Números Aleatórios - Performance

Eu fiz um teste de performance de diferentes implementações de geradores de números aleatórios, comparando a biblioteca GSL e a MKL. O teste consistiu em calcular o tempo necessário para gera 2^30 números aleatórios (float):

1. implementação do Numerical Recipes do ran2                  ->  25 segundos
2. implementação da biblioteca GSL do Mersenne Twister  ->  15 segundos
3. implementação da biblioteca MKL do Mersenne Twister ->  5  segundos
   

 Este é o fonte do teste

Gerando números aleatórios com a biblioteca VSL (MKL)

Exemplo simples do uso dos geradores de números aleatórios da biblioteca MKL,

#include <stdio.h>
/////////////////////////////// MKL GSL Mersenne Twister
#include <mkl_vsl.h>

#define BRNG    VSL_BRNG_MT19937 
#define METHOD  0
////////////////////////////////

main ()
{

  int N = 4, sqrtN = 2 , i , j;
  int seed;
  seed = 345;
  
  float ranfloat[sqrtN]; //cada entrada corresponde a um numero aleatorio
  VSLStreamStatePtr stream; 
  vslNewStream (&stream, BRNG, seed); //semeando o gerador
  
  for (i = 0; i < sqrtN; i++)
    {
    vsRngUniform (METHOD, stream, sqrtN, ranfloat, 0.0, 1.0); //carregando sqrtN numeros
    for (j = 0; j < sqrtN; j++)
      {
      printf ("%f\n", ranfloat[sqrtN]);
      }
    }

  return (0);

}

Para compilar basta linkar as bibliotecas adequadas:

ia32,  icc exemplo.c  -lmkl_intel -lmkl_sequential -lmkl_core  -o exemplo.bin

intel64, icc exemplo.c -lmkl_intel_lp64 -lmkl_sequential -lmkl_core  -o exemplo.bin

Pontos importante:
os números são obtidos em stream, a idéia é carrega um vetor a cada chamada da função vsRngUniform, no exemplo carregamos sqrtN números entre 0 e 1 (float) distribuídos uniformente. O desempenho é melhor para sqrtN > 1000.

Outras funções: 
vdRngUniform  -  double
viRngUniform  - int

Outros geradores, funções e mais detalhes podem ser obtidos na documentação da biblioteca Vector Statistical Library VSL

How-To instalando o icc com MKL

Instalando a MKL

A Math Kernel Library MKL pode ser obtida em um pacote com compilador, debugger etc, ou separadamente. Você pode comprar o pacote (licenças acadêmicas têm desconto), testar ou obter uma licença para testes.
Eu optei pelo pacote completo.

Descompacte o arquivo, ex:

tar xvzf l_cproc_p_11.1.064.tgz

Instale com

cd l_cproc_p_11.1.064/

./install

O processo de instalação é muito simples, basta seguir as instruções.
Dentro do diretório de instalação temos a documentação, exemplo, bibliotecas etc. Sugiro um tour para conhecer o que a Intel oferece nesse pacote, provavelmente você vai encontrar muita coisa interessante.

Bom, aqui vão os passos (how-to) para fazer as coisas funcionarem:

- setar as variáveis de ambiente, o pacote traz um script que faz o serviço, basta executar o script iccvars.sh localizado dentro da pasta bin da instalação. No meu caso /home/maicon/opt. Precisamos indicar também a arquitetura desejada (intel64):

source ./iccvars.sh intel64

para evitar ter que fazer este procedimento para cada terminal aberto, vamos adicionar esse comando no bashrc

echo "source /home/maicon/opt/bin/iccvars.sh intel64" >> .bashrc

esse script inclui o compilador icc no PATH.