缺失的位：在 NVIDIA GPU 上使用 bfloat16 寻找奇异脉冲星
天体物理仪器与方法
2023-03-01 v1
摘要
傅里叶域加速搜索（FDAS）是一种在大型射电天文数据集中探测暗弱双星脉冲星的有效技术。本文量化了在 AstroAccelerate 软件包的 GPU 加速 FDAS 流水线中降低数值精度所带来的灵敏度影响。先前的实现在整个双星脉冲星探测流水线中使用 IEEE-754 单精度，将大量运行时间花费在计算 GPU 加速的 FFT 上。AstroAccelerate 已被修改，在 FDAS 例程的傅里叶域卷积部分中使用 bfloat16（以及 IEEE754 双精度以提供“黄金标准”对比）。使用 SIGPROC 生成了约 20,000 个代表双星脉冲星的合成脉冲星 filterbank 文件，其物理参数范围广泛。它们已分别使用 bfloat16、单精度和双精度卷积进行处理。所有 bfloat16 峰值与其对应单精度峰值的预测信噪比相差在 3% 以内。在功率高于 44.982（我们实验测得的最高噪声值）的 14,971 个“明亮”单精度基峰中，14,602 个（97.53%）在 bfloat16 输出平面的相同加速度和频率 bin 中有峰值，其余 369 个中最近峰值位于相邻加速度 bin。单精度与双精度结果之间未测得 bin 漂移。bfloat16 版 FDAS 相比单精度实现了约 1.6 倍的加速。使用 GMRT 对 PSR J1544+4937（一颗位于 2.8 小时紧凑轨道中的 2.16 ms 黑寡妇脉冲星）的观测数据，给出了 AstroAccelerate 与 PRESTO 软件包的对比。
引用
@article{arxiv.2206.12205,
title = {Bits missing: Finding exotic pulsars using bfloat16 on NVIDIA GPUs},
author = {Jack White and Karel Adamek and Jayanta Roy and Sofia Dimoudi and Scott M. Ransom and Wesley Armour},
journal= {arXiv preprint arXiv:2206.12205},
year = {2023}
}