c++ - std::mt19937_64 比 std::mt19937 快吗？

Question

假设 64 位架构，mt19937_64 是否比 32 位版本 mt19937 具有更高的吞吐量(位/秒)？

矢量化之后呢？

Answer 1

正如@byjoe 指出的，这显然取决于编译器。

在这种情况下，它似乎比通常情况下更依赖编译器。例如，评论中链接的 Boost 测试使用 VC++ 2010 的编译器，并且显示使用 mt19937_64 时每秒随机位数仅略有增加。

为了获得更多最新信息，我做了一个简单的测试:

#include <random>
#include <chrono>
#include <iostream>
#include <iomanip>

template <class T, class U>
U test(char const *label, U count) {
    using namespace std::chrono;
    T gen(100);

    U result = 0;

    auto start = high_resolution_clock::now();
    for (U i = 0; i < count; i++)
        result ^= gen();
    auto stop = high_resolution_clock::now();
    std::cout << "Time for " << std::left << std::setw(12) << label
        << duration_cast<milliseconds>(stop - start).count() << "\n";
    return result;
}

int main(int argc, char **argv) {
    unsigned long long limit = 1000000000;

    auto result1 = test<std::mt19937>("mt19937: ", limit);
    auto result2 = test<std::mt19937_64>("mt19937_64: ", limit);

    std::cout << "Ignore: " << result1 << ", " << result2 << "\n";
}

使用 VC++ 2015 udpate 3(使用/o2b2/GL，虽然它可能并不重要)，我得到了如下结果:

Time for mt19937:    4339
Time for mt19937_64: 4215
Ignore: 2598366015, 13977046647333287932

这表明 mt19937_64 每次调用的速度稍快，因此每比特速度是 mt19937 的两倍多。使用 MinGW(使用 -O3)，结果更像是从 Boost 站点链接的结果:

Time for mt19937:    2211
Time for mt19937_64: 4183
Ignore: 2598366015, 13977046647333287932

在这种情况下，mt19937_64 每次调用所花费的时间略少于两倍，因此它的每位速度仅稍快一些。最高的整体速度似乎来自 g++ 和 mt19937_64，但 g++ 和 VC++ 之间的差异(在这些运行中)小于 1%，所以我不确定它是否可重现。

就其值(value)而言，使用 VC++ 的 mt19937 和 mt19937_64 之间的速度差异(每次调用)也非常小，但似乎可以重现——在我的测试中这种情况一直存在。我确实想知道这是否(至少部分)是时钟管理的问题——当代码第一次启动时，CPU 处于空闲状态，时钟已经变慢，所以第一次运行的第一部分是在较低的时钟速度。为了检查，我颠倒了先测试 mt19937_64 的顺序。我认为我的假设至少部分正确——当我颠倒顺序时，mt19937_64 与 mt19937 相比变慢了，因此它们在每次调用的基础上与 VC++ 几乎相同。