[논문 리뷰] The Algorithm Steering and Trigger Decision mechanism of the ATLAS High Level Trigger

G. Comune, A. Corso-Radu외 9명|arXiv (Cornell University)|2003. 06. 03.

Distributed and Parallel Computing Systems참고 문헌 3인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 ATLAS 고수준 트리거(HLT)를 위한 유연하고 모듈화된 알고리즘 조정 및 트리거 결정 메커니즘을 제시한다. 이 메커니즘은 처리 체인의 초기 단계에서 불필요한 이벤트를 효율적으로 거르기 위해 설계되어 있다. 아테나 소프트웨어 프레임워크 내부에 구축되었으며, 스토어게이트를 기반으로 한 트리 구조의 탐색 시스템을 사용하여 구성 가능한 '트리거 메뉴'와 순차적 알고리즘 실행을 가능하게 하여 오프라인 재구성 클래스의 재사용을 보장하고, 고속도 LHC 환경에서 확장 가능하고 확장 가능한 이벤트 선택을 실현한다.

ABSTRACT

Given the extremely high output rate foreseen at LHC and the general-purpose nature of ATLAS experiment, an efficient and flexible way to select events in the High Level Trigger is needed. An extremely flexible solution is proposed that allows for early rejection of unwanted events and an easily configurable way to choose algorithms and to specify the criteria for trigger decisions. It is implemented in the standard ATLAS object-oriented software framework, Athena. The early rejection is achieved by breaking the decision process down into sequential steps. The configuration of each step defines sequences of algorithms which should be used to process the data, and 'trigger menus' that define which physics signatures must be satisfied to continue on to the next step, and ultimately to accept the event. A navigation system has been built on top of the standard Athena transient store (StoreGate) to link the event data together in a tree-like structure. This is fundamental to the seeding mechanism, by which data from one step is presented to the next. The design makes it straightforward to utilize existing off-line reconstruction data classes and algorithms when they are suitable

연구 동기 및 목표

• ATLAS 실험의 고수준 트리거(HLT)에서 고속도 LHC 이벤트를 효율적으로 거르는 데 도전 과제를 해결하기 위해.
• 실시간으로 트리거 알고리즘과 결정 기준을 구성할 수 있는 탄력적이고 확장 가능한 메커니즘을 개발하기 위해.
• 다단계 순차적 결정 과정을 통해 관심 없는 이벤트를 조기에 거를 수 있도록 하기 위해.
• 기존 오프라인 재구성 알고리즘과 데이터 클래스를 HLT 파이프라인에 통합하여 일관성과 코드 재사용을 보장하기 위해.
• 물리적 서명을 수락하기 위한 기준을 정의하는 '트리거 메뉴'의 동적 구성을 지원하기 위해.

제안 방법

• 시스템은 트리거 결정을 순차적 처리 단계로 분해하며, 각 단계는 특정 알고리즘과 결정 기준으로 구성 가능하다.
• 아테나 임시 저장소(스토어게이트) 위에 구축된 탐색 시스템이 트리 구조로 이벤트 데이터를 단계 간에 연결한다.
• 각 처리 단계는 데이터에 대해 알고리즘의 시퀀스를 적용하며, 결정은 각 단계에서 요구되는 물리적 서명을 지정하는 사전 정의된 '트리거 메뉴'에 기반한다.
• 적절한 경우 기존 오프라인 재구성 데이터 클래스와 알고리즘의 재사용이 가능하여 일관성을 확보하고 개발 오버헤드를 줄인다.
• 각 단계의 구성은 탄력적인 조정 메커니즘을 통해 관리되어 트리거 체인의 런타임 적응 가능성을 보장한다.
• 코드 변경 없이도 알고리즘과 결정 로직의 동적 재구성이 가능하도록 아키텍처를 지원한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 ATLAS 고수준 트리거는 고속도 데이터 레이트에서 다양한 물리적 서명을 유지하면서도 관심 없는 이벤트를 어떻게 효율적으로 거를 수 있는가?
• RQ2 고처리량 환경에서 모듈화되고 구성 가능하며 확장 가능한 트리거 알고리즘 실행을 가능하게 하는 아키텍처 패턴은 무엇인가?
• RQ3 기존 오프라인 재구성 알고리즘과 데이터 구조는 어떻게 HLT 결정 파이프라인 내에서 재사용할 수 있는가?
• RQ4 순차적 트리거 단계 간의 효율적 데이터 전파 및 종속성 관리는 어떤 메커니즘으로 보장되는가?
• RQ5 핵심 소프트웨어를 변경하지 않고도 다양한 물리 분석을 지원하기 위해 트리거 메뉴는 어떻게 동적으로 구성할 수 있는가?

주요 결과

• 제안된 트리거 메커니즘은 결정 과정을 구성 가능한 순차적 단계로 분해함으로써, 불필요한 이벤트를 조기에 거를 수 있도록 한다.
• 스토어게이트 위에 구축된 트리 구조의 탐색 시스템을 사용함으로써, 트리거 단계 간의 이벤트 데이터 전파가 효율적이고 체계적으로 이루어진다.
• 시스템은 트리거 메뉴의 동적 구성 기능을 지원하여 물리학자들이 각 단계에서 충족되어야 할 물리적 서명을 정의할 수 있도록 한다.
• 기존 오프라인 재구성 데이터 클래스와 알고리즘은 HLT 파이프라인에서 직접 재사용 가능하여 개발 시간을 단축시키고 일관성을 확보한다.
• 아키텍처는 확장 가능하고 스케일러블하여 LHC의 고속도 요구 조건을 충족하면서도 변화하는 물리적 필요에 대한 탄력성을 유지한다.
• 해결책은 표준 ATLAS 아테나 소프트웨어 프레임워크에 완전히 통합되어 있어 원활한 배포 및 유지보수를 가능하게 한다.