fn_registry/cpp/functions/datascience/mc_metropolis_hastings_gpu.md

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name	kind	lang	domain	version	purity	signature	description	tags	uses_functions	uses_types	returns	returns_optional	error_type	imports	tested	tests	test_file_path	file_path	framework	params	output
mc_metropolis_hastings_gpu	function	cpp	datascience	1.0.0	impure	McMetropolisHastingsGpu mc_mh_gpu_create(int m_chains, int n_samples_per_run, const std::string& target_log_pdf_glsl); void mc_mh_gpu_reset(...); void mc_mh_gpu_run(...); void mc_mh_gpu_readback_chains(...); void mc_mh_gpu_readback_accepts(...); void mc_mh_gpu_destroy(...)	Metropolis-Hastings 1D paralelo en GPU: M cadenas independientes (1 thread = 1 chain). Target log-pdf inyectable como string GLSL (igual patron que gl_shader). Soporta u_user[16] para parametros sin recompilar.	montecarlo mcmc metropolis gpu sampling datascience pendiente-usar	gl_loader_cpp_gfx gpu_ssbo_cpp_gfx gpu_compute_program_cpp_gfx gpu_dispatch_cpp_gfx gpu_rng_glsl_cpp_gfx			false	error_go_core	GL/gl.h GL/glext.h vector string cstdio	false			cpp/functions/datascience/mc_metropolis_hastings_gpu.cpp	opengl	name desc m_chains Numero de cadenas independientes (1 thread por cadena). Tipico 4-32. name desc n_samples_per_run Steps por cadena en cada llamada a run. Subsiguientes runs continuan; chains[] se sobreescribe pero curr_x persiste. name desc target_log_pdf_glsl Snippet GLSL que define float target_log_pdf(float x). Puede leer u_user[0..15]. NO normaliza necesariamente. name desc master_seed Semilla base para SplitMix64. Cada cadena recibe un PCG state distinto. name desc x0 Valor inicial. Mismo para todas las cadenas si initial_xs == nullptr. name desc initial_xs (opcional) array m_chains floats. Useful para cadenas dispersas que cubran todos los modos. name desc proposal_sigma Stddev del proposal Gaussian. Tunear hasta accept rate ~0.2-0.4. name desc user_params (opcional) array <= 16 floats. Se sube a u_user[].	chains[m * n_samples_per_run] floats row-major (chain j, sample i = out[j*n + i]) — compatible con rhat_split / ess_basic. accept_counts[m] uints — accept_rate = counts[j] / total_steps_acumulado.

mc_metropolis_hastings_gpu

Equivalente GPU de metropolis_hastings_cpp_datascience. La diferencia clave: la log-pdf se inyecta como string GLSL (no std::function) y se evalua dentro del kernel — sin call overhead, todo el inner loop ocurre en GPU.

Patron tipico (mcmc-bayes Beta-Binomial)

const std::string log_pdf = R"glsl(
float target_log_pdf(float theta) {
    if (theta <= 0.0 || theta >= 1.0) return -1e30;
    float a = u_user[0]; // alpha + k
    float b = u_user[1]; // beta + (n - k)
    return (a - 1.0) * log(theta) + (b - 1.0) * log(1.0 - theta);
}
)glsl";

auto mh = fn::ds::mc_mh_gpu_create(/*m_chains=*/8,
                                   /*n_samples_per_run=*/100'000,
                                   log_pdf);
fn::ds::mc_mh_gpu_reset(mh, /*seed=*/0xC0FFEE, /*x0=*/0.5f);

float user[2] = { 8.0f, 4.0f };   // alpha+k, beta+(n-k)
fn::ds::mc_mh_gpu_run(mh, /*proposal_sigma=*/0.1f, user, 2);

std::vector<float> chains(8 * 100'000);
fn::ds::mc_mh_gpu_readback_chains(mh, chains.data());

// Convergencia: convertir a double y pasar a rhat_split
std::vector<double> chains_d(chains.begin(), chains.end());
double r = fn::ds::rhat_split(chains_d.data(), 8, 100'000);

fn::ds::mc_mh_gpu_destroy(mh);

Performance

RTX 3070, 8 cadenas × 10^6 steps con log-pdf simple: ~50 ms total. Comparado con CPU single-thread (~3 s) son 60x. La ganancia se nota cuando arrastras un slider y quieres convergencia visible en cada frame.

u_user[]

Array de 16 floats que el shader puede leer sin recompilar. Asi puedes cambiar alpha, beta, mu_prior, sigma_prior etc. desde sliders sin volver a llamar create. Si necesitas mas de 16 parametros: agrupar en SSBO custom.

Notas

• chains[] se sobreescribe en cada run. Si llamas run dos veces sin leer, solo conservas la cadena del segundo run. Para muestrear largos en chunks: leer entre runs.
• curr_x persiste: el sampler continua de donde estaba. Solo reset rebobina al x0.
• accept_counts se acumulan: para tener accept_rate por run individual, lee antes y despues y resta.
• target_log_pdf devuelve float — fp32 es suficiente para MC tipico. Para log-likelihoods muy condicionados (donde la diferencia entre log_p_curr y log_p_prop puede ser >10^7) considerar log-sum-exp manual o saturar antes de exp().
• Para sample 2D / d-dim: extender el body a float[d] target_log_pdf(float[d] x) y arrays de proposal_sigma. No incluido en esta version (usar mc_random_walk_2d_gpu para 2D especificamente).