Reversibles Computing - Versionsgeschichte

RonMeier: Tippfehler; Kleinkram

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Tippfehler; Kleinkram

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	{{Belege fehlen\|komplett}}Der Begriff '''Rechnerreversibilität''' oder englisch '''Reversible Computing''' bezeichnet eine Architektur für Computer, die (wenigstens näherungsweise) reversibel ist, bei deren Berechnungen also aus dem Endresultat auch der Anfangszustand wiederhergestellt werden könnte.<ref name=":0">{{Literatur \|Autor=Tommaso Toffoli \|Titel=Reversible computing \|Sammelwerk=Automata, Languages and Programming \|Verlag=Springer \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Datum=1980 \|ISBN=~~978-~~3-540-39346-~~7 \|DOI=10.1007/~~3~~-540-10003-2_104~~ \|Seiten=632–644 \|Online=https://link.springer.com/chapter/10.1007/3-540-10003-2_104 \|Abruf=2025-02-05}}</ref>		{{Belege fehlen\|komplett}}Der Begriff '''Rechnerreversibilität''' oder englisch '''Reversible Computing''' bezeichnet eine Architektur für Computer, die (wenigstens näherungsweise) reversibel ist, bei deren Berechnungen also aus dem Endresultat auch der Anfangszustand wiederhergestellt werden könnte.<ref name=":0">{{Literatur \|Autor=Tommaso Toffoli \|Titel=Reversible computing \|Sammelwerk=Automata, Languages and Programming \|Verlag=Springer \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Datum=1980 \|ISBN=3-540-39346-3 \|Seiten=632–644 \|Online=https://link.springer.com/chapter/10.1007/3-540-10003-2_104 \|Abruf=2025-02-05 \|DOI=10.1007/3-540-10003-2_104}}</ref>

	Wichtigste Motivation für die Forschung an reversiblen Rechnerarchitekturen ist der Wunsch, die theoretische Grenze der Energieeffizienz der heutigen Rechnerarchitektur zu umgehen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Bau von [[Quantencomputer]]n interessant, da bei diesen die Wärmeentwicklung irreversibler logischer Schaltungen zu Fehlfunktionen führen würde.<ref name=":0" />		Wichtigste Motivation für die Forschung an reversiblen Rechnerarchitekturen ist der Wunsch, die theoretische Grenze der Energieeffizienz der heutigen Rechnerarchitektur zu umgehen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Bau von [[Quantencomputer]]n interessant, da bei diesen die Wärmeentwicklung irreversibler logischer Schaltungen zu Fehlfunktionen führen würde.<ref name=":0" />
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	== Praktische Anwendung ==		== Praktische Anwendung ==
	Eine Umsetzung des Prinzips eines solchen Rechners wird bereits verfolgt. ''Vaire Computing'', ein britisches Start-Up, arbeitet an einem ~~klassischem~~ Arithmetik-Prozessor, der zu Energie-Rückgewinnung auf der Basis des reversiblen Rechnens in der Lage sein soll. Der Prozessor verwendet herkömmliche [[Complementary metal-oxide-semiconductor\|CMOS]]-Logik.<ref>{{Internetquelle \|autor=Dina Genkina \|url=https://spectrum.ieee.org/reversible-computing \|titel=Reversible computing escapes the lab ~~\|werk=~~ \|hrsg=IEEE Spectrum \|datum=2025-01-02\|abruf=2025-02-18 ~~\|sprache=en~~}}</ref>		Eine Umsetzung des Prinzips eines solchen Rechners wird bereits verfolgt. ''Vaire Computing'', ein britisches Start-Up, arbeitet an einem klassischen Arithmetik-Prozessor, der zu Energie-Rückgewinnung auf der Basis des reversiblen Rechnens in der Lage sein soll. Der Prozessor verwendet herkömmliche [[Complementary metal-oxide-semiconductor\|CMOS]]-Logik.<ref>{{Internetquelle \|autor=Dina Genkina \|url=https://spectrum.ieee.org/reversible-computing \|titel=Reversible computing escapes the lab \|hrsg=IEEE Spectrum \|datum=2025-01-02 \|sprache=en \|abruf=2025-02-18}}</ref>
	== Weblinks ==		== Weblinks ==
	* [https://www.zyvex.com/nanotech/mechano.html Two Types of Mechanical Reversible Logic]		* [https://www.zyvex.com/nanotech/mechano.html Two Types of Mechanical Reversible Logic]

Atirador: Praxis, siehe EN

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Praxis, siehe EN

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	Da bei reversibler Logik keine Informationen vernichtet werden dürfen, müssen alle bei Berechnungen entstehenden zusätzlichen Bits (Zwischenergebnisse) gespeichert werden.		Da bei reversibler Logik keine Informationen vernichtet werden dürfen, müssen alle bei Berechnungen entstehenden zusätzlichen Bits (Zwischenergebnisse) gespeichert werden.

