数学 > 数值分析
[提交于 2025年4月29日
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标题: 基于FFT的新兴机器数格式中的谱方法:OFP8、Bfloat16、Posit和Takum算术
标题: Spectral Methods via FFTs in Emerging Machine Number Formats: OFP8, Bfloat16, Posit, and Takum Arithmetics
摘要: 快速傅里叶变换(FFT)是高性能计算中最广泛使用的算法之一,在信号处理和偏微分方程(PDEs)数值解的谱分析中有关键应用。 这些数据密集型工作负载主要受到内存墙的限制,这促使人们探索新兴的数字格式——如OFP8(E4M3和E5M2)、bfloat16以及渐进精度的posit和takum格式——作为传统IEEE 754浮点表示的潜在替代方案。 本文评估了从8位到64位的各种格式下基于FFT的计算的准确性和稳定性。对一组多样化的图像应用了往返FFT,并对音频信号应用了短时傅里叶变换(STFT)。 结果确认了低位精度下posit算术性能强劲,takum紧随其后。posit在较高精度下表现出稳定性问题,而OFP8格式不合适,bfloat16的表现低于float16和takum。
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