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Private GIT Repository
un peu plus de description de l'algo en gpu (to be continued)
[prng_gpu.git] / prng_gpu.tex
index 57526f26331a2a8d9bed7cee992d881f7425977d..081ec9ca9e4a508e145b295fc1bdba8b1f48b174 100644 (file)
@@ -8,6 +8,7 @@
 \usepackage{moreverb}
 \usepackage{commath}
 \usepackage{algorithm2e}
 \usepackage{moreverb}
 \usepackage{commath}
 \usepackage{algorithm2e}
+\usepackage{listings}
 \usepackage[standard]{ntheorem}
 
 % Pour mathds : les ensembles IR, IN, etc.
 \usepackage[standard]{ntheorem}
 
 % Pour mathds : les ensembles IR, IN, etc.
@@ -246,7 +247,7 @@ return $x$\;
 \end{algorithm}
 
 \begin{algorithm}[h!]
 \end{algorithm}
 
 \begin{algorithm}[h!]
-\SetAlgoLined
+%\SetAlgoLined                        %%RAPH: cette ligne provoque une erreur chez moi
 \KwIn{the internal configuration $z$ (a 32-bit word)}
 \KwOut{$y$ (a 32-bit word)}
 $z\leftarrow{z\oplus{(z\ll13)}}$\;
 \KwIn{the internal configuration $z$ (a 32-bit word)}
 \KwOut{$y$ (a 32-bit word)}
 $z\leftarrow{z\oplus{(z\ll13)}}$\;
@@ -668,52 +669,111 @@ Indeed this result is weaker than the theorem establishing the chaos for the fin
 
 On parle du séquentiel avec des nombres 64 bits\\
 
 
 On parle du séquentiel avec des nombres 64 bits\\
 
-Faire le lien avec le paragraphe précédent (je considère que la stratégie s'appelle $S^i$\\
 
 In  order to  implement efficiently  a PRNG  based on  chaotic iterations  it is
 possible to improve  previous works [ref]. One solution  consists in considering
 
 In  order to  implement efficiently  a PRNG  based on  chaotic iterations  it is
 possible to improve  previous works [ref]. One solution  consists in considering
-that the  strategy used $S^i$  contains all the  bits for which the  negation is
+that the  strategy used contains all the  bits for which the  negation is
 achieved out. Then instead of applying  the negation on these bits we can simply
 achieved out. Then instead of applying  the negation on these bits we can simply
-apply the  xor operator between  the current number  and the strategy  $S^i$. In
+apply the  xor operator between  the current number  and the strategy. In
 order to obtain the strategy we also use a classical PRNG.
 
 order to obtain the strategy we also use a classical PRNG.
 
-\begin{figure}[htbp]
-\begin{center}
-\fbox{
-\begin{minipage}{14cm}
-unsigned int CIprng() \{\\
-  static unsigned int x = 123123123;\\
-  unsigned long t1 = xorshift();\\
-  unsigned long t2 = xor128();\\
-  unsigned long t3 = xorwow();\\
-  x = x\textasciicircum (unsigned int)t1;\\
-  x = x\textasciicircum (unsigned int)(t2$>>$32);\\
-  x = x\textasciicircum (unsigned int)(t3$>>$32);\\
-  x = x\textasciicircum (unsigned int)t2;\\
-  x = x\textasciicircum (unsigned int)(t1$>>$32);\\
-  x = x\textasciicircum (unsigned int)t3;\\
-  return x;\\
-\}
-\end{minipage}
+%% \begin{figure}[htbp]
+%% \begin{center}
+%% \fbox{
+%% \begin{minipage}{14cm}
+%% unsigned int CIprng() \{\\
+%%   static unsigned int x = 123123123;\\
+%%   unsigned long t1 = xorshift();\\
+%%   unsigned long t2 = xor128();\\
+%%   unsigned long t3 = xorwow();\\
+%%   x = x\textasciicircum (unsigned int)t1;\\
+%%   x = x\textasciicircum (unsigned int)(t2$>>$32);\\
+%%   x = x\textasciicircum (unsigned int)(t3$>>$32);\\
+%%   x = x\textasciicircum (unsigned int)t2;\\
+%%   x = x\textasciicircum (unsigned int)(t1$>>$32);\\
+%%   x = x\textasciicircum (unsigned int)t3;\\
+%%   return x;\\
+%% \}
+%% \end{minipage}
+%% }
+%% \end{center}
+%% \caption{sequential Chaotic Iteration PRNG}
+%% \label{algo:seqCIprng}
+%% \end{figure}
+
+
+
+\lstset{language=C,caption={C code of the sequential chaotic iterations based PRNG},label=algo:seqCIprng}
+\begin{lstlisting}
+unsigned int CIprng() {
+  static unsigned int x = 123123123;
+  unsigned long t1 = xorshift();
+  unsigned long t2 = xor128();
+  unsigned long t3 = xorwow();
+  x = x^(unsigned int)t1;
+  x = x^(unsigned int)(t2>>32);
+  x = x^(unsigned int)(t3>>32);
+  x = x^(unsigned int)t2;
+  x = x^(unsigned int)(t1>>32);
+  x = x^(unsigned int)t3;
+  return x;
 }
 }
-\end{center}
-\caption{sequential Chaotic Iteration PRNG}
-\label{algo:seqCIprng}
-\end{figure}
+\end{lstlisting}
+
+
+
 
