| 研究課題/領域番号 |
20H00165
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分15:素粒子、原子核、宇宙物理学およびその関連分野
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| 研究機関 | 長崎総合科学大学 |
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研究代表者 |
大山 健 長崎総合科学大学, 工学研究科, 教授 (10749047)
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| 研究分担者 |
長名 保範 熊本大学, 半導体・デジタル研究教育機構, 准教授 (00532657)
郡司 卓 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (10451832)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 高エネルギー原子核衝突 / 粒子検出器 / データ収集系 / FPGAアクセラレーション / ビッグデータ / ALICE / QGP / LHC |
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| 研究成果の概要 |
CERN-LHCの高度化後ALICE実験による第三期実験に必要不可欠となる、連続読み出し型GEM-TPCの実現に向けて、検出器からの3.5TB/sに達するデータを大規模FPGAを用いて即時解析・圧縮する要素技術を開発した。コモン・モード・フィルタをはじめとした各種デジタルフィルタを実装し、ALICE実験に展開し、試運転を経て衝突実験データの収集を実施した。さらに、高位合成技術を導入し、より複雑なTPCのクラスタリング発見アルゴリズムの最新次世代FPGAへの高密度実装を試みた。最後に、ALICEの次世代検出器(FoCal)における高速トリガシステムをFPGAで実現するための考察を行った。
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| 自由記述の分野 |
実験原子核物理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
ALICEのGEMを用いた連続読み出し型大規模TPCは世界初の試みであり、本研究はその大容量データの読み出しをFPGAアクセラレーション技術により大規模並列に展開し、実現させた例である。さらに、従来はFPGAに搭載が困難だった複雑なクラスタリング・アルゴリズムを高位合成によって記述し、最近急速に発展しているFPGAに高密度実装する技術は、今後の大型化・複雑化する先端物理実験をはじめ、多くのデータ収集アプリケーションにとって重要且つ必用不可欠なものとなると考えられる。
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