在iOS上的GPU上进行快速傅里叶变换

Question

我正在为iOS（即iPhone或iPad）实施大量使用快速傅里叶变换（以及一些信号处理操作，如插值和重采样）的计算密集型应用程序。什么是允许在iOS上运行FFT的最佳库和API？

我简要介绍了Apple Metal以及Apple vDSP。我不确定vDSP是否使用GPU，尽管它似乎是高度并行化的并且使用了SIMD。 Metal似乎允许访问GPU用于计算密集型应用程序，但我无法找到用于FFT和基本信号处理操作的库（类似于AMD的clFFT）。 Apple是否提供此类库？

是否有其他适用于iOS的GPU适用于计算密集型应用的API和库？

感谢。

Answer 1

vDSP实际上使用内置（从iPhone 3GS开始）NEON向量算术处理器，正如您已经说过的SIMD引擎，并且对于包括FFT在内的某些任务来说非常快。

我没有在GPU上计算FFT的经验，但我怀疑它会像vDSP中的NEON指令一样快，因为它的唯一目的是这些媒体和信号处理相关的任务。

vDSP使用引擎盖下的Arm NEON指令，使用起来非常简单。如果你想要沮丧和肮脏，你也可以手动使用NEON指令集，但我认为即使与vDSP运行时明智相提并论也是一个挑战，特别是如果你只需要开箱即用的函数如FFT。

如果您想自己测试NEON引擎，那么有一个很棒的benchmark作为Android设备的APK，用于测试常规与NEON计算。您唯一需要注意的是，如果您的数据大于L1缓存，则L2缓存访问将成为限制因素，如果您甚至超过此限制，则不会有明显的运行时优势。

Answer 2

vDSP和Accelerate在CPU上使用向量指令来并行化和加速信号处理任务。

关于iOS系统上GPGPU的FFT，我认为目前还没有这样的库。许多信号处理算法在GPGPU框架GPUImage中实现，但看起来不支持FFT，因为这些算法是使用OpenGL ES 2.0着色器实现的。 ogles_gpgpu也是如此。

iOS系统不支持OpenGL ES 3.1计算着色器，因此您应该查看Metal。

Answer 3

您会发现Surge正是您所需要的。并且它是用纯粹的Swift编写的！

Answer 4

在这里查看我的答案：https://stackoverflow.com/a/19966776/468812

虽然那里的代码使用FFT进行音频处理，但它可以应用于任何信号。