Ученые из Черноголовки разработали библиотеку для генерации псевдослучайных чисел
РИАМО (ЧЕРНОГОЛОВКА) - 8 фев. Группа математиков из Научного центра Черноголовки РАН разработала самую совершенную и универсальную на сегодняшний день библиотеку для генерации псевдослучайных чисел, сообщил в понедельник Черноголовскому информагентству один из соавторов работы, заместитель председателя НЦЧ РАН по научной работе Лев Щур.
«Если вы подбрасываете монетку, она может упасть либо орлом, либо решкой. Это самый простой вариант моделирования результата, в котором присутствует условно только два числа. Однако в сложных моделях прогнозирования погоды, финансовых рынков, в расчетах различных взаимодействий молекул математикам требуется увеличивать вариативность в миллионы, миллиарды раз. Для этого и необходимы случайные числа. Генератор, который разработан в Черноголовке, отличается самой совершенной на сегодняшний день архитектурой, не позволяющей рядам случайных чисел повторяться или быть похожими на протяжении очень больших отрезков последовательностей», – сказал Щур.
По его словам, несмотря на кажущуюся легкость задачи, разработать алгоритм, который генерирует большое количество случайных чисел – от десятитысячных дробей до миллиарда, – крайне трудно.
Одними из лидеров в создании подобных библиотек считаются фирмы Intel и NVIDIA. Преимуществом черноголовской библиотеки является наличие там пяти-шести вариантов генераторов, разработанных в Черноголовке, пояснил Щур.
«Не бывает такого, что мы взяли и сделали лучше всех. В каких-то вещах предпочтительнее наша разработка, в каких-то – разработки этих фирм (Intel и NVIDIA – ред.). Всегда хорошо иметь возможность какой-то альтернативы. Фактически работа ведется параллельно с ведущими фирмами», – добавил собеседник информагентства.
Он отметил, что работа черноголовской библиотеки была проверена на 3 тысячах графических карт, что является своеобразным рекордом. Проверка осуществлялась на различных суперкомпьютерах, в том числе на суперкомпьютерах «Келдыш» и «Ломоносов», и на всех этих картах библиотека работала устойчиво.
Авторы разработки утверждают, что их библиотека может прекрасно работать при проведении численного моделирования методом Монте-Карло (используемый в компьютерах метод, основанный на получении большого числа реализаций случайного процесса) на системах любого масштаба, сказал Щур.
По его словам, библиотека рассчитана на использование как в компьютерах завтрашнего дня, так и в сегодняшних системах любого масштаба, начиная от простого ноутбука.
«Генераторы (псевдослучайных чисел – ред.) быстро стали востребованными в самых различных областях, главным образом – в числовом моделировании. И требования к таким генераторам постоянно ужесточаются. Их качество часто становится задачей первостепенной важности», – отметил собеседник агенства.
По его словам, недостатки одного из алгоритмов под названием RANDU, десятилетиями использовавшегося в мощных компьютерах, вскрытые в конце прошлого века, привели к тому, что достоверность результатов множества исследований, использовавших этот алгоритм, была поставлена под сомнение.
«Процедуры библиотеки (созданной черноголовскими учеными – ред.) позволяют генерировать до 10 в 19 степени независимых потоков случайных чисел, что позволяет использовать библиотеку на любых существующих суперкомпьютерах. Длина этих потоков, на которой гарантируется случайность, вообще астрономическая, оценивается порядком в 10 в 20 степени - 10 в 30 степени чисел», – подчеркнул Щур.