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Che cosa è reversibile Computing?

  

Come la densità e la velocità di commutazione dei nostri dispositivi di calcolo continuerà ad aumentare in modo esponenziale, la quantità di energia dissipata da questi dispositivi devono rimanere ad un certo livello, altrimenti economicamente impraticabile apparecchi di raffreddamento è richiesto. Computer convenzionali eseguire operazioni logiche termodinamicamente irreversibile, che è, non è possibile estrapolare stati prima macchina basata esclusivamente su informazioni provenienti dagli Stati futuro. Informazioni, in forma di bit, viene cancellato. Questa cancellazione bit rappresenta l'entropia, che è correlata alla dissipazione del calore.

Come si utilizzano tecniche sempre più avanzate per progettare i nostri circuiti integrati, la dissipazione di energia per logica di funzionamento è costantemente in calo. Ma intorno al 2015 lo sviluppo raggiungerà un ostacolo fondamentale-la barriera KT-che rappresenta una quantità di energia calcolata moltiplicando la temperatura dell'ambiente di calcolo (generalmente a temperatura ambiente, o ~ 300 Kelvin) per la costante di Boltzmann. L'unico modo per penetrare questa barriera è quello di abbassare le temperature del nostro computer o per sviluppare computer termodinamicamente reversibile, che non generano entropia e quindi non dissipano quasi come molto calore come convenzionali, computer irreversibile.

Creazione di computer reversibile è una opzione molto più attraente di raffreddamento, perché abbassare l'ambiente di calcolo per la temperatura più bassa raggiungibile (~ 0 Kelvin) diminuisce solo la dissipazione di energia per unità di volume da due ordini di grandezza, mentre la costruzione reversibile computer permette la dissipazione di energia per essere ridotto in modo arbitrario.

Con la costruzione di computer che eseguono operazioni logiche reversibili, arbitrariamente bassi livelli di dissipazione del calore può essere realizzato. Lo svantaggio è che le architetture reversibile, può diventare molto complicato. Al 2015 si avvicina e l'industria informatica comincia ad avvicinarsi alla barriera kT, è probabile che i compilatori sarà progettata per massimizzare il numero di operazioni termodinamicamente reversibili entro architetture di calcolo convenzionali. Quando cominciamo a prendere in considerazione i computer costruiti da molto piccolo e veloce porte logiche, come nel nanocomputing, reversibilità diventa un elemento essenziale per mantenere la dissipazione di energia a livelli tollerabili.

La ricerca in informatica reversibili oggi è un pioniere dal MIT, il cui Pendolo progetto è stata creata appositamente per elaborare una architettura completamente reversibili computing. Poiché la massima efficienza raggiungibile computer sono necessariamente costituito da architetture reversibile, questo settore di ricerca è indispensabile se il potere e l'economia del nostro computer continuerà ad aumentare.

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