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Enregistrement W1990081392 · doi:10.1147/rd.461.0097

Fast pseudorandom-number generators with modulus 2 <sup>k</sup> or 2 <sup>k</sup> -1 using fused multiply-add

2002· article· en· W1990081392 sur OpenAlexaff
R. C. Agarwal, Robert Enenkel, Fred G. Gustavson, Abhay Kothari, Mohammad Zubair

Notice bibliographique

RevueIBM Journal of Research and Development · 2002
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueNumerical Methods and Algorithms
Établissements canadiensIBM (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPseudorandom number generatorComputer scienceAlgorithmMultiplicative functionCode (set theory)Random number generationDiscrete mathematicsArithmeticMathematicsProgramming language

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Many numerically intensive computations done in a scientific computing environment require uniformly distributed pseudorandom numbers in the range (0, 1) and (−1, 1). For multiplicative congruential generators with modulus 2k, k ≤ 52, and period 2k-2, we show that the cost per random number for these two distributions is 3 and 3.125 multiply–adds on RS/6000® processors. Our code, on the IBM POWER2 Model 590, produces more than 40 million uniformly distributed pseudorandom numbers per second for both ranges (0, 1) and (−1, 1). Additionally, our code sustains the 40 million per second rate for data out of cache. The Numerical Aerodynamic Simulation (NAS) parallel benchmarks use a linear congruential generator with modulus 246. Our result is about 50 times faster than the generic implementation given in the benchmarks. The extra-accuracy fused multiply-add instruction of RS/6000 machines combined with a few algorithmic innovations gives rise to the 50-fold increase. If IEEE 64-bit arithmetic is used with our Fortran code on POWER and PowerPC® architectures, the results we obtain are bit-wise identical to the generic algorithms. The paper gives several illustrations of a general technique called the Algorithm and Architecture approach. We demonstrate herein that programmer-controlled unrolling of loops is equivalent to “customized vectorization of RISC-type code.” Customized vectorization is more powerful than ordinary vectorization, and it is only possible on RISC-type machines. We illustrate its use to show that RS/6000 processors can compute the distribution (−1, 1) at the rate of 3.125 multiply–adds. We also specify a linear congruential generator that is related to the multiplicative congruential generator referred to above. It has a full period of 2k, where 2kis the modulus. The cost per random number [in the range (0, 1)] for this generator is four multiply–adds on RS/6000 processors. Our code, on the IBM POWER2 Model 590, for this generator produces more than 30 million uniformly distributed pseudorandom numbers per second for the range (0, 1). We show that this generator is “embarrassingly parallel,” or EP. Using the Algorithm and Architecture approach, we describe a new concept called “generalized unrolling.” Finally, we present a multiplicative congruential generator for which the modulus is not a power of 2. Such a generator, as well as one with modulus 2k, is selectable as the generator used in the RANDOM_NUMBER intrinsic function of IBM XL Fortran and XL High Performance Fortran. All of the generators reported here are EP. Using an IBM SP2 machine with 250 wide nodes, it is possible to compute more than ten billion uniform random numbers in a second.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,002
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,008
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Méthodes · Signal consensuel: Méthodes
Score de désaccord entre enseignants0,011
Score d'incertitude au seuil0,036

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0020,008
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,002
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0110,007

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,105
Tête enseignante GPT0,351
Écart entre enseignants0,246 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreMéthodes

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2002
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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