表现

推荐

推荐用于一般用途的生成器PCG64或其升级变体 PCG64DXSM，用于高度并行的用例。它们在大多数平台上具有统计上的高质量、功能齐全且速度快，但在为 32 位进程编译时有些慢。请参阅使用 PCG64DXSM 升级 PCG64，了解有关何时需要使用重并行性的详细信息PCG64DXSM。

Philox速度相当慢，但其统计特性具有非常高的质量，并且通过使用唯一键很容易获得可靠独立的流。如果这是您希望用于并行流的样式，或者您是从使用该样式的另一个系统移植的，那么 Philox您可以选择。

SFC64统计上质量很高并且速度非常快。然而，它缺乏跳跃能力。如果您不使用该功能并且想要很高的速度，即使在 32 位进程上也是如此，这就是您的选择。

MT19937 未通过一些统计测试，并且与现代 PRNG 相比并不是特别快。由于这些原因，我们通常不建议单独使用它，而仅通过遗留RandomState来重现旧结果。也就是说，它在许多系统中作为默认值有着很长的历史。

时间

下面的计时是从特定分布生成 1 个随机值的时间（以 ns 为单位）。原始MT19937生成器要慢得多，因为它需要 2 个 32 位值才能等于较快生成器的输出。

整数性能具有类似的排序。

对于其他更复杂的生成器，该模式类似。传统生成器的正常性能RandomState远低于其他生成器，因为它使用 Box-Muller 变换而不是 Ziggurat 方法。由于计算对数函数以反转 CDF 的成本，指数的性能差距也很大。标记为 MT19973 的列使用与 相同的 32 位生成器， RandomState但使用 生成随机变量Generator。

	MT19937	PCG64	PCG64DXSM	菲洛克斯	证监会64	随机状态
32 位无符号整数	3.3	1.9	2.0	3.3	1.8	3.1
64 位无符号整数	5.6	3.2	2.9	4.9	2.5	5.5
制服	5.9	3.1	2.9	5.0	2.6	6.0
法线	13.9	10.8	10.5	12.0	8.3	56.8
指数	9.1	6.0	5.8	8.1	5.4	63.9
伽玛	37.2	30.8	28.9	34.0	27.5	77.0
二项式	21.3	17.4	17.6	19.3	15.6	21.4
拉普拉斯	73.2	72.3	76.1	73.0	72.3	82.5
泊松	111.7	103.4	100.5	109.4	90.7	115.2

下表显示了相对于传统生成器生成的值的性能百分比RandomState(MT19937())。使用几何平均值计算总体性能。

	MT19937	PCG64	PCG64DXSM	菲洛克斯	证监会64
32 位无符号整数	96	162	160	96	175
64 位无符号整数	97	171	188	113	218
制服	102	192	206	121	233
法线	409	第526章	第541章	第471章	第684章
指数	701	1071	1101	第784章	第1179章
伽玛	207	250	266	227	第281章
二项式	100	123	122	111	138
拉普拉斯	113	114	108	113	114
泊松	103	111	115	105	127
全面的	159	219	225	174	第251章

笔记

所有计时均使用 AMD Ryzen 9 3900X 处理器上的 Linux 进行。

不同操作系统上的性能

由于编译器和硬件可用性（例如寄存器宽度）的差异，不同平台的性能有所不同。默认位生成器已选择在 64 位平台上表现良好。 32 位操作系统上的性能有很大不同。

每个表中报告的值均相对于 MT19937 的速度进行标准化。值为 100 表示性能与 MT19937 匹配。值越高表示性能越好。这些值无法跨表进行比较。

64 位 Linux

分配	MT19937	PCG64	PCG64DXSM	菲洛克斯	证监会64
32 位无符号整数	100	168	166	100	182
64 位无符号整数	100	176	193	116	224
制服	100	188	第202章	118	228
法线	100	128	132	115	167
指数	100	152	157	111	168
全面的	100	161	168	112	192

64 位 Windows

64 位 Linux 和 64 位 Windows 上的相对性能大致相似，但 Philox 生成器有明显的例外。

分配	MT19937	PCG64	PCG64DXSM	菲洛克斯	证监会64
32 位无符号整数	100	155	131	29	150
64 位无符号整数	100	157	143	25	154
制服	100	151	144	24	155
法线	100	129	128	37	150
指数	100	150	145	28	159
全面的	100	148	138	28	154

32 位 Windows

由于寄存器宽度的原因，64 位生成器在 32 位 Windows 上的性能远低于 64 位操作系统上的性能。 MT19937 是 NumPy 自 2005 年以来就出现的生成器，可对 32 位整数进行操作。

分配	MT19937	PCG64	PCG64DXSM	菲洛克斯	证监会64
32 位无符号整数	100	24	34	14	57
64 位无符号整数	100	21	32	14	74
制服	100	21	34	16	73
法线	100	36	57	28	101
指数	100	28	44	20	88
全面的	100	25	39	18	77

笔记

Linux 计时使用 Ubuntu 20.04 和 GCC 9.3.0。 Windows 计时是使用 Microsoft C/C++ 优化编译器版本 19 (Visual Studio 2019) 在 Windows 10 上进行的。所有时序均在 AMD Ryzen 9 3900X 处理器上生成。