 
-In Figure~\ref{algo:seqCIprng}  a sequential  version of our  chaotic iterations
-based PRNG  is presented.  This version  uses three classical 64  bits PRNG: the
-\texttt{xorshift},  the \texttt{xor128}  and the  \texttt{xorwow}.   These three
-PRNGs  are presented  in~\cite{Marsaglia2003}.   As each  PRNG  used works  with
-64-bits and as  our PRNG works with 32 bits, the  use of \texttt{(unsigned int)}
-selects the 32 least  significant bits whereas \texttt{(unsigned int)(t3$>>$32)}
-selects the 32  most significants bits of the  variable \texttt{t}. This version
-sucesses   the   BigCrush   of    the   TestU01   battery   [P.   L’ecuyer   and
+
+In listing~\ref{algo:seqCIprng}  a sequential  version of our  chaotic iterations
+based PRNG  is presented.  This version  uses three classical  64-bits PRNG: the
+\texttt{xorshift},   the  \texttt{xor128}  and   the  \texttt{xorwow}.   In  the
+following,  we  call them  xor-like  PRNGSs.   These  three PRNGs  are  presented
+in~\cite{Marsaglia2003}.  As each xor-like  PRNG used works with 64-bits  and as our PRNG
+works  with 32-bits, the  use of  \texttt{(unsigned int)}  selects the  32 least
+significant bits  whereas \texttt{(unsigned int)(t3$>>$32)} selects  the 32 most
+significants  bits of the  variable \texttt{t}.  So to  produce a  random number
+realizes 6  xor operations with  6 32-bits numbers  produced by 3  64-bits PRNG.
+This version  successes the  BigCrush of the  TestU01 battery [P.   L’ecuyer and
   R. Simard. Testu01].
 
 \section{Efficient prng based on chaotic iterations on GPU}
 
   R. Simard. Testu01].
 
 \section{Efficient prng based on chaotic iterations on GPU}
 
-On parle du passage du sequentiel au GPU
+In  order to benefit  from computing  power of  GPU, a  program needs  to define
+independent blocks of threads which  can be computed simultaneously. In general,
+the larger the number of threads is,  the more local memory is used and the less
+branching  instructions are  used (if,  while, ...),  the better  performance is
+obtained  on  GPU.  So  with  algorithm  \ref{algo:seqCIprng}  presented in  the
+previous section, it is possible to  build a similar program which computes PRNG
+on  GPU. The principe  consists in  assigning the  computation of  a PRNG  as in
+sequential to each thread of the GPU.  Of course, it is essential that the three
+xor-like PRNGs used  for our computation have different  parameters. So we chose
+them randomly with another PRNG. As  the initialisation is performed by the CPU,
+we have chosen to use the ISAAC PRNG to initalize all the parameters for the GPU
+version  of  our  PRNG.  The  implementation  of  the  three xor-like  PRNGs  is
+straightforward  as soon  as their  parameters have  been allocated  in  the GPU
+memory. Each xor-like  PRNGs used works with an internal  number $x$ which keeps
+the  last generated random  numbers. Other  internal variables  are used  by the
+xor-like PRNGs. More  precisely, the implementation of the  xor128, the xorshift
+and  the xorwow  respectively  require 4,  5  and 6  unsigned  long as  internal
+variables.
+
+\begin{algorithm}
+
+\KwIn{InternalVarXorLikeArray: array with internal variables of the 3 xor-like PRNGs in global memory\;
+NumThreads: Number of threads\;}
+\KwOut{NewNb: array containing random numbers in global memory}
+\If{threadId is concerned} {
+  retrieve data from InternalVarXorLikeArray[threadId] in local variables\;
+  \For{i=1 to n} {
+    compute a new PRNG as in Listing\ref{algo:seqCIprng}\;
+    store the new PRNG in NewNb[NumThreads*threadId+i]\;
+  }
+  store internal variables in InternalVarXorLikeArray[threadId]\;
+}
+
+\caption{PRNG with chaotic functions}
+\label{main kernel for the chaotic iterations based PRNG GPU version}
+\end{algorithm}
 
 \section{Experiments}
 
 
 \section{Experiments}