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T: Fachverband Teilchenphysik

T 59: Spurdetektoren und Spurrekonstruktion

T 59.10: Talk

Tuesday, February 28, 2012, 19:00–19:15, VG 2.102

Spurrekonstruktion auf Grafikkarten — •Johannes Mattmann, Volker Büscher und Christian Schmitt — Institut für Physik, Johannes Gutenberg-Universität Mainz

In modernen Hochenergieexperimenten in der Teilchenphysik ist die Rekonstruktion der Trajektorien geladener Teilchen ein komplexer und sehr zeitaufwändiger Vorgang. Gleichzeitig ist jedoch die pro Teilchen zur Verfügung stehende Zeit durch die hohe Datenrate stark beschränkt. Die Ausnutzung der parallelen Verarbeitungsmöglichkeiten auf Grafikkarten bedeutet eine deutliche Zeitersparnis, die entweder für eine verbesserte Rekonstruktion und damit einhergehend eine verbesserte Messgenauigkeit oder für Kosteneinsparungen bei den weltweit verteilten Rechenzentren genutzt werden kann.

Untersucht wurde der erzielbare Geschwindigkeitsvorteil auf der GPU im Vergleich zum bisherigen, CPU-basierten Verfahren speziell für das Atlas-Experiment. Dabei wurde konkret die Spurrekonstruktion im Bereich des inneren Detektors (Pixel- und SCT-Detektor) für eine zunächst vereinfachte Geometrie betrachtet. Die zugrundeliegenden Algorithmen wurden analog zur CPU-Referenz in CUDA neu implementiert, wobei insbesondere die Ausnutzung der parallelen Rechenkerne sowie der speziellen Speicherstruktur im Fokus standen. In Bezug auf die benötigten Rechenoperationen für die Algorithmen sowie die Kombinatorik des Problems stellte sich die GPU-Architektur als sehr geeignet heraus. Im Rahmen des Vortrags werden bisherige Resultate der Arbeit vorgestellt, sowie ein Ausblick auf die Weiterentwicklung und Anwendung der Software präsentiert.