483 research outputs found
The KaVA and KVN Pulsar Project
We present our work towards using the Korean VLBI (Very Long Baseline
Interferometer) Network (KVN) and VLBI Exploration of Radio Astronomy (VERA)
arrays combined into the KVN and VERA Array (KaVA) for observations of radio
pulsars at high frequencies (22-GHz). Pulsar astronomy is generally
focused at frequencies approximately 0.3 to several GHz and pulsars are usually
discovered and monitored with large, single-dish, radio telescopes. For most
pulsars, reduced radio flux is expected at high frequencies due to their steep
spectrum, but there are exceptions where high frequency observations can be
useful. Moreover, some pulsars are observable at high frequencies only, such as
those close to the Galactic Center. The discoveries of a radio-bright magnetar
and a few dozen extended Chandra sources within 15 arc-minute of the Galactic
Center provide strong motivations to make use of the KaVA frequency band for
searching pulsars in this region. Here, we describe the science targets and
report progresses made from the KVN test observations for known pulsars. We
then discuss why KaVA pulsar observations are compelling.Comment: To appear in PASJ KaVA Special Issu
Massive black hole binaries: dynamical evolution and observational signatures
The study of the dynamical evolution of massive black hole pairs in mergers
is crucial in the context of a hierarchical galaxy formation scenario. The
timescales for the formation and the coalescence of black hole binaries are
still poorly constrained, resulting in large uncertainties in the expected rate
of massive black hole binaries detectable in the electromagnetic and
gravitational wave spectra. Here we review the current theoretical
understanding of the black hole pairing in galaxy mergers, with a particular
attention to recent developments and open issues. We conclude with a review of
the expected observational signatures of massive binaries, and of the
candidates discussed in literature to date.Comment: 4 Figures. Accepted for publication in Advances in Astronom
On the nature of Off-pulse emission from pulsars
In Basu et al. 2011 we reported the detection of Off-pulse emission from two
long period pulsars B0525+21 and B2045-16. The pulsars were observed at a
single epoch using the 325 MHz frequency band of the Giant Meterwave Radio
Telescope (GMRT). In this paper we report a detailed study of the Off-pulse
emission from these two pulsars using multiple observations at two different
frequencies, 325 MHz and 610 MHz bands of GMRT. We report detection of
Off-pulse emission during each observation and based on the scintillation
effects and spectral index of Off-pulse emission we conclude a magnetospheric
origin. The magnetospheric origin of Off-pulse emission gives rise to various
interesting possibilities about its emission mechanism and raises questions
about the structure of the magnetosphere.Comment: 13 pages, 6 figures, accepted for publication in the Ap
Observational Signatures of Supermassive Black Hole Binaries
Despite solid theoretical and observational grounds for the pairing of
supermassive black holes (SMBHs) after galaxy mergers, definitive evidence for
the existence of close (sub-parsec) separation SMBH binaries (SMBHBs)
approaching merger is yet to be found. This chapter reviews techniques aimed at
discovering such SMBHBs in galactic nuclei. We motivate the search with a brief
overview of SMBHB formation and evolution, and the gaps in our present-day
theoretical understanding. We then present existing observational evidence for
SMBHBs and discuss ongoing efforts to provide definitive evidence for a
population at sub-parsec orbital separations, where many of the aforementioned
theoretical gaps lie. We conclude with future prospects for discovery with
electromagnetic (primarily time-domain) surveys, high-resolution imaging
experiments, and low-frequency gravitational-wave detectors.Comment: To appear in Chapter 5 in the book Black Holes in the Era of
Gravitational Wave Astronomy, ed. Arca Sedda, Bortolas, Spera, pub. Elsevier.
All authors equally contributed to the Chapter writin
Stellar Processes Near the Massive Black Hole in the Galactic Center
A massive black hole resides in the center of most, perhaps all galaxies. The
one in the center of our home galaxy, the Milky Way, provides a uniquely
accessible laboratory for studying in detail the connections and interactions
between a massive black hole and the stellar system in which it grows; for
investigating the effects of extreme density, velocity and tidal fields on
stars; and for using stars to probe the central dark mass and probe
post-Newtonian gravity in the weak- and strong-field limits. Recent results,
open questions and future prospects are reviewed in the wider context of the
theoretical framework and physical processes that underlie them.
