一种偶数基Cooley-Tukey FFT高性能实现方法

	一种偶数基Cooley-Tukey FFT高性能实现方法
	龚彤艳 1; 张广婷 2; 贾海鹏 2; 袁良 2
	2020
发表期刊	计算机科学
ISSN	1002-137X
卷号	47.0 期号:1.0 页码:31
摘要	快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)是最重要的基础算法之一,在科学计算、信号处理、图像处理等领域都有着广泛的应用。随着这些应用领域对实时性需求的进一步提高,FFT算法面临着越来越高的性能要求。在现有的FFT算法库中,FFT算法的求解速度和计算精度受到一定程度的限制,而且也少有研究者对偶数基Cooley-Tukey FFT的高性能实现提出相应的优化策略并对技术进行深入研究。基于此,文中提出了一套针对偶数基的Cooley-Tukey FFT的优化策略和方法。首先构建一个SIMD(Single Instruction Multiple Data)友好、支持混合基的蝶形网络,然后根据偶数基旋转因子特性最大限度地降低蝶形计算的复杂度,接着通过SIMD汇编优化、汇编指令重排及选择、寄存器分配策略制定、高性能矩阵转置算法等方法来优化应用,最后实现一个高性能的FFT算法库。目前,最流行、应用最广的FFT有FFTW和Intel MKL。实验结果表明,在X86计算平台上,新提出的这套针对偶数基Cooley-Tukey FFT的技术所实现的FFT算法库的性能全面优于MKL和FFTW。所提出的这套高性能算法优化和实现技术体系,可推广到除偶数基以外的其他基的实现和优化上,为进一步的研究开发工作奠定一定的基础,进而突破FFT算法在硬件平台上的性能瓶颈,实现一套针对特定平台的高性能FFT算法库。
关键词	快速傅里叶变换算法偶数基蝶形计算优化蝶形网络优化 SIMD汇编优化高性能FFT库
语种	英语
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://119.78.100.204/handle/2XEOYT63/36896
专题	中国科学院计算技术研究所期刊论文_中文
作者单位	1.贵州财经大学 2.中国科学院计算技术研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	龚彤艳,张广婷,贾海鹏,等. 一种偶数基Cooley-Tukey FFT高性能实现方法[J]. 计算机科学,2020,47.0(1.0):31.
APA	龚彤艳,张广婷,贾海鹏,&袁良.(2020).一种偶数基Cooley-Tukey FFT高性能实现方法.计算机科学,47.0(1.0),31.
MLA	龚彤艳,et al."一种偶数基Cooley-Tukey FFT高性能实现方法".计算机科学 47.0.1.0(2020):31.