SKA低频成像管线并行优化

分类： 计算机科学 >> 计算机科学技术其他学科 提交时间： 2022-06-28

韦建文 张晨飞 劳保强 林新华 安涛

摘要： 平方公里阵列(Square Kilometre Array, SKA)射电望远镜的数据处理是通过管线方式进行的,管 线的执行效率是SKA区域中心考虑的重要因素.连续谱成像观测是SKA的主要观测模式之一,也是许 多科学工作的基础.本文以SKA低频先导设备(Murchison Widefield Array, MWA)的成像管线为例,在 中国SKA区域中心原型机(China SKA Regional Centre prototype, CSRC-P)上进行并行处理管线优化.以往的优化方案都集中在少数性能热点,缺乏对整体管线的系统优化,导致整体加速比相对较低.针对这一 问题,本文提出了一种全局优化方案,针对管线使用多种编程语言、图像数据可独立处理的特点,综合使用C+ +多线程、Python多进程、Shell多任务并行等优化方法,并验证了优化结果的准确性.实验表明,优 化后的代码在CSRC-P的x86节点和ARM节点上分别获得了2.7和2.4倍加速. ARM计算节点展现出 对SKA应用良好的适应性.本文的优化策略和方法也适用于其他SKA科学应用,对SKA先导望远镜的 科学运行和未来的运行有帮助.

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