Contents: [1] Introduction (1.1) Astrophysical context (1.2) Science
questions (1.3) Scope and connections to related topics [2] Observational
overview: Stars in the Galactic center (2.1) The central 100 parsecs (2.2) The
central parsec [3] Stellar dynamics at extreme densities (3.1) Physical
processes and scales (3.2) The stellar cusp in the Galactic center (3.3) Mass
segregation (3.4) Stellar Collisions [4] Probing the dark mass with stellar
dynamics (4.1) Weighing and pinpointing the dark mass (4.2) Constraints on
non-BH dark mass alternatives (4.3) Limits on MBH binarity (4.4) High-velocity
runaway stars [5] Probing post-Newtonian gravity near the MBH (5.1)
Relativistic orbital effects (5.2) Gravitational lensing [6] Strong star-MBH
interactions (6.1) Tidal disruption (6.2) Dissipative interactions with the MBH
[7] The riddle of the young stars (7.1) The difficulties of forming or
importing stars near a MBH (7.2) Proposed solutions (7.3) Feeding the MBH with
stellar winds [8] Outlook (8.1) Progress report (8.2) Future directionsComment: Invited review article, to appear in Physics Reports. 101 p
Improving the SLLC Efficiency by exploiting reuse locality and adjusting prefetch
Desde los teléfonos móviles inteligentes hasta nuestro ordenador portátil los sistemas electrónicos que incluyen chips multiprocesador (CMP) están presentes en nuestra vida cotidiana de una manera abrumadora. Los CMPs contienen varios núcleos o CPUs que tienen que ser alimentados con datos provenientes de la memoria. Pero la velocidad a la que los núcleos que forman el CMP necesitan los datos es mucho mayor que la velocidad a la que la memoria es capaz de proporcionar dichos datos. De hecho, esta diferencia ha ido aumentando desde prácticamente el día en el que ambos dispositivos fueron concebidos. Esta diferencia en el rendimiento de ambos dispositivos se ha venido a llamar "the memory gap". Al mismo tiempo que dicha diferencia aumentaba, los lenguajes de programación proporcionaban a los programadores modelos de memoria que podían acceder a un espacio prácticamente infinito y al que, además, se accedía de manera instantánea. Pero el tamaño de cualquier estructura hardware está íntimamente relacionado con su tiempo de acceso y éste será mayor cuanto mayor sea el tamaño la estructura hardware a acceder. Con el ánimo de deshacer esta aparente contradicción, los arquitectos de computadores incluyeron memorias intermedias entre las CPUs y la grande, aunque al mismo tiempo lenta, memoria principal. Estas memorias intermedias se denominan memorias cache o simplemente caches. Debido a la gran diferencia que existe entre la velocidad del procesador y la de la memoria principal. Los CMPs en la actualidad están provistos de una jerarquía de memorias cache que tiene dos o tres niveles. Las caches que están cerca del procesador sólo contienen unos pocos kilobytes (entre 4 y 64) accesibles en uno o pocos ciclos de reloj, mientras que las que se encuentran más alejadas del procesador pueden llegar a contener varios megabytes y tener un tiempo de acceso de varias decenas de ciclos. Los programas al ser ejecutados muestran una propiedad llamada localidad que se expresa en los ejes espacial y temporal. La localidad temporal es la propiedad que dice que el programa volverá a usar datos que usó recientemente, cuanto más recientemente los usó, más probable es que vuelva a hacerlo. Mientras que la localidad espacial es la propiedad que dice que el programa tenderá a usar datos que están próximos en el espacio de memoria a datos que usó recientemente. Las memorias cache han sido diseñadas tradicionalmente para explotar la localidad. En concreto, la localidad temporal se explotaba mediante una adecuada política de reemplazo, mientras que la localidad espacial se explota al contener cada bloque de cache varios datos o palabras. Un modo adicional de conseguir explotar una mayor cantidad de localidad espacial es mediante el uso de la técnica llamada prebúsqueda. La política de reemplazo influye de manera crítica en la tasa de aciertos de la memoria cache. En un CMP provisto de una jerarquía de memorias cache, la localidad temporal se explota en aquellos niveles más cercanos a los núcleos. Así que muchos de los bloques insertados en la SLLC son de un solo uso, es decir, estos bloques no experimentarán ningún acierto más durante todo el tiempo que permanezcan en la SLLC. Sin embargo, aquellos bloques