Производительность

Рекомендации

Рекомендуемый генератор для общего использования — PCG64, или его усовершенствованный вариант PCG64DXSM для задач с высокой параллельностью. Они обладают высокой статистической надёжностью, полным функционалом и быстры работают на большинстве платформ, но несколько медленнее при компиляции для 32-битных процессов. Подробнее о том, когда высокая параллельность требует использования PCG64DXSM см. в разделе Модернизация PCG64 с использованием PCG64DXSM.

Philox довольно медленный, но его статистические свойства очень качественные, и легко получить гарантированно независимый поток, используя уникальные ключи. Если вам требуется подобный подход для параллельных потоков или вы портируете систему, использующую подобный стиль, тогда Philox — ваш выбор.

SFC64 обладает высокой статистической надёжностью и очень быстрый. Однако, он не поддерживает возможность «прыжка». Если вам эта функция не нужна, а требуется высокая скорость, даже на 32-битных процессах, то это ваш выбор.

MT19937 не проходит некоторые статистические тесты и не особенно быстрый по сравнению с современными генераторами псевдослучайных чисел. По этим причинам мы не рекомендуем использовать его напрямую, только через устаревшую реализацию RandomState для воспроизведения старых результатов. Тем не менее, он имеет долгую историю использования в качестве значения по умолчанию во многих системах.

Временные характеристики

Временные характеристики ниже представляют время в наносекундах для генерации одного случайного значения из конкретного распределения. Исходный генератор MT19937 значительно медленнее, так как для получения результата ему требуются 2 32-битных значения, в отличие от более быстрых генераторов.

Производительность для целых чисел имеет аналогичный порядок.

Аналогичная закономерность наблюдается и для других, более сложных генераторов. Производительность устаревшего генератора RandomState значительно ниже других, так как он использует преобразование Бокса-Мюллера, а не метод Зиггурата. Разрыв производительности для показательных распределений также значителен из-за затрат на вычисление логарифма для обратного преобразования функции распределения. Столбец MT19973 использует тот же 32-битный генератор, что и RandomState, но генерирует случайные величины с помощью Generator.

Следующая таблица показывает производительность в процентах относительно значений, сгенерированных устаревшим генератором, RandomState(MT19937()). Общая производительность была вычислена с использованием геометрического среднего.

Производительность на разных операционных системах

Производительность различается на разных платформах из-за различий в компиляторах и доступности аппаратного обеспечения (например, разрядности регистров). Генератор по умолчанию был выбран для хорошей работы на 64-битных платформах. Производительность на 32-битных операционных системах существенно отличается.

Указанные значения нормализованы относительно скорости MT19937 в каждой таблице. Значение 100 указывает, что производительность соответствует MT19937. Более высокие значения свидетельствуют об улучшенной производительности. Эти значения нельзя сравнивать между таблицами.