1 Esperimento LHCb Vincenzo Vagnoni per il gruppo di Bologna.

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Esperimento LHCb

Vincenzo Vagnoniper il gruppo di Bologna

V. VagnoniINFN, Bologna

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Attività

Elettronica di trigger L0 dei calorimetri

Progetto della farm di computer per il trigger L1&HLT

Gestione delle risorse di calcolo per la componente italiana della collaborazione

Analisi dei decadimenti charmless dei mesoni B in due carichi per la realizzazione del TDR del detector


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Trigger di Livello 0 Il trigger di Livello 0 ha la funzione di ridurre il rate di

eventi da 40 MHz a ~1.1 MHz Impiega informazioni dei calorimetri e delle camere per

muoni Trigger dei calorimetri

Usa i segnali del preshower (6000 canali), SPD (6000 canali) e dei calorimetri elettromagnetico (6000 canali) e adronico (1500 canali)

Discriminazione gamma/e/h e tagli in energia trasversa Organizzato in vari stadi

•Front-end (formazione e clusterizzazione i segnali in matrice 2x2)•Validazione (identificazione della natura del cluster mediante

coincidenza dei vari rivelatori)•Selezione (identificazione dei cluster a piu’ elevata energia

trasversa)•Decisione

Il gruppo di Bologna e’ responsabile del crate di selezione e della trasmissione dei segnali su fibra ottica dall’elettronica di front-end all’elettronica di trigger L0 e L1


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Crate di selezione dei cluster

Completato il progetto della nuova scheda di selezione a 28 canali

Da realizzare nel secondo semestre il prototipo dello stadio di controllo delle schede elettroniche basato su Credit Card-PC

In collaborazione con il gruppo CMS è previsto l’allestimento del sistema TTC per la distribuzione dei segnali di sincronizzazione e fast-control di LHC


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Trasmissione su fibra ottica

Trasmissione 32-bit @40MHz su fibra ottica Realizzati prototipi di schede TX/RX a canale singolo con

serializzatore/deserializzatore•Soluzione adottata: GOL (CERN)/TLK2501 (Texas

Instruments)

Realizzata una scheda elettronica per la misura della probabilita’ di errore di trasmissione Completate le misure di Bit Error Rate su schede a

canale singolo (BER < 10-14) Studio della scheda RX prototipo a 12 canali

Cavo ottico a 12 fibre e trasduttore ottico/tensione a 12 ingressi, 12 deserializzatori


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Trigger L1 e Higher Level(nuova attivita’)

Il Trigger di Livello 1 seleziona vertici secondari mediante tagli su parametro d’impatto e impulso trasverso Utilizza le informazioni del trigger L0 + rivelatore di vertice +

1 camera tracciante in silicio Rate di eventi in ingresso ~1.1 MHz 8.8 kB/evento 80 Gb/s

Il livello di trigger successivo (HLT) deve effettuare una ricostruzione pressoche’ completa dell’evento Rate in ingresso ~40 KHz 30 kB/evento 9.6 Gb/s

Si prevede di utilizzare un numero di CPU 2007 dell’ordine di 1500

Trasporto dei dati completamente basato su Gb-ethernet


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Trigger L1&HLT: architettura

MultiplexingLayer

FE FE FE FE FE FE FE FE FE FE FE FE

Switch Switch

Level-1Traffic

HLTTraffic

126-240Links

44 kHz5.5-11.0 GB/s

349Links

40 kHz2.3 GB/s

31 Switches

33 Links1.7 GB/s

90-153 SFCs

Front-end Electronics

Gb Ethernet

Level-1 Traffic

Mixed Traffic

HLT Traffic

90-153 Links5.5-10 GB/s

TRM

Sorter

TFCSystem

L1-Decision

StorageSystem

Readout Network

Switch Switch Switch

SFC

Switch

CPU

CPU

CPU

SFC

Switch

CPU

CPU

CPU

SFC

Switch

CPU

CPU

CPU

SFC

Switch

CPU

CPU

CPU

SFC

Switch

CPU

CPU

CPU

CPUFarm

62-83 Switches

64-157Links

88 kHz

~1400 CPUs

MultiplexingLayer

FE FE FE FE FE FE FE FE FE FE FE FE

SwitchSwitch SwitchSwitch

Level-1Traffic

HLTTraffic

126-240Links

44 kHz5.5-11.0 GB/s

349Links

40 kHz2.3 GB/s

31 Switches

33 Links1.7 GB/s

90-153 SFCs

Front-end Electronics

Gb Ethernet

Level-1 Traffic

Mixed Traffic

HLT Traffic

Gb EthernetGb Ethernet

Level-1 Traffic

Mixed TrafficMixed Traffic

HLT TrafficHLT Traffic

90-153 Links5.5-10 GB/s

TRM

Sorter

TFCSystem

L1-Decision

StorageSystem

Readout NetworkReadout Network

SwitchSwitch SwitchSwitch SwitchSwitch

SFC

Switch

CPU

CPU

CPU

Switch

CPUCPU

CPUCPU

CPUCPU

SFC

Switch

CPU

CPU

CPU

Switch

CPUCPU

CPUCPU

CPUCPU

SFC

Switch

CPU

CPU

CPU

Switch

CPUCPU

CPUCPU

CPUCPU

SFC

Switch

CPU

CPU

CPU

Switch

CPUCPU

CPUCPU

CPUCPU

SFC

Switch

CPU

CPU

CPU

Switch

CPUCPU

CPUCPU

CPUCPU

CPUFarm

62-83 Switches

64-157Links

88 kHz

~1400 CPUs


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Responsabilità di Bologna Sub Farm Controller

