AO RTC COSMICプラットフォームのハードリアルタイムコアソフトウェア:アーキテクチャと性能【JST・京大機械翻訳】

Ferreira F.; Sevin A.; Bernard J.; Guyon O.; Bertrou-Cantou A.; Raffard J.; Vidal F.; Gendron E.; Gratadour D.

文献

J-GLOBAL ID：202102238474503101 整理番号：21A0449378

AO RTC COSMICプラットフォームのハードリアルタイムコアソフトウェア:アーキテクチャと性能【JST・京大機械翻訳】

Hard real-time core software of the AO RTC COSMIC platform: architecture and performance

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資料名：
巻： 11448 ページ： 1144815-16 発行年： 2020年
JST資料番号： D0943A ISSN： 0277-786X CODEN： PSISDG 資料種別：会議録 (C)
記事区分：短報発行国：アメリカ合衆国 (USA) 言語：英語 (EN)

望遠鏡の最上巨大クラスにより,適応オプティックス(AO)は,これらの望遠鏡によって提供されるフルポテンシャルへのアクセスを得る前に,これまでより不可欠になった。そのようなAOシステムの複雑性は,極端な高さに達し,そして,それらの構築のために,破壊的開発がなされるべきである。AOシステムの臨界成分の1つは実時間コントローラ(RTC)であり,それは0.5から数kHzの範囲で,高周波数で傾斜と変形可能ミラー(DM)コマンドを計算する必要がある。RTCに含まれる計算の複雑さは望遠鏡のサイズと共に増加するので,極端大型望遠鏡(ELT)クラスに対するRTC要求の充足は課題である。一例として,MICADO SCAO(Single Compution Adaptive Optics)システムは,RTCに対して約1TMAC/sを必要とし,十分な性能を得る。この複雑性は,GPUのようなハードウェアアクセラレータの使用のような高性能コンピューティング(HPC)技術と標準の必要性をもたらす。それの頂部では,RTCの構築は,コンポーネントとしてしばしばプロジェクト依存性であり,界面は1つの機器から他に変わる。COSMICプラットフォームは,AOコミュニティに強力でモジュール型で利用可能な一般的なAO RTCプラットフォームを開発することを目的とする。この開発は,Subaru望遠鏡と協力して,Observatoire de Parisとオーストラリア国立大学(ANU)の間の共同努力である。ここでは,このプラットフォームのコアハードリアルタイムコンポーネントの現状に焦点を当てた。H-RTCパイプラインは,ビジネスユニット(BU)で構成され,各BUは,CPUまたはGPU上で作成できる,マトリックスベクトル多重(MVM)または重心計算のような1つの特定の操作の充電における独立プロセスである。BUは,CACAOフレームワークによって扱われたSharedメモリ(SHM)のデータを読む。各BU間の同期は,非常に低ジッタを確保するために,セマホアを用いて,またはGPU上でブッシー待機のいずれかによって行うことができる。次に,RTCパイプラインをPythonインタフェイスを通して制御することができた。このアーキテクチャのキーポイントの一つは,様々なSHMとBUの界面が抽象化され,利用可能なもの収集に新しいBUを追加することである。この手法は,任意のAOシステム構成のニーズに適合する高性能,スケーラブル,モジュール型および構成可能なRTCパイプラインを可能にする。8テスラV100 GPUを備えたDGX-1システム上の5000アクチュエータにより,約25,000の傾斜を持つMICADO SCAOスケールRTCパイプラインについて性能を測定した。考慮したパイプラインは,2つのBUsから成る:最初のものは,生のピラミッドWFS画像(シミュレータによって作り出される)を入力し,そのダークとフラットな参照に適用し,それから,画像から有用なピクセルを抽出する。第2のBUは,MVMと古典的積分命令則に従うコマンドの統合を実行する。BU間の同期は,BU入力に関するGPUブッシー待機を通して行う。得られた性能は,4.4μsrmsのジッタと30μsの最大ジッタで,4GPUsを用いて235μsまでの平均待ち時間を示した。COPYRIGHT SPIE. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

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図形・画像処理一般 , 専用演算制御装置

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