基于GPU加速的FRB实时搜寻算法研究与测试.PDF

第58卷 第2期 天 文 学 报 Vol.58 No.2 2017年3月 ACTA ASTRONOMICA SINICA Mar., 2017 doi: 10.15940/ki.0001-5245.2017.02.009 基于GPU加速的FRB实时搜寻算法 研究与测试? 王 军1,2? 陈卯蒸1 裴 鑫1 王志桥1,3 (1 中国科学院新疆天文台 乌鲁木齐 830011) (2 中国科学院大学 北京 100049) (3 新疆大学物理科学与技术学院 乌鲁木齐 830046) 摘要 新疆天文台接收机团组以南山25 m射电望远镜科研需求和计划建设的奇台110 m射电望远镜(QiTai radio Telescope, 简称QTT)关键技术研究为背景, 在原有的基 于CPU (Central Processing Unit)的快速射电暴(Fast Radio Burst, 简称FRB)搜寻算法 基础上, 研究了基于图形处理器(Graphics Processing Unit, 简称GPU)加速的FRB搜寻 算法, 并搭建了相应的FRB实时搜寻系统平台. 对CPU系统和GPU系统进行了对比与 分析, 测试结果表明: 在保证搜寻精度的基础上, 使用GPU加速的FRB实时搜寻算法相 比CPU算法计算速度可提高35–45倍. 关键词 望远镜, 方法: 数据分析, 物理数据及处理 中图分类号: P162; 文献标识码: A 1 引言 FRB又称快速射电暴, 是一种瞬时(毫秒量级)、随机、高流量的宽带射电爆发[1]. 虽然持续的时间还不到1 s, 但它所包含的能量却比太阳在几天甚至几个月中累积发出的 能量还多. 同时FRB还有很高的色散量, 目前已发现FRB的色散值基本都介于370–2000 pc·cm?3之间, 远远大于银河系内的色散量. 由于FRB在研究星系间介质以及宇宙磁场等方面具有很重要的科学意义, 所 以FRB搜寻及其后续研究成为继伽马暴和脉冲星之后天文学上又一个新研究热 点. 自2007年 天 文 学 家 首 次 发 现FRB至2016年9月1日 止, 全 世 界 的 射 电 望 远 镜 仅 发 现17个FRB信 号. 已 发 现 的FRB及 其 具 体 参 数 如 表1所 示, 以Lorimer等 人 发 现 的FRB010724[2]为例, 可以看出其色散值为375 pc·cm?3, 信噪比为23 dB. 据天文学 家早期估算这种信号1 d之内应该出现上千次, 但实际上, 科学家直到2012年才第2次发 现这种信号. 2016-09-01收到原稿, 2016-10-07收到修改稿 ?国家重点基础研究发展计划(2015CB857100)、中国科学院天文台站设备更新及重大仪器设备运 行专项经费、国家自然科学基金项目(U1431230,资助 ?wangjun@