什么是可逆计算？(reversible computing?)

随着计算设备的密度和开关速度继续呈指数增长，这些设备消耗的能量必须保持在一定水平，否则就需要经济上不实用的冷却设备。传统的计算机执行热力学上不可逆的逻辑运算，也就是说，仅仅根据未来状态的信息来推断先前的机器状态是不可能的。以位的形式存在的信息被擦除。该位擦除表示熵，熵与热耗散相关。...

随着计算设备的密度和开关速度继续呈指数增长，这些设备消耗的能量必须保持在一定水平，否则就需要经济上不实用的冷却设备。传统的计算机执行热力学上不可逆的逻辑运算，也就是说，仅仅根据未来状态的信息来推断先前的机器状态是不可能的。以位的形式存在的信息被擦除。该位擦除表示熵，熵与热耗散相关。

随着我们采用越来越先进的技术来设计我们的集成电路，每个逻辑操作的能耗一直在下降。但在2015年左右，开发将达到一个基本屏障——kT屏障——它表示计算环境温度（通常为室温或~300开尔文）乘以玻尔兹曼常数计算出的能量量。突破这一障碍的唯一方法是降低计算机的温度，或者开发热力学可逆计算机，这种计算机不会产生熵，因此不会像传统的、不可逆的计算机那样散热。

创建可逆计算机比冷却更具吸引力，因为将计算环境降至可达到的最低温度（~0开尔文）只会将单位体积的能耗降低两个数量级，而建造可逆计算机可以任意减少能量耗散。

通过构建执行可逆逻辑操作的计算机，可以实现任意低水平的散热。缺点是可逆体系结构可能变得相当复杂。随着2015年的临近，计算行业开始接近kT壁垒，编译器的设计可能会使传统计算架构中的热力学可逆操作数量最大化。当我们开始考虑从非常小的和快速的逻辑门构造的计算机，就像在纳米计算中一样，可逆性成为保持能量耗散在可容忍水平的一个基本特征。

当今可逆计算的研究由麻省理工学院（MIT）首创，其钟摆项目是专门为设计完全可逆计算架构而创建的。由于可达到的最大计算机效率必须由可逆体系结构构成，因此，如果我们的计算机的功率和经济性将继续增加，这一研究领域是必不可少的。

发表于 2021-12-14 15:32
阅读 ( 102 )
分类：互联网

你可能感兴趣的文章

可逆的(reversible)和不可逆细胞损伤(irreversible cell injury)的区别

...可逆性细胞损伤的关键区别。目录 1. 概述和主要区别 2. 什么是可逆性细胞损伤 3. 什么是不可逆转的细胞损伤 4. 可逆性和不可逆性细胞损伤的相似性 5. 并列比较-可逆和不可逆细胞损伤的表格形式 6. 摘要什么是可逆性损伤(rever...

发布于 2020-10-20 13:41
阅读 ( 232 )

可逆的(reversible)和不可逆抑制(irreversible inhibition)的区别

...逆抑制和不可逆抑制的区别。目录 1. 概述和主要区别 2. 什么是可逆抑制 3. 什么是不可逆抑制 4. 可逆抑制与不可逆抑制的相似性 5. 并列比较-可逆抑制与不可逆抑制的表格形式 6. 摘要什么是可逆抑制(reversible inhibition)？在可逆...

发布于 2020-10-21 20:24
阅读 ( 568 )

周期性(cyclic)和可逆过程(reversible process)的区别

...够逆转的过程。这是循环过程和可逆过程的关键区别。什么是循环过程(cyclic process)？循环过程是一个过程，系统返回到它开始时相同的热力学状态。循环过程的总焓变化等于零，因为最终和初始热力学状态没有变化。换言之，...

发布于 2020-10-22 18:27
阅读 ( 331 )

如何安装和使用adb，android调试桥工具

...个包含在googleandroid SDK中的命令行工具。ADB可以通过USB从计算机上控制你的设备，来回复制文件，安装和卸载应用程序，运行shell命令，等等。我们还介绍了其他一些需要ADB的技巧，包括备份和恢复您的智能**或平板电脑，以及...

发布于 2021-04-09 00:32
阅读 ( 198 )

如何找到通过以太网直接连接到第一台计算机的第二台计算机的ip地址？

...计算机，那么查找第二台计算机的IP地址最简单的方法是什么？今天的超级用户问答帖子为沮丧的读者提供了一些有用的建议。今天的问答环节是由SuperUser提供的，SuperUser是Stack Exchange的一个分支，是一个由社区驱动的问答网站...

发布于 2021-04-10 03:08
阅读 ( 215 )

不可逆酶抑制剂的区别(differences between irreversible enzyme inhibitors)和可逆酶抑制剂(reversible enzyme inhibitors)的区别

...的酶活性的过程。酶抑制剂可分为不可逆和可逆两类。什么是不可逆酶抑制剂(irreversible enzyme inhibitors)？不可逆的抑制剂与酶紧密结合，因此与酶的解离非常缓慢。它们可以与目标形成共价键或非共价键。许多重要的药物，如...

发布于 2021-06-25 15:36
阅读 ( 378 )

雾计算(fog computing)和边缘计算(edge computing)的区别

...，使之更接近于产生和消费数据的事物。但这两种技术是什么？它们有什么不同？什么是雾计算(fog computing)？ Fog计算一词由Cisco首创，定义为云计算范式从网络核心向网络边缘的延伸。雾计算是一个中间层，它扩展了云层，...

发布于 2021-06-26 10:06
阅读 ( 577 )

生物计算机(bio computer)和量子计算机(quantum computer)的区别

...命性的科学理论，它产生了一种新的计算和信息观。什么是生物计算机(bio computer)？生物计算机是一种特殊类型的微型计算机，利用生物分子作为计算和设计计算机的支持。生物分子是生物衍生的分子，是指由生物体产生的...

发布于 2021-06-26 11:13
阅读 ( 412 )

细菌计算(bacterial computing)和计算机(computers)的区别

...决某些特定的生物学应用，如细菌信号通路检测等。什么是细菌计算(bacterial computing)？细菌计算是合成生物学的一个概念子集，起源于活细胞对现有环境条件的适应性反应。细菌计算的目的是建立细菌计算机来解决复杂的...

发布于 2021-06-26 13:47
阅读 ( 185 )

可逆的(reversible)和不可逆过程(irreversible process)的区别

...不能通过逆转获得系统的初始状态。覆盖的关键领域 1.什么是可逆过程-定义，用例子解释特征2.什么是不可逆过程-定义，用例子解释特征3.可逆过程和不可逆过程的区别是什么-主要区别的比较关键项：有限变化、无穷小、不可...

发布于 2021-06-29 16:05
阅读 ( 675 )

什么是可逆计算？(reversible computing?)

你可能感兴趣的文章

相关推荐