电波天文学

SKA数位后端子系统经理Francois Kapp表示，要说明挑战来自于何处，更有意义的是先了解讯号如何组成：前端数位器的任务顾名思义就是要将类比讯号转换为数位讯号。这是以MeerKAT的64根天线来进行的，每根天线以每秒40Gb的速率串流实现。“总输入资料速率大约是每秒2.5TB。”

随着天文学家转而采用更现代化、更复杂的仪器，Kapp说，他们必须在两方面赶上这种资料速率：一是必须提高存储器深度，同时，还必须增加记忆宽度。“所幸在实际上可以透过分配存储器来进行，”他说。

这些演算法也很简单，但来自于每根天线的资料不断累积起来，而且**24小时不曾间断。 Kapp说：“我们不需要太高的数值**度，因此这为我们开启了机会；但在另一方面，功率受到严重的限制。”

讯号处理是美光科技(Micron Technology)的HMC得以利用SKARAB发挥作用之处。SKARAB是MeerKAT望远镜的数位处理平台。它成功地采用可重配置开放架构(ROACH-2)，以及配备3,600个讯号处理元素。高性能的HMC让工程师得以为存储器容量与资料频宽搭配需的处理能力。

SKARAB将资料速率从10Gbps大幅提高到40Gbps (预计来自MeerKAT天线的资料)，以升级的连网能力提升ROACH架构。Kapp认为仅凭添加更多的存储器容量是不够的。

SKARAB平台以现场可编程阵列(FPGA)为基础，新一代的SKARAB预计每两到三年推出更新版，并搭配新型的FPGA芯片。“FPGA非常适于建立关联性，”他说，“我们必须解决的问题是可用于搭配深度与宽度的存储器。随着芯片越来越大，深度较易于实现，但宽度则不然。”Kapp并补充说，HMC的序列介面结合FPGA(朝序列介面过渡)，并结合openHMC控制器，选择HMC作为SKARAB平台的存储器**。

德国海德堡大学(University of Heidelberg)电脑科学研究员Juri Schmidt表示，OpenHMC对于满足MeerKAT和SKA的资料处理需求至关重要。由海德堡大学电脑基础架构小组(Computer Architecture Group；CAG)开发的开放来源计划——openHMC，是一个可配置、独立于供应商且符合AXI-4标准的HMC控制器，能根据不同的资料宽度、外部通道宽度要求和时脉速度等条件进行参数化，具体取决于速度和面积要求。Schmidt说：“复杂度已经转移到存储器堆叠了，因此取决于制造商如何处理这种复杂度。”

更重要的是打造主控制器的能力，毕竟，购买商用技术并不具经济效益，研究人员可能无法取得该技术，Schmidt补充说。“我们已经看到对于控制器的诸多贡献了。如今，我们需要开放社群共同推动这些**。”他并肯定Micron Foundation对于该技术的支持和接取。

Micron美光科技先进运算解决方案副总裁Steve Pawlowski表示，为MeerKAT和SKA等研究计划提供HMC技术，可望为未来的开发带来宝贵的资源。Pawlowski说，“在与学术界合作以及研究人员合作的过程中，将会得到巨大的价值。”他们的回馈有助于改善产品，Pawlowski强调，“我们知道*终这个产品将会成为主流。”

编译：Susan Hong

(参考原文：Hybrid Memory Cube Powers Galaxy Quest，by Gary Hilson)