			== Praktische Anwendung ==
			Eine Umsetzung des Prinzips eines solchen Rechners wird bereits verfolgt. ''Vaire Computing'', ein britisches Start-Up, arbeitet an einem klassischem Arithmetik-Prozessor, der zu Energie-Rückgewinnung auf der Basis des reversiblen Rechnens in der Lage sein soll. Der Prozessor verwendet herkömmliche [[Complementary metal-oxide-semiconductor\|CMOS]]-Logik.<ref>{{Internetquelle \|autor=Dina Genkina \|url=https://spectrum.ieee.org/reversible-computing \|titel=Reversible computing escapes the lab \|werk= \|hrsg=IEEE Spectrum \|datum=2025-01-02\|abruf=2025-02-18 \|sprache=en}}</ref>
	== Weblinks ==		== Weblinks ==
	* [https://www.zyvex.com/nanotech/mechano.html Two Types of Mechanical Reversible Logic]		* [https://www.zyvex.com/nanotech/mechano.html Two Types of Mechanical Reversible Logic]

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Reference-Tag eingefügt

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	== Weblinks ==		== Weblinks ==

	* [https://www.zyvex.com/nanotech/mechano.html Two Types of Mechanical Reversible Logic]		* [https://www.zyvex.com/nanotech/mechano.html Two Types of Mechanical Reversible Logic]

			== Einzelnachweise ==
			<references />

	[[Kategorie:Rechnerarchitektur]]		[[Kategorie:Rechnerarchitektur]]

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	{{Belege fehlen\|komplett}}Der Begriff '''Rechnerreversibilität''' oder englisch '''Reversible Computing''' bezeichnet eine Architektur für Computer, die (wenigstens näherungsweise) reversibel ist, bei deren Berechnungen also aus dem Endresultat auch der Anfangszustand wiederhergestellt werden könnte.		{{Belege fehlen\|komplett}}Der Begriff '''Rechnerreversibilität''' oder englisch '''Reversible Computing''' bezeichnet eine Architektur für Computer, die (wenigstens näherungsweise) reversibel ist, bei deren Berechnungen also aus dem Endresultat auch der Anfangszustand wiederhergestellt werden könnte.<ref name=":0">{{Literatur \|Autor=Tommaso Toffoli \|Titel=Reversible computing \|Sammelwerk=Automata, Languages and Programming \|Verlag=Springer \|Ort=Berlin, Heidelberg \|Datum=1980 \|ISBN=978-3-540-39346-7 \|DOI=10.1007/3-540-10003-2_104 \|Seiten=632–644 \|Online=https://link.springer.com/chapter/10.1007/3-540-10003-2_104 \|Abruf=2025-02-05}}</ref>

	Wichtigste Motivation für die Forschung an reversiblen Rechnerarchitekturen ist der Wunsch, die theoretische Grenze der Energieeffizienz der heutigen Rechnerarchitektur zu umgehen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Bau von [[Quantencomputer]]n interessant, da bei diesen die Wärmeentwicklung irreversibler logischer Schaltungen zu Fehlfunktionen führen würde.		Wichtigste Motivation für die Forschung an reversiblen Rechnerarchitekturen ist der Wunsch, die theoretische Grenze der Energieeffizienz der heutigen Rechnerarchitektur zu umgehen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Bau von [[Quantencomputer]]n interessant, da bei diesen die Wärmeentwicklung irreversibler logischer Schaltungen zu Fehlfunktionen führen würde.<ref name=":0" />

	== Neumann-Landauer-Grenze ==		== Neumann-Landauer-Grenze ==

Aka: /* Weblinks */ https

2023-05-04T18:41:24Z

Weblinks: https

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	== Weblinks ==		== Weblinks ==

	* [~~http~~://www.zyvex.com/nanotech/mechano.html Two Types of Mechanical Reversible Logic]		* [https://www.zyvex.com/nanotech/mechano.html Two Types of Mechanical Reversible Logic]

	[[Kategorie:Rechnerarchitektur]]		[[Kategorie:Rechnerarchitektur]]

Fiona Weber: /* Nachteile */ Unbelegte Behauptung, die in dieser Form auch zu unkonkret ist um wahr oder falsch oder auch nur nachvollziehbar zu sein gelöscht.

2022-05-24T16:52:38Z

Nachteile: Unbelegte Behauptung, die in dieser Form auch zu unkonkret ist um wahr oder falsch oder auch nur nachvollziehbar zu sein gelöscht.

← Nächstältere Version		Version vom 24. Mai 2022, 18:52 Uhr
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	== Nachteile ==		== Nachteile ==
	Da bei reversibler Logik keine Informationen vernichtet werden dürfen, müssen alle bei Berechnungen entstehenden zusätzlichen Bits (Zwischenergebnisse) gespeichert werden.		Da bei reversibler Logik keine Informationen vernichtet werden dürfen, müssen alle bei Berechnungen entstehenden zusätzlichen Bits (Zwischenergebnisse) gespeichert werden.
	Um bei Zimmertemperatur z. B. 1 µWs Energie einsparen zu können, müssen 45 TByte Information für immer gespeichert werden.

