Энергия бита

[fregimus]

Беннет[1] приводит такие данные для энергии на элементарную операцию в единицах kT: нейрон рассеивает 10¹¹ kT на один импульс, а репликация ДНК — от 20 до 100 kT на вставленный нуклеотид или аминокислоту. Интересно посчитать, сколько энергии на бит вычислений расходует современный процессор.

Intel Core 2 Duo Wolfdale содержит 400 миллионов транзисторов и потребляет 70 Вт при тактовой частоте 3 ГГц (с округлением до 1 значащей цифры). Пусть 10% транзисторов переключаются в каждом такте: 400·10⁶×0,1×3·10⁹=1×10¹⁷ переключений в секунду. На них расходуется 70 Дж, 6·10⁻¹⁶ Дж на операцию. Положим kT=4·10⁻²¹ Дж (Т=300 K), получим 2­·10⁵ kT на операцию. Где-то между.

Статья Беннета о термодинамике вычислений вообще невероятно интересная, рекомендую. В ней он разбирает, как последовательности бит становятся «топливом» для молекулярных вычислительных механизмов и почему демонов Максвелла не бывает.

[1] C.H. Bennett. The Thermodynamics of Computation--a Review. Internat. J. Theoret. Phys. 21, pp. 905-940 (1982)

N. B.: Ссылка на статью починена с благодарностью anatol_olegych. Оригинальная до сих пор не открывается тоже работает.

Comments

[fregimus.livejournal.com]

Только косвенно — вероятность правильно считать бит, конечно, повышается с энергией на бит вычислений, но отнюдь не линейно.