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(執筆完了時削除 --> 執筆責任者: 小林 信之, 執筆締め切り: 2024/xx/xx)
AMANEQ の仕様はカタログにまとめられており、以下のリンクからアクセス可能。
SPADI-A DAQ システムにおいて、AMANEQ のデータをネットワークで処理することが必要である。通常、有線の Ethernet を用いて通信を行う。用意するハードウェアは基本的に SFP+ (10Gbps) 対応のネットワーク機器を用いる。AMANEQ LR-TDC のみを使用する場合は 1 Gbps 程度のネットワークスイッチでもおそらく問題はないが、実績はあまりない。SFP+ 対応のネットワーク機器は Cisco といった老舗メーカーから購入すると高価であり、安価なメーカー (Fs.com など) のものを購入して運用する場合が現場では散見される。ネットワーク機器の選定については、次項参照のこと。
AMANEQから Ethernet 経由で送られてきたデータは NestDAQ で処理する。NestDAQ を動かすコンピュータの要求スペックについて、現在調査が進んでいる段階であるが、J-PARC T103 実験 (白鳥 et al.), Grand Raiden 実験 (大田 et al.), RARIS NKS BPM 読み出し実験 (木野 et al.), 韓国KIST LaBr3 アレイ実験 (J. K. Ahn, S. Y. Ryu et al.) における動作実績が蓄積されてきており、CPU 1 コアあたり数個のFairMQ デバイスのプロセスを処理できることがわかりつつある。これを参考に、まず計画している実験におけるNestDAQ の FairMQ デバイスの立ち上げるプロセス数を概算し、それを 2 - 4 といったファクターで割った数の CPU コア数を搭載したコンピュータを選定する。搭載メモリは立ち上げる FairMQ のプロセス数に依存するが、各プロセスで数 MByes から多くて 100 MBytes 程度 (要確認)しか使用しない。そのため、小規模実験用のコンピュータで 16 GB 程度、中規模実験で 32 GB - 128 GB あれば十分である。PCIのネットワークカードは SFP+ 対応の 10 Gbps のネットワークカードを搭載するコンピュータが必要である。単純な構成では、ポートは 1 ポートあれば良い。WANとLANのネットワークを分けたい場合、SFP+ 2 ポート搭載のネットワークカードが必要になるだろう。NestDAQがコンパイルできて動けは特殊な仕様はあまり必要なく、他コアのデスクトップコンピュータ、またはサーバーマシンで構わない。
ストレージはデータのレートに基づいて要求性能を決定する。データのレートは比較的簡単な計算に基づいて概算可能である。現在のAMANEQ のファームウェアバージョンでは、HR-TDC と LR-TDC ともに１ヒットあたり 64 bits = 8 bytes のデータとなる。このことから、データ量の概算が可能である。仮に 20 台の LR-TDC AMAENQ があり、それぞれのボードの 128 ch がすべて 20 kHz で鳴っていたとしよう。このときのデータ量は、20 boards * 20 kHz * 8 bytes * 128 ch = 390 MB / sec = 3.1 Gbps になる。このとき、NestDAQ のフィルタープロセスを挟まず、そのままデータをストレージに書き込もうとする場合、通常のハードディスクドライブの書き込み速度 (100 - 200 Mbps) で書き込みが間に合わない。そのため、SSD か RAID ストレージを用意する必要がある。ここで、Heart Beat Frame のデータ量は無視して考えている。実際には、AMANEQから送られてくるデータには Heart Beat Frame がコンスタントに挿入されるため、ヒットデータのデータ量と Hear Beat Frame の一定量のデータの和が実際のデータ量となる。ただ、Hear Beat Frame のデータ量はそんなに多くないので、無視して計算することが多い。
2024/xx/xx 洲波泥 太郎 (SPADI大学, taro[at]spadi-univ.ac.jp), 脱九 花子 (SPADI大学, hanako[at]spadi-univ.ac.jp)
2024/xx/xx 脱九 花子 (SPADI大学, hanako[at]spadi-univ.ac.jp)