基于零拷贝的脉冲星GPU相干消色散算法*

王博群，张海龙,3,4，王 杰,4，冶鑫晨，王万琼， 李 嘉，张 萌，张亚州

(1. 中国科学院新疆天文台，新疆 乌鲁木齐 830011；2. 中国科学院大学，北京 100049； 3. 中国科学院射电天文重点实验室，江苏 南京 210008；4. 国家天文科学数据中心，北京 100101)

脉冲星是快速旋转的中子星，具有极强的磁场，1967年由Bell女士首次发现。自此，射电脉冲星成为现代天文学的重要研究方向之一。以射电脉冲星作为工具，可以开展高精度计时和授时、天体动力学和天体测量、强场下的引力物理、太阳系外行星、星系和星际介质、超致密物质以及极端环境下的等离子物理等方面的研究[1]。近年来，利用毫秒脉冲星进行引力波探测、脉冲星导航等研究逐渐兴起，高精度脉冲星的观测技术研究成为射电天文学的热门问题。

脉冲星的辐射极其微弱，要求射电望远镜具备很高的灵敏度。建造大口径天线、降低接收机的系统噪声和增加接收机的频带宽度是提高灵敏度的重要方法，其中增大观测带宽是经济、可行的策略，但是带宽不能无限增大。增大观测带宽，一方面给后续数据处理带来巨大压力，另一方面星际介质会对脉冲星信号产生严重的色散影响，造成脉冲轮廓的展宽和变形，严重时甚至可能无法观测到脉冲轮廓。因此在进行脉冲星相关研究时，必须对脉冲星信号进行消色散处理。

近年来，基于图形处理器的并行计算技术已成为高性能计算领域的研究热点，利用图形处理器可以大大提高科学分析、仿真等应用程序的运行速度[2]。……