Was berechnet Reversible?

Während die Dichten und die Schaltungsgeschwindigkeiten unserer Computervorrichtungen fortfahren, sich exponential zu erhöhen, muss die Menge von Energie zerstreut durch diese Vorrichtungen auf einem bestimmten Niveau bleiben, andernfalls wird ökonomisch unpraktischer abkühlender Apparat angefordert. Herkömmliche Computer führen thermodynamisch irreversible Logikbetriebe durch, d.h. ist es nicht möglich, die vorherigen Maschinenzustände zu extrapolieren, die nur nach Informationen von den zukünftigen Staaten gegründet werden. Informationen, in Form von Spitzen, werden gelöscht. Diese Spitzenentfernung stellt Entropie dar, die mit Wärmeableitung aufeinander bezogen wird.

Da wir in zunehmendem Maße vorgerückte Techniken einsetzen, um unsere integrierten Schaltungen zu entwerfen, ist die Energieableitung pro Logikbetrieb fortwährend gefallen. Aber erreicht Entwicklung herum 2015 eine grundlegende Sperre - die kT-Sperre - die eine Quantität Energie berechnet darstellt, indem es die Temperatur der rechnenumwelt (im Allgemeinen Raumtemperatur oder ~300 Kelvin) mit Boltzmann Konstante multipliziert. Die einzige Weise, diese Sperre einzudringen ist entweder niedriger zur Temperatur unserer Computer, oder, sich thermodynamisch zu entwickeln umschaltbare Computer, die nicht Entropie und folglich erzeugen, fast so viel Hitze nicht wie die herkömmlichen, irreversiblen Computer zerstreuen.

Umschaltbare Computer herzustellen ist eine significantly more attraktive Wahl als abkühlend, weil die Senkung der rechnenumwelt zur niedrigsten erreichbaren Temperatur (~0 Kelvin) nur die Energieableitung pro Maßeinheitsvolumen durch zwei Größenordnungen verringert, während das Errichten umschaltbaren der Computer erlaubt, dass die Energieableitung willkürlich verringert wird.

Indem man Computer, die umschaltbare Logikbetriebe durchführen, willkürlich errichtet, können niedrige Niveaus der Wärmeableitung erzielt werden. Das abwärts gerichtete ist, dass umschaltbare Architektur ziemlich schwierig werden kann. Während 2015 sich nähert und die rechnenindustrie anfängt, sich der kT-Sperre zu nähern, ist es wahrscheinlich, dass Compiler entworfen sind, um die Zahl thermodynamisch umschaltbaren Betrieben innerhalb der herkömmlichen rechnenarchitektur zu maximieren. Wenn wir anfangen, Computer zu betrachten hergestellt aus den sehr kleinen und schnellen Logikgattern, wie, beim Nanocomputing, wird Umkehrbarkeit eine wesentliche Eigenschaft für das Halten von Energieableitung auf erträglichen Niveaus.

Mit Forschung im Reversible, der heute rechnet, wird durch MIT vorangegangen, dessen Pendel-Projekt spezifisch verursacht wurde, um eine völlig umschaltbare rechnenarchitektur zu planen. Seit maximalem erreichbarem Computer bestehen die Leistungsfähigkeiten notwendigerweise umschaltbare Architektur, ist dieser Bereich der Forschung unentbehrlich, wenn die Leistung und die Wirtschaft unserer Computer fortfahren sich zu erhöhen.