RIKEN Center for Computational Science Large-scale Parallel Numerical Computing Technology Research Team



KMATH RANDOM is a large-scale parallel random number generator routine which uses the dSFMT Mersenne twister random number generating algorithm. This program set includes a test program for verification of its operation. KMATH RANDOM supports C+, C++, and Fortran90 interfaces. Its purpose is to help speed up programs in large-scale parallel computer environments by providing a fast, high-quality random number generating function to operate in those environ- ments. In large-scale Monte Carlo simulation programs and other programs, it is necessary to generate pseudorandom numbers in large quantities with minimal bias. The function provided by KMATH RANDOM generates highly uniform random number sequences with the extremely long periods needed to meet that requirement. It is designed to operate at a high speed in a parallel computer environment, to ensure that random number generation does not become the governing factor for the speed of overall program execution in large-scale parallel computer environments. The dSFMT random number generating algorithm used in KMATH RANDOM performs high-speed random number generation with an extremely long pseudorandom number sequence period of 2^{521}-1 to 2^{216091}-1 and a highly uniform distribution, and is thus characterized by excellence in both execution speed and random number quality. KMATH RANDOM employs the dSFMT internally in generating the random number sequences and thereby shares similar properties with dSFMT.

KMATH RANDOMはメルセンヌツイスタ乱数生成アルゴリズムdSFMTを用いた大規模並列乱数生成ルーチンである。本プログラムセットは、その動作検証のためのテストプログラムを含む。KMATH RANDOMはインタフェースとして、C、C++、Fortran90をサポートする。KMATH RANDOMは、並列計算機環境において動作する高速・高品質な乱数生成機能を提供することにより、大規模並列計算機環境におけるプログラム高速化を支援することを目的としている。大規模モンテカルロ・シミュレーションをはじめとするプログラムでは、偏りの少ない大量の 擬似乱数を生成する必要がある。KMATH RANDOMはその需要を満たすべく周期が極めて長く一様性の高い乱数列を生成する機能を提供する。また、大規模並列計算機環境におけるプログラムの実行時に乱数生成がプログラム全体の実行速度を律することのないよう、KMATH RANDOMは並列計算機環境で高速に動作するように設計されている。KMATH RANDOMで使用される乱数生成アルゴリズムdSFMTは、乱数生成速度が高速であり、擬似乱数列の周期が2^{521}-1から2^{216091}-1と極めて長く、さらに、高い均等分布性を備えるという、実行速度、乱数の品質の両面において優れた性質をもつ。KMATH RANDOMは、内部的にdSFMTを利用して乱数列を生成する。このため、KMATH RANDOMはdSFMTと同様の性質をもつ。


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