que lleguen a experimentar un acierto en la SLLC, normalmente experimentarán muchos más aciertos. Por lo tanto, que la política de reemplazo base sus decisiones en la posible explotación de la localidad temporal, es una asunción inválida cuando hablamos de la SLLC. Por el contrario, Este comportamiento indica que dicha política de reemplazo de la SLLC debería estar basada en el reúso1 en lugar de en la localidad temporal. La prebúsqueda hardware tiene por objetivo cargar en la cache datos antes de que sea el procesador quien los pida. La validez de esta técnica a la hora de reducir la latencia media de acceso a memoria ha sido ampliamente demostrada. La prebúsqueda funciona especialmente bien en las jerarquías de memoria de sistemas monoprocesador, donde solamente hay un flujo de datos entre el procesador y la memoria. Sin embargo, cuando la prebúsqueda se usa en un sistema multiprocesador donde diferentes aplicaciones se están ejecutando al mismo tiempo, las prebúsquedas asociadas a un núcleo podrían interferir con los datos cargados en la cache por otro núcleo, provocando la eliminación de los contenidos de otra aplicación y dañando su rendimiento. Es necesario por tanto un mecanismo para regular la prebúsqueda asociada a cada uno de los núcleos. Este mecanismo debería tener por objetivo el mejorar el rendimiento general del sistema. 1 Aunque el DRAE no contenga su definición, usaremos aquí el verbo reusar (así como sus formas derivadas) como sinónimo de volver a utilizar. Cada fallo en la SLLC provoca un acceso a la memoria principal que se encuentra fuera del chip. Además la memoria principal está hecha de chips de DRAM. Ambos factores incrementan su latencia de acceso, latencia que se suma a cada uno de los accesos que falla en la SLLC, penalizando a la vez la latencia media de acceso a memoria. Por lo tanto, la tasa de aciertos de la SLLC es un factor crítico para lograr una latencia media de acceso a memoria óptima. Esta tesis fija su atención en la eficiencia de los dos aspectos comentados con anterioridad: la eficiencia de la prebúsqueda y la eficiencia de la política de reemplazo. Las contribuciones principales de esta tesis son las siguientes: 1) Enunciamos una propiedad llamada localidad de reúso que dice que i) los bloques de cache que hayan sido usados más de una vez tienen una alta probabilidad de ser usados muchas veces en el futuro. ii) Los bloques de cache recientemente reusados son más útiles que otros reúsados previamente. Defendemos en esta tesis que el patrón de acceso a la SLLC muestra localidad de reúso. 2) En esta tesis se proponen dos algoritmos de reemplazo capaces de explotar la localidad de reúso, Least-recently reused (LRR) y Not-recently reused (NRR). Estos dos nuevos algoritmos son modificaciones de otros dos muy bien conocidos: Least-recently used (LRU) y Not-recently used (NRU). Dichos algoritmos fueron diseñados para explotar la localidad temporal, mientras que los nuestros explotan la local- idad de reúso. Las modificaciones propuestas no suponen ninguna sobrecarga hardware respecto a los algoritmos base. Durante esta tesis se muestra que nuestros algoritmos mejoran consistentemente el rendimiento de los originales. 3) Proponemos un novedoso diseño para la SLLC llamado Reuse Cache. En este diseño los arrays de etiquetas y datos de la cache están desacoplados. Solamente se almacenan en el array de datos aquellos bloques que hayan mostrado reúso. El array de etiquetas se usa para detectar reúso y mantener la coherencia. Esta estructura permite reducir el tamaño del array de datos de manera drástica. Como ejemplo, una Reuse Cache con un array de etiquetas equivalente al de una cache convencional de 4MB y un array de datos de 1MB, tiene el mismo rendimiento medio que una cache convencional de 8MB, pero con un ahorro de almacenamiento de en torno al 84%. 4) Un controlador de bajo coste llamado ABS capaz de ajustar la agresividad de la prebúsqueda asociada a cada uno de los núcleos de un CMP pero con el ánimo de mejorar el rendimiento general del sistema. El controlador funciona de manera aislada en cada uno de los bancos de la SLLC y recoge métricas locales. Para optimizar el rendimiento global del sistema busca la combinación óptima de valores de la agresividad de prebúsqueda. Para inferir cuál es esa combinación óptima usa una estrategia de búsqueda hill-climbing
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