软硬件随机数对比

本文对比C++中std::mt19937和硬件随机数效率。注意硬件随机数指令_rdrand32_step等属于AVX指令集。文档中说明_rdrand32_step可能会失败，失败时返回0，经过几次测试没有发现失败的情况。所以如果程序要求不严可以不管返回值。对比的结果是硬件随机数更慢。所以一般硬件随机数只产生一次用作软件随机数的种子。C++标准库中已实现了硬件随机数类，名为std::random_device。下述代码基于VS2017、OpenCV430和Qt5.9。CPU型号是Intel Core i5-7400。下面是对比所用代码：

void main()
{
    int64 t1, t2;

    uint sum = 0;
    std::mt19937 mt;
    t1 = getTickCount();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        sum += mt();
    }
    t2 = getTickCount();
    qDebug() << u8"software(ms):" << (t2 - t1) / getTickFrequency() * 1000;
    qDebug() << sum;

    sum = 0;
    t1 = getTickCount();
    for (int i = 0; i < 10000000; i++)
    {
        uint x;
        _rdrand32_step(&x);
        sum += x;
    }
    t2 = getTickCount();
    qDebug() << u8"hardware(ms):" << (t2 - t1) / getTickFrequency() * 1000;
    qDebug() << sum;
}

运行输出为：

software(ms): 45.4946
544921821
hardware(ms): 1272.13
1714828820