用于高速 4 位天体物理数据处理的 GPU 内核

干涉射电望远镜通常依赖计算昂贵的 $O(N^2)$ 相关计算；幸运的是，这些计算能很好地映射到大规模并行加速器（如低成本 GPU）上。本文描述了为新型混合 FX 相关器的基于 GPU 的 X-engine 开发的 OpenCL 内核。来自 F-engine 的信道化数据以 4 位、偏移编码的实部和虚部整数形式提供给 GPU。由于数据位宽较低，两个值可以打包到一个 32 位寄存器中，从而允许通过单条融合乘加指令对多个值进行乘法和加法运算。采用这种数据和计算打包方案，在 4.3 TOPS 的 GPU 上可执行高达 5.6 有效 tera-operations per second (TOPS) 的运算。该内核设计允许相关计算扩展至大量输入元素，仅受限于 GPU 上的最大缓冲区大小。该代码目前已在加拿大不列颠哥伦比亚省的 CHIME Pathfinder 相关器上投入实地观测运行。