在并行 MPI 中使用 fortran RANDOM_SEED
Using fortran RANDOM_SEED in parallel MPI
我正在尝试在 MPI 代码中使用 fortran 内部 PRNG。
我从这个 link 了解到 GFortran 使用 xorshift1024* 实现 PRNG，其周期为 2^1024 - 1。它还说：
Note that in a multi-threaded program (e.g. using OpenMP directives),
each thread will have its own random number state.
然后阅读 this 我发现：
When a new thread uses
RANDOM_NUMBER for the first time, the seed is copied from the master
seed, and forwarded N * 2^512 steps to guarantee that the random
stream does not alias any other stream in the system, where N is the
number of threads that have used RANDOM_NUMBER so far during the
program execution
如果这是 GFortran 的自动功能，它只适用于 OpenMP？如果我想使用 MPI 进行并行 PRNG 怎么办？如何确保代码对其他编译器的可移植性？
换句话说：是否有任何方法可以使用 Fortran 内部指令以可移植的方式执行 GFortran 所说的（即保证真正的并行 PRNG）？
注意：我在 MPI 中使用了数字食谱的 PRNG。几年来效果很好，但现在我在整数模型的一些假设中遇到了一些错误，数值食谱说它超出了 fortran ......所以我不知道如何解决这个问题，这就是我想要使用的方式如果可能的话，内在的 PRNG。
如果您想要用于 Fortran 程序的多流随机数生成器的便携版本，可以使用 Mersenne Twister 的多流 Fortran 版本。请参阅 http://theo.phys.sci.hiroshima-u.ac.jp/~ishikawa/PRNG/mt_stream_en.html。它使用针对不同线程通过大量步骤推进 PRNG 的概念。它由子程序调用设置和配置，因此您应该能够在各种多线程环境中使用它。
请注意，xorshoft1024* 的使用是 GFortran 非常 的新功能，它仅在开发主干版本中可用，在撰写本文时尚未发布版本这个。它将作为 GCC 7 的一部分发布，可能在 spring 2017.
因此，当您使用 MPI 时，每个 MPI 等级都是一个单独的进程，并且每个进程中的随机数生成器是完全独立的，不同进程中的 PRNG 之间没有通信（除非您自己使用 MPI 处理它，课程）。转发 PRNG 流 2^512 步的事情仅在使用同一进程中多个线程的 PRNG 时发生。
话虽这么说，xorshift1024* 有一个相当长的周期 (2^1024-1)，并且第一次在进程中使用 PRNG（再次考虑 MPI 等级）时，它是用来自OS（/dev/urandom 在 POSIX 系统上），除非它已经用 RANDOM_SEED 显式初始化。所以在实践中我认为你会没事的，不同 MPI 等级的 PRNG 流极不可能出现别名。
不，上面描述了 GFortran 版本 7 中的 PRNG。如果您想要可移植的东西，您不能依赖标准保证之外的任何东西。除了并行方面之外，对于可移植的高质量随机数，您最好使用已知的良好 PRNG 而不是依赖编译器提供的 PRNG（我有至少一个编译器产生质量差的随机数的个人经验RANDOM_NUMBER 固有的，但我不会说出供应商的名字，因为那是很多年前的事了，他们可能已经修复了它，因为我不知道他们是否还在营业。
（如果您发现新的 xorshift1024* 实现的语义很困难，请责怪 a）我，因为我设计并实现了它 b）Fortran 标准使得不可能具有具有简单语义的并行 PRNG）
我正在尝试在 MPI 代码中使用 fortran 内部 PRNG。
我从这个 link 了解到 GFortran 使用 xorshift1024* 实现 PRNG，其周期为 2^1024 - 1。它还说：
Note that in a multi-threaded program (e.g. using OpenMP directives), each thread will have its own random number state.
然后阅读 this 我发现：
When a new thread uses RANDOM_NUMBER for the first time, the seed is copied from the master seed, and forwarded N * 2^512 steps to guarantee that the random stream does not alias any other stream in the system, where N is the number of threads that have used RANDOM_NUMBER so far during the program execution
如果这是 GFortran 的自动功能，它只适用于 OpenMP？如果我想使用 MPI 进行并行 PRNG 怎么办？如何确保代码对其他编译器的可移植性？
换句话说：是否有任何方法可以使用 Fortran 内部指令以可移植的方式执行 GFortran 所说的（即保证真正的并行 PRNG）？
注意：我在 MPI 中使用了数字食谱的 PRNG。几年来效果很好，但现在我在整数模型的一些假设中遇到了一些错误，数值食谱说它超出了 fortran ......所以我不知道如何解决这个问题，这就是我想要使用的方式如果可能的话，内在的 PRNG。
如果您想要用于 Fortran 程序的多流随机数生成器的便携版本，可以使用 Mersenne Twister 的多流 Fortran 版本。请参阅 http://theo.phys.sci.hiroshima-u.ac.jp/~ishikawa/PRNG/mt_stream_en.html。它使用针对不同线程通过大量步骤推进 PRNG 的概念。它由子程序调用设置和配置，因此您应该能够在各种多线程环境中使用它。
请注意，xorshoft1024* 的使用是 GFortran 非常 的新功能，它仅在开发主干版本中可用，在撰写本文时尚未发布版本这个。它将作为 GCC 7 的一部分发布，可能在 spring 2017.
因此，当您使用 MPI 时，每个 MPI 等级都是一个单独的进程，并且每个进程中的随机数生成器是完全独立的，不同进程中的 PRNG 之间没有通信（除非您自己使用 MPI 处理它，课程）。转发 PRNG 流 2^512 步的事情仅在使用同一进程中多个线程的 PRNG 时发生。
话虽这么说，xorshift1024* 有一个相当长的周期 (2^1024-1)，并且第一次在进程中使用 PRNG（再次考虑 MPI 等级）时，它是用来自OS（/dev/urandom 在 POSIX 系统上），除非它已经用 RANDOM_SEED 显式初始化。所以在实践中我认为你会没事的，不同 MPI 等级的 PRNG 流极不可能出现别名。
不，上面描述了 GFortran 版本 7 中的 PRNG。如果您想要可移植的东西，您不能依赖标准保证之外的任何东西。除了并行方面之外，对于可移植的高质量随机数，您最好使用已知的良好 PRNG 而不是依赖编译器提供的 PRNG（我有至少一个编译器产生质量差的随机数的个人经验RANDOM_NUMBER 固有的，但我不会说出供应商的名字，因为那是很多年前的事了，他们可能已经修复了它，因为我不知道他们是否还在营业。
（如果您发现新的 xorshift1024* 实现的语义很困难，请责怪 a）我，因为我设计并实现了它 b）Fortran 标准使得不可能具有具有简单语义的并行 PRNG）