SFC e’ un PC ad alte prestazioni (2 Gb/s I/O) Riceve i frammenti di evento dall’elettronica di

front-end del trigger L1 e li assembla (event building)

smista l’evento ad una sub farm per la fase di processo (load balancing dinamico)

Effettua il monitoraggio del funzionamento dei nodi della sub farm

Sub Farms Ciascuna sub farm sara’ costituita da 10-20 PC Sistema disk-less, boot da network, basato su

Linux, rack-mounted PCs (1U or blade servers) dual CPU

Ciascun nodo esegue il software di Livello 1 o HLT Simulazioni del sistema


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Gestione risorse di calcolo per l’Italia

Responsabilita’ nei comitati tecnico e di gestione del centro di calcolo Tier-1 dell’INFN

Farm di produzione Monte Carlo stabilmente in funzione da due anni con risorse crescenti Partecipazione alla I Data Challenge di LHCb (Feb-Apr

2003)•Produzione Monte Carlo di 50*106 eventi per realizzazione

TDR del rivelatore

•17 centri di calcolo coinvolti in Europa Bologna ha contribuito con 6*106 eventi impiegando 80

CPU (PIII 1.4 GHz) a pieno carico Analisi dati prodotti effettuata a Bologna

Allestito un sistema ad alte prestazioni di I/O basato sull’impiego di un file-system parallelo


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Risorse di calcolo in uso al CNAF

40 stazioni per la produzione MC: 80 PIII CPUs (clock 1.4 GHz, 2 GB RAM)

15 stazioni di analisi: 30 PIII CPUs (clock 1 GHz, 512 MB RAM) Impiegate per analisi interattiva dei dati

2 Server di dischi per produzione MC 1 TB NAS (14 x 80 GB IDE disks - RAID5) 1 TB NAS (7 x 170 GB SCSI disks - RAID5)

2 server di dischi per l’analisi dati 1 TB NAS (14 x 80 GB IDE disks - RAID5) 1.4 TB NAS (8 x 170 GB SCSI disks - RAID5)

1 filesystem parallelo per l’analisi dati 12 PC sono impiegati come server di dischi

paralleli 3 TB – 12*80 GB + 12*170 GB IDE disks

Libreria a cassette CASTOR 4 TB per stoccaggio dati produzione MC


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PVFS Performance (12 I/O servers)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0 5 10 15 20 25 30Number of clients

Aggr

egat

e I/O

[Gbi

t/s]

File-system parallelo ad alte prestazioni di I/O

Client 1

Client 2

Client n

Server 1

Server 2

Server 12

MGR

I/O servers

Meta dataserver

Net

wo

rk

Ntuple

Ntuple

Ntuple

Con 12 server raggiungiamo un I/O aggregato di 125 MB/s

Striping dei file di dati su 12 diversi server (Network RAID0)


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Analisi dei decadimenti dei mesoni Bd,s h+h-

Produzione Monte Carlo e analisi dati realizzate sulla farm di computer di Bologna

Ottimizzazione dei criteri di selezione e implementazione degli algoritmi Risultati presentati al Workshop CKM 2003

Analisi combinata dei segnali Bd+- e BsK+K- per la determinazione dell’angolo del triangolo di unitarietà della matrice CKM Valutazione della precisione di misura dei

coefficienti di asimmetria CP diretta e di mixing Valutazione della precisione nella misura

dell’angolo


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Parametri di selezione e PID

Massa BMassa B0 0 + + - impiegando la - impiegando la PID del RICHPID del RICH

B0(s)

, K

, KIP

IPIPB L

Massa BMassa B0 0 + + - senza la PID del RICH- senza la PID del RICH


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Angolo dalle asimmetrie CP dei canali Bd+- e

BsK+K- Segnale Fondo/

Segnale

Eventi ricostruiti per anno

B0 + - < 0.8 27000

B0 K+ - < 0.25 115000

Bs K+ K- < 0.55 35000

BBss KK+ + KK--

Asimmetria CPAsimmetria CP

p.d.f. per p.d.f. per

() = 2.20

in 4 anni

BBdd + + --

Asimmetria CPAsimmetria CP

200@

0),(

043.0)()(

ss

mixCP

dirCP

mixCP

dirCP

x

AACorr

AA

53.0),(

054.0)()(

mixCP

dirCP

mixCP

dirCP

AACorr

AA


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Personale Impegnato

Elettronica Ing. I. D’Antone, Ing. I. Lax, G. Balbi

R&D farm per L1&HLT G. Avoni, G. Peco

Fisici equivalenti impegnati 10 Fisici afferenti all’esperimento 20


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Richieste Finanziarie

Elettronica Realizzazione prototipo definitivo scheda di

selezione: 50000 Euro

R&D nella farm L1&HLT Anticipo al 2003 di richieste per 20000

Euro per allestimento apparato di test a Bologna

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