Hva er reversibel databehandling?

Ettersom tettheter og byttehastigheter på beregningsapparatene fortsetter å øke eksponentielt, må mengden energi som er spredt av disse enhetene forbli på et visst nivå, ellers er økonomisk upraktisk kjøleapparat nødvendig.Konvensjonelle datamaskiner utfører termodynamisk irreversible logiske operasjoner, det vil si at det ikke er mulig å ekstrapolere tidligere maskinstater kun basert på informasjon fra fremtidige stater.Informasjon, i form av biter, blir slettet.Denne biten sletting representerer entropi, som er korrelert med varmespredning.

Når vi bruker stadig mer avanserte teknikker for å designe våre integrerte kretsløp, har energispredningen per logisk drift kontinuerlig falt.Men rundt 2015 vil utviklingen nå en grunnleggende barriere - KT -barrieren - som representerer en mengde energi beregnet ved å multiplisere temperaturen på datamiljøet (generelt romtemperatur, eller ~ 300 Kelvin) med Boltzmanns konstant.Den eneste måten å trenge gjennom denne barrieren på er å enten senke temperaturen på datamaskinene våre eller å utvikle termodynamisk reversible datamaskiner som ikke genererer entropi og derfor ikke sprer seg nesten like mye varme som konvensjonelle, irreversible datamaskiner.

Å lage reversible datamaskiner er et betydelig mer attraktivt alternativ enn avkjøling, fordi senking av databehandlingsmiljøet til den laveste oppnåelige temperaturen (~ 0 Kelvin) bare reduserer energispredningen per volum enhet med to størrelsesordener, mens bygningens reversible datamaskiner tillater energidissipasjonenFor å bli redusert vilkårlig.

Ved å bygge datamaskiner som utfører reversible logiske operasjoner, kan vilkårlig lave nivåer av varmedissipasjon oppnås.Ulempen er at reversible arkitekturer kan bli ganske kompliserte.Når 2015 nærmer seg og dataindustrien begynner å nærme seg KT -barrieren, er det sannsynlig at kompilatorer vil være designet for å maksimere antall termodynamisk reversible operasjoner innen konvensjonelle databehandlingsarkitekturer.Opprettet for å utforme en fullstendig omvendt databehandlingsarkitektur.Siden den maksimale oppnåelige datamaskinens effektivitet nødvendigvis består av reversible arkitekturer, er dette forskningsområdet uunnværlig hvis kraften og økonomien til datamaskinene våre vil fortsette å øke.