Algorithms for the CBM Experiment at FAIR / A. Lebedev, C. Hohne, I. Kisel, G. Ososkov // Journal of Physics: Conference Series. - 2010. - Vol. 219. - Pp. 32-48.
- Акишина Т. П. Особенности применения критерия к задаче идентификации электронов с помощью детектора переходного излучения в эксперименте СВМ // Письма в ЭЧАЯ. - 2012. - Т. 9, № 3 (173). - С. 440-462.
- Deppner I. et al. The CBM Time-of-Flight Wall // Nuclear Instruments and Methods. - 2012. - Pp. 121-124.
- Дереновская О. Ю., Васильев Ю. О. Критерии отбора распадов J/ψ → e e , регистрируемых установкой СВМ в AuAu-соударениях при энергии 25 ГэВ/нуклон // Письма в ЭЧАЯ. - 2014. - Т. 11, № 1 (185). - С. 63-73.
- Kisel I., Kulakov I., Zyzak M. Standalone First Level Event Selection Package for the CBM Experiment // IEEE Transactions on Nuclear Science. - 2013. - Vol. 60, No 5. - Pp. 3703-3708.
