CANN/ops-rand API 实现状态

ops-rand API 实现状态

【免费下载链接】ops-randops-rand是CANN （Compute Architecture for Neural Networks）算子库中提供的随机数生成库。项目地址: https://gitcode.com/cann/ops-rand

版本信息

• 当前版本: v1.0.0
• 更新日期: 2026-03-21
• 开发阶段: Phase 1 - Generator & Uniform

✅ 已实现接口 (Phase 1)

1. 版本管理

• aclrandGetVersion- 获取库版本号

2. 生成器管理

• aclrandCreateGenerator- 创建随机数生成器
• aclrandDestroyGenerator- 销毁生成器

3. 生成器配置

• aclrandSetGeneratorSeed- 设置生成器种子
• aclrandSetGeneratorOffset- 设置生成器偏移量
• aclrandSetGeneratorStream- 设置 ACL 流

4. 随机数生成

• aclrandGenerateUniform- 生成均匀分布随机数 (FP32)

5. 辅助工具

• aclrandGetErrorString- 获取错误字符串（待验证）

6. 已实现算子

• stateless_random_uniform_v2(无状态均匀分布) -src/stateless_random_uniform_v2/

7. 支持范围

• 生成器类型:ACLRAND_RNG_PSEUDO_DEFAULT,ACLRAND_RNG_PSEUDO_PHILOX4_32_10
• 数据类型: FP32 (float)
• 芯片: Ascend 950

⏸️ 待实现接口

Phase 2 - 分布扩展

必须实现：

• aclrandGenerateUniformDouble- 双精度均匀分布
• aclrandGenerateUniformHalf- 半精度均匀分布 (FP16)
• aclrandGenerateNormal- 单精度正态分布
• aclrandGenerate- 32 位原始随机数

重要功能：

• aclrandGenerateNormalDouble- 双精度正态分布
• aclrandGenerateNormalHalf- 半精度正态分布
• aclrandGenerateLogNormal- 对数正态分布
• aclrandGenerateLogNormalDouble- 双精度对数正态
• aclrandGenerateLogNormalHalf- 半精度对数正态
• aclrandGenerateLongLong- 64 位原始随机数

Phase 3 - 引擎扩展

必须实现：

• aclrandGeneratePoisson- 泊松分布
• aclrandCreateDiscreteDistribution- 创建离散分布
• aclrandDestroyDistribution- 销毁离散分布
• aclrandGenerateDiscrete- 离散分布采样

重要功能：

• aclrandSetQuasiRandomDimensions- 设置准随机维度
• aclrandGetDirectionVectors32- 获取 Sobol 方向向量 (32位)
• aclrandGetDirectionVectors64- 获取 Sobol 方向向量 (64位)

新增生成器类型：

• ACLRAND_RNG_PSEUDO_XORWOW
• ACLRAND_RNG_PSEUDO_MRG32K3A
• ACLRAND_RNG_PSEUDO_MTGP32
• ACLRAND_RNG_PSEUDO_LFSR113
• ACLRAND_RNG_PSEUDO_THREEFRY2_32_20
• ACLRAND_RNG_QUASI_SOBOL32
• ACLRAND_RNG_QUASI_SOBOL64

Phase 4 - 高级特性

可选功能：

• aclrandCreateGeneratorHost- Host 端生成器
• ops_rand_state_philox4x32_10- Device API 状态结构
• ops_rand_init- Device API 初始化
• ops_rand_uniform- Device API 均匀分布
• ops_rand_uniform4- Device API 批量生成
• ops_rand_normal- Device API 正态分布
• aclrandSetOrdering- 设置排序方式

⏸️ 待支持数据类型

必须实现

• FP16 (aclFloat16)
• FP64 (double)

重要功能

• BF16 (bfloat16)

可选功能

• INT32, UINT32
• INT64, UINT64

📊 实现进度统计

总体完成度: Phase 1 (Generator & Uniform) ✅

📝 开发路线图

Phase 1: Generator & Uniform ✅ (已完成)

• 基础架构搭建
• 生成器管理接口
• Philox 生成器实现
• Uniform 分布生成 (FP32)
• stateless_random_uniform_v2 算子
• 打包流程

Phase 2: 分布扩展 (下一步)

• 多数据类型支持 (FP16/FP64)
• 正态分布
• 对数正态分布
• 原始随机数生成 (32/64位)
• Box-Muller 变换算法

Phase 3: 引擎扩展

• 泊松分布
• 离散分布
• XORWOW 生成器
• Sobol 准随机生成器
• MRG32K3A 生成器

Phase 4: 高级特性

• Host 端生成器
• Device API (AscendC 内部调用)
• 性能优化
• 多流并行支持

📌 当前限制

1. 数据类型: 仅支持 FP32
2. 分布类型: 仅支持 Uniform (均匀分布)
3. 生成器: 仅支持 Philox4x32_10
4. 算子: 仅实现 stateless_random_uniform_v2
5. 不支持: 正态分布、泊松分布、离散分布、准随机序列

🔧 设计参考

• API 设计: 参考 rocrand/cuRAND
• 生成器算法: Philox4x32_10 (计数器模式)
• 测试框架: 自研轻量级测试框架

文档维护: 请在实现新接口时及时更新本文档

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