вычислительные пределы (принцип Ландауэра и обратимые вычисления)
От: xma  
Дата: 10.03.24 17:28
Оценка:
An All-Optical General-Purpose CPU and Optical Computer Architecture
https://arxiv.org/html/2403.00045v1

  Скрытый текст


Обратимые вычисления. Часть i
https://cyberleninka.ru/article/n/obratimye-vychisleniya-chast-i

Поэтому проблема отвода тепла уже в следующем десятилетии станет гораздо более существенной и игнорировать эффект Ландауэра, оставаясь в рамках современных технологий, уже нельзя.

В результате исследователи пришли к выводу, что, без учёта тепловых шумов и требований надёжности, физический предел традиционных технологий вычислителя с плавающей точкой — 10^22 операций в секунду.

Данная ситуация выглядит как конец развития вычислительной техники в рамках существующих технологий из-за «теплового проклятия»».

Выход видят в переходе к вычислительным устройствам, реализующим обратимые вычисления3, позволяющие обойти ограничение, устанавливаемое принципом Ландауэра. При обратимых вычислениях информация не теряется, откуда следуют (теоретически) нулевые потери энергии на её обработку.


Важным является то, что обратимость необходимо поддерживать на всех уровнях вычислений: физической модели, архитектуры вычислителя, языков программирования высокого уровня и реализуемых алгоритмов: Ч. Беннетт указал, что необратимость хотя бы на одном уровне полностью разрушает положительные эффекты остальных. Отсюда следует, что для создания парадигмы обратимых вычислений требуется разработать следующие новые направления:

• теорию (алгебру и логику) обратимых вычислений;

• языки и парадигмы обратимого программирования;

• методы реализации прикладных программ и алгоритмы обратимого программирования;

• обратимую схемотехнику;

• физическую реализацию обратимых элементов.


что считается "традиционными технологиями вычислителя" ? (оптические вычисления входят туда?), и 10 зеттафлопс (10^22 FLOPS) это вычислительный предел для отдельного чипа или для суперкомпьютера ?

FLOPS
https://ru.wikipedia.org/wiki/FLOPS

а тут вот пишут что "иоттафлопс (10^24 FLOPS) будет достигнут не ранее 2040 года" (c), для супер компов я так понимаю

Принцип Ландауэра
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%B8%D0%…D1%8D%D1%80%D0%B0

В начале XXI века компьютеры при обработке одного бита рассеивали примерно в миллион раз больше тепла, чем предсказано принципом. Однако на начало 2010-х разница снизилась до нескольких тысяч, и предсказывается дальнейшее приближение к пределу Ландауэра в течение ближайших десятилетий.


Ограничения накладываемые принципом Ландауэра можно обойти путём реализации обратимых вычислений, при этом возрастают требования к объёму памяти и количеству вычислений. Иногда также высказываются предположения, что обратимые вычисления будут медленнее.


у меня такие вопросы, лимит Ландауэра для оптических вычислений тоже имеет место или как ? и если запас по нему "тысячи", то почему говорят что оптические процессоры смогут увеличить производительность в теории до миллиона раз ?

P.S.:

ну и главный вопрос, обратимые вычисления для каких задач подходят ? реально ли они могут обойти принцип Ландауэра и на сколько ? или это всё теория пока только ?
Re: вычислительные пределы (принцип Ландауэра и обратимые вычисления)
От: xma  
Дата: 10.03.24 17:42
Оценка:
xma>Принцип Ландауэра

P.S.:

если кто не понял в чём цимес, то тут интересно также что чисто по графику — до лимита Ландауэра ещё до миллиона раз (для CPU/GPU)

а вот в статье в википедии пишут что всего тысяча раз кому верить то ?
Re: вычислительные пределы (принцип Ландауэра и обратимые вычисления)
От: Qulac Россия  
Дата: 10.03.24 18:17
Оценка:
Здравствуйте, xma, Вы писали:
xma>Принцип Ландауэра

Можно температуру снизить. Давно читал про вычислительные элементы на сверхпроводниках.
Программа – это мысли спрессованные в код
Re[2]: вычислительные пределы (принцип Ландауэра и обратимые вычисления)
От: graniar  
Дата: 12.03.24 08:04
Оценка:
Здравствуйте, Qulac, Вы писали:

Q>Можно температуру снизить.


Вот только энтропию все-равно придется отводить в окружающую среду, соответственно кратно больше тепла.
Re: вычислительные пределы (принцип Ландауэра и обратимые вычисления)
От: graniar  
Дата: 12.03.24 08:10
Оценка:
Здравствуйте, xma, Вы писали:

xma>ну и главный вопрос, обратимые вычисления для каких задач подходят ?


Для любых, речь ведь не о том, чтоб совсем обратимо вычислять, а чтобы снизить количество диссипаций.
Это просто вопрос оптимизации, думаю это в основном будет задачей компиляторов, когда станет актуальным.
 
Подождите ...
Wait...
Пока на собственное сообщение не было ответов, его можно удалить.