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从 8 秒到 370ms:基于单调度 FFT 流水线的 Apple Silicon 上的内核融合 SAR 成像

性能 2026-04-07 v1

摘要

本文首次在任何 GPU 平台上实现 kernel-fused SAR Range Doppler 管道。通过将 FFT、匹配滤波乘法和 IFFT 融合为单个 Metal compute dispatch——保持所有中间数据在 3232 KiB 的片上内存中——我们在 Apple M1 GPU 上以 \textbf{370\,ms} 处理 4096 ⁣× ⁣40964096\!\times\!4096 的复数 SAR 场景,较多调度基线 (8.168.16 s) 实现 \textbf{22 ×\times} 的加速。我们进一步报告首个利用 Apple \texttt{simdgroup\_matrix} 8×88\times8 硬件 MMA 的 FFT,通过就地 Cooley--Tukey 去频率公式实现,内存占用仅为 Stockham 格式的一半。雷达图像质量得以保留:所有五个靶点相对于未融合的 FP32 参考标准均显示 0.00.0 dB SNR 偏差。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.03585,
  title  = {From 8 Seconds to 370ms: Kernel-Fused SAR Imaging on Apple Silicon via Single-Dispatch FFT Pipelines},
  author = {Mohamed Amine Bergach},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.03585},
  year   = {2026}
}