M5i.33xx, 10 GS/s 샘플링 속도에서의 무한 데이터 스트리밍 지원

스펙트럼 인스트루먼트는 플래그십 디지타이저인 M5i.33xx에 스트리밍 모드를 신규 추가한다고 밝혔다.

이는 최대 10 GS/s의 샘플링 속도로 데이터를 지속적으로 수집, 스트리밍 및 분석할 수 있고, 끊임없는 신호 처리를 위한 GPU 및 SSD 어레이 등 COTS(상용) PC 기술과 함께 사용한다면 장시간 데이터저장이 가능한 스트리밍 시스템을 구축할 수 있다. 스펙트럼 인스트루먼트는 이번 기능 업데이트를 통해 데이터 수집의 새로운 표준을 제시한다는 방침이다.



M5i.33xx 디지타이저 제품군은 7가지 모델로 3.2~10GS/s의 샘플링 속도, 12비트 수직 분해능, 1~4.7GHz의 대역폭을 제공한다. 또한, 16레인 Gen3 PCIe 버스를 갖추고 있어 최대 12.8GB/s 속도로 데이터를 전송한다.

이와 같은 업계 최고 전송 속도는 정보 손실 없이 하나의 채널에서 6.4 GS/s의 샘플링 속도 혹은 두 개 채널에서 3.2 GS/s의 샘플링 속도로 수집한 데이터를 PC 환경으로 바로 스트리밍할 수 있도록 지원한다. 더 빠른 샘플링 속도가 필요한 경우, 특수 8비트 전송 모드를 추가하여 하나의 채널에서 최대 10 GS/s, 두 개 채널에서 5 GS/s의 속도로 수집된 데이터를 스트리밍할 수 있다.

M5i.33xx는 스트리밍 및 집중적인 신호 처리가 필요한 상황에서 SCAPP(Spectrum의 CUDA Access for Parallel Processing)을 사용한다. SCAPP 소프트웨어 패키지는 RDMA 프로세스로 수집한 데이터를 디지타이저에서 엔비디아 CUDA 표준 기반 상용 GPU로 직접 전송한다. 그 후 사용자는 즉각적인 병렬 처리를 위해 GPU의 다중 처리 코어(최대 10,000개)와 대용량 메모리(최대 48GB)를 활용할 수 있다.

SCAPP에는 디지타이저와 GPU 간 상호 작용을 위한 루틴과 CUDA 병렬 처리 예제가 포함되어 있고, 디지털 다운 컨버전(DDC), 필터링, 신호 평균화, 데이터 디멀티플렉싱, 데이터 변환 또는 고속 푸리에 변환(Fast Fourier Transform, FFT)과 같은 처리 기능을 위한 쉬운 빌딩 블록을 제공한다. 모든 SCAPP 소프트웨어는 C/C++ 및 Python을 기반으로 하여 일반적인 프로그래밍 기술만으로 쉽게 구현하고 커스터마이징할 수 있다.

예를 들어, 연속 스펙트럼 분석이 필요한 경우, 시간 도메인 데이터를 10 GS/s로 수집하고 GPU로 직접 스트리밍하여 주파수 도메인으로 계속 변환할 수 있다.

M5i.33xx 디지타이저(신규 8비트 모드 전환)와 SCAPP, 적정 가격의 GPU가 포함된 시스템을 사용하면 멀티플렉싱, 윈도우잉, FFT 및 평균화(1M 크기의 FFT 블록) 등의 변환 프로세스를 끊임없이 실행할 수 있다. 이 FFT는 10 GS/s 샘플링 속도에서 DC ~ 5GHz의 주파수 범위를 다루고 10kHz의 주파수 분해능을 제공한다. 더 큰 FFT 블록을 사용해 향상된 분해능을 생성할 수도 있다.