가역 컴퓨팅이란 무엇입니까?

계산 장치의 밀도와 스위칭 속도가 기하 급수적으로 계속 증가함에 따라 이러한 장치에서 소비되는 에너지의 양은 일정 수준을 유지해야합니다. 그렇지 않으면 경제적으로 비실용적 인 냉각 장치가 필요합니다. 기존의 컴퓨터는 열역학적으로 돌이킬 수없는 논리 연산을 수행합니다. 즉, 미래의 상태 정보만으로는 이전의 머신 상태를 추정 할 수 없습니다. 비트 형태의 정보가 지워집니다. 이 비트 소거는 엔트로피를 나타내며 이는 열 소산과 관련이 있습니다.

점점 더 진보 된 기술을 사용하여 집적 회로를 설계함에 따라 논리 연산 당 에너지 소비는 지속적으로 감소하고 있습니다. 그러나 2015 년경 개발은 kT 장벽이라는 기본 장벽에 도달 할 것입니다. kT 장벽은 컴퓨팅 환경의 온도 (일반적으로 실내 온도 또는 ~ 300 켈빈)에 Boltzmann 상수를 곱하여 계산 된 에너지 양을 나타냅니다. 이 장벽을 통과하는 유일한 방법은 컴퓨터의 온도를 낮추거나 엔트로피를 생성하지 않으므로 열전대 역전 형 컴퓨터를 개발하여 기존의 되돌릴 수없는 컴퓨터만큼 열을 거의 방출하지 않는 것입니다.

가역 컴퓨터를 만들면 냉각보다 훨씬 매력적인 옵션이 될 수 있습니다. 컴퓨팅 환경을 최저 도달 온도 (~ 0 켈빈)로 낮추면 단위 볼륨 당 에너지 소비가 2 배만 줄어드는 반면 가역 컴퓨터를 만들면 에너지 소비가 줄어 듭니다. 임의로 줄였습니다.

가역적 논리 연산을 수행하는 컴퓨터를 구축함으로써 임의로 낮은 수준의 열 방출을 달성 할 수 있습니다. 단점은 가역 아키텍처가 상당히 복잡해질 수 있다는 것입니다. 2015 년이 가까워지고 컴퓨팅 산업이 kT 장벽에 접근하기 시작함에 따라, 컴파일러는 기존 컴퓨팅 아키텍처 내에서 열역학적으로 가역적 인 연산의 수를 최대화하도록 설계 될 것입니다. 나노 컴퓨팅에서와 같이 매우 작고 빠른 로직 게이트로 구성된 컴퓨터를 고려하기 시작하면 가역성은 에너지 손실을 허용 가능한 수준으로 유지하는 데 필수적인 기능이됩니다.

MIT는 오늘날 가역 컴퓨팅에 대한 연구를 개척하고 있습니다. MIT는 Pendulum Project가 완전히 가역 컴퓨팅 아키텍처를 고안하기 위해 특별히 개발되었습니다. 얻을 수있는 최대 컴퓨터 효율성은 반드시 가역적 아키텍처로 구성되기 때문에 컴퓨터의 성능과 경제가 계속 향상 될 경우이 연구 영역은 필수적입니다.