ELT-scale adaptive optics real-time control with the Intel Xeon Phi Many Integrated Core Architecture
ELT-scale adaptive optics real-time control with the Intel Xeon Phi Many Integrated Core Architecture
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采用英特尔至强融核众集成核心架构的 ELT 规模自适应光学实时控制
DOI：
10.1093/mnras/sty1310
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发表时间：
2018
影响因子：
4.8
通讯作者：
Jenkins D
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Jenkins D
我们提出了一种解决方案，通过英特尔至强融核Knights Landing（KNL）多集成核心（MIC）架构，满足超大望远镜（ELT）规模自适应光学（AO）实时控制不断增加的计算需求。AO实时控制器（RTC）的计算需求是望远镜直径的四次方，因此下一代ELT需要比现有系统更大数量级的RTC管道处理能力。Xeon Phi包含大量（≥64）低功耗x86 CPU内核和高带宽内存，集成到单个插槽服务器CPU包中。增加的并行性和存储器带宽对于提供具有ELT尺度AO所需精度的重构波前的性能至关重要。在这里，我们证明了Xeon Phi KNL能够在超过1.0 kHz的频率下执行ELT规模单共轭AO实时控制计算，RMS抖动小于20秒。我们还表明，通过连接波前传感器相机，KNL可以以高达966 Hz（相机的最大帧速率）处理实时控制环路，抖动保持在20 s RMS以下。未来的研究将涉及探索使用一组至强Phis对AO的MCAO和MOAO制度进行实时控制。我们发现，至强融核是非常适合ELT AO真实的时间控制。
We propose a solution to the increased computational demands of Extremely Large Telescope (ELT) scale adaptive optics (AO) real-time control with the Intel Xeon Phi Knights Landing (KNL) Many Integrated Core (MIC) Architecture. The computational demands of an AO real-time controller (RTC) scale with the fourth power of telescope diameter and so the next generation ELTs require orders of magnitude more processing power for the RTC pipeline than existing systems. The Xeon Phi contains a large number (≥64) of low-power x86 CPU cores and high-bandwidth memory integrated into a single socketed server CPU package. The increased parallelism and memory bandwidth are crucial to providing the performance for reconstructing wavefronts with the required precision for ELT scale AO. Here, we demonstrate that the Xeon Phi KNL is capable of performing ELT scale single conjugate AO real-time control computation at over 1.0 kHz with less than 20s RMS jitter. We have also shown that with a wavefront sensor camera attached the KNL can process the real-time control loop at up to 966 Hz, the maximum frame-rate of the camera, with jitter remaining below 20s RMS. Future studies will involve exploring the use of a cluster of Xeon Phis for the real-time control of the MCAO and MOAO regimes of AO. We find that the Xeon Phi is highly suitable for ELT AO real time control.
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DOI：
10.1086/153639
发表时间：
1975-06
期刊：
The Astrophysical Journal
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--
作者：
R. Dicke
通讯作者：
R. Dicke
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