Wat is omkeerbaar computergebruik?

Omdat de dichtheden en schakelsnelheden van onze computationele apparaten exponentieel blijven stijgen, moet de hoeveelheid energie die door deze apparaten wordt afgevoerd op een bepaald niveau blijven, anders is economisch onpraktisch koelapparaat vereist.Conventionele computers voeren thermodynamisch onomkeerbare logische bewerkingen uit, dat wil zeggen dat het niet mogelijk is om eerdere machinestanden uitsluitend te extrapoleren op basis van informatie uit toekomstige staten.Informatie wordt in de vorm van bits gewist.Dit bituitwisseling vertegenwoordigt entropie, die is gecorreleerd met warmtedissipatie.

Terwijl we in toenemende mate geavanceerde technieken gebruiken om onze geïntegreerde circuits te ontwerpen, is de energiedissipatie per logische operatie voortdurend gevallen.Maar rond 2015 zal de ontwikkeling een fundamentele barrière bereiken - de KT -barrière - die een hoeveelheid energie vertegenwoordigt die berekend is door de temperatuur van de computeromgeving (meestal kamertemperatuur of ~ 300 kelvin) te vermenigvuldigen met Boltzmanns constant.De enige manier om deze barrière binnen te dringen, is door de temperatuur van onze computers te verlagen of thermodynamisch omkeerbare computers te ontwikkelen die geen entropie genereren en daarom niet bijna evenveel warmte verdwijnen als conventionele, onomkeerbare computers.

Omkeerbare computers te creëren is een aanzienlijk aantrekkelijkere optie dan koeling, omdat het verlagen van de computeromgeving tot de laagste haalbare temperatuur (~ 0 kelvin) de energiedissipatie per volume -eenheid volume verlaagt met twee orden van grootte, terwijl omkeerbare computers van gebouwen de energiedissipatie mogelijk maaktwillekeurig worden verminderd.

door computers te bouwen die omkeerbare logische bewerkingen uitvoeren, kunnen willekeurig lage niveaus van warmtedissipatie worden bereikt.Het nadeel is dat omkeerbare architecturen behoorlijk ingewikkeld kan worden.Naarmate 2015 nadert en de computerindustrie de KT -barrière begint te benaderen, is het waarschijnlijk dat compilers worden ontworpen om het aantal thermodynamisch omkeerbare bewerkingen binnen conventionele computerarchitecturen te maximaliseren.Gemaakt om een volledig omkeerbare computerarchitectuur te bedenken.Aangezien de maximale haalbare computerefficiëntie noodzakelijkerwijs bestaat uit omkeerbare architecturen, is dit onderzoeksgebied onmisbaar als de kracht en economie van onze computers zullen blijven toenemen.