	== Weblinks ==		== Weblinks ==

2003:C3:671C:AC00:B8CC:2202:F7A2:777F: /* Nachteile */

2021-07-12T00:57:42Z

Nachteile

← Nächstältere Version		Version vom 12. Juli 2021, 02:57 Uhr
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	== Nachteile ==		== Nachteile ==
	Da bei reversibler Logik ~~die~~ ~~Information~~ ~~erhalten~~ ~~bleiben~~ ~~muss~~, ~~entsteht~~ bei ~~einer~~ ~~Berechnung~~ ~~eine große Menge zusätzlicher~~ Bits, ~~die~~ gespeichert werden ~~müssen~~.		Da bei reversibler Logik keine Informationen vernichtet werden dürfen, müssen alle bei Berechnungen entstehenden zusätzlichen Bits (Zwischenergebnisse) gespeichert werden.
			Um bei Zimmertemperatur z. B. 1 µWs Energie einsparen zu können, müssen 45 TByte Information für immer gespeichert werden.

	== Weblinks ==		== Weblinks ==

46.114.139.215: /* Neumann-Landauer-Grenze */Mathematik-Typografie korrigiert.

2021-04-05T08:07:06Z

Neumann-Landauer-Grenze: Mathematik-Typografie korrigiert.

← Nächstältere Version		Version vom 5. April 2021, 10:07 Uhr
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	Die heutige Rechnerarchitektur basiert auf irreversibler Logik. Dies bedeutet, dass bei der Durchführung logischer Operationen Information verloren geht. So hat ein einfaches [[Konjunktion (Logik)\|AND]] zum Beispiel zwei Inputsignale aber nur ein Outputsignal. Es geht also ein [[Bit]] verloren und die Anzahl möglicher logischer Zustände reduziert sich von 4 auf 2.		Die heutige Rechnerarchitektur basiert auf irreversibler Logik. Dies bedeutet, dass bei der Durchführung logischer Operationen Information verloren geht. So hat ein einfaches [[Konjunktion (Logik)\|AND]] zum Beispiel zwei Inputsignale aber nur ein Outputsignal. Es geht also ein [[Bit]] verloren und die Anzahl möglicher logischer Zustände reduziert sich von 4 auf 2.

	Behandelt man logische Zustände wie physikalische, so gelten für sie die Regeln der [[Thermodynamik]]. Also führt eine Reduktion der Anzahl Zustände von 4 auf 2 zu einer Reduktion der Entropie um <math>\Delta S = k \cdot\ ~~log~~\,(2)</math> (mit ''k'' der [[Boltzmannkonstante]]). Die [[Entropie]]reduktion wiederum verlangt, dass eine Wärmemenge von mindestens <math>Q = ST = kT \cdot \ln(2)</math> abgegeben wird. Diese unterste Grenze für die Energie, die pro logischer Operation in modernen Computern eingesetzt wird, heißt Neumann-Landauer-Grenze (nach [[Rolf Landauer]] und [[John von Neumann]]).		Behandelt man logische Zustände wie physikalische, so gelten für sie die Regeln der [[Thermodynamik]]. Also führt eine Reduktion der Anzahl Zustände von 4 auf 2 zu einer Reduktion der Entropie um <math>\Delta S = k \cdot \ln(2)</math> (mit ''k'' der [[Boltzmannkonstante]]). Die [[Entropie]]reduktion wiederum verlangt, dass eine Wärmemenge von mindestens <math>Q = ST = kT \cdot \ln(2)</math> abgegeben wird. Diese unterste Grenze für die Energie, die pro logischer Operation in modernen Computern eingesetzt wird, heißt Neumann-Landauer-Grenze (nach [[Rolf Landauer]] und [[John von Neumann]]).

	== Reversible logische Prozesse ==		== Reversible logische Prozesse ==

Quotengrote am 10. Oktober 2016 um 13:09 Uhr

2016-10-10T13:09:19Z

← Nächstältere Version		Version vom 10. Oktober 2016, 15:09 Uhr
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	Der Begriff '''Rechnerreversibilität''' oder englisch '''Reversible Computing''' bezeichnet eine Architektur für Computer, die (wenigstens näherungsweise) reversibel ist, bei deren Berechnungen also aus dem Endresultat auch der Anfangszustand wiederhergestellt werden könnte.		{{Belege fehlen\|komplett}}Der Begriff '''Rechnerreversibilität''' oder englisch '''Reversible Computing''' bezeichnet eine Architektur für Computer, die (wenigstens näherungsweise) reversibel ist, bei deren Berechnungen also aus dem Endresultat auch der Anfangszustand wiederhergestellt werden könnte.

	Wichtigste Motivation für die Forschung an reversiblen Rechnerarchitekturen ist der Wunsch, die theoretische Grenze der Energieeffizienz der heutigen Rechnerarchitektur zu umgehen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Bau von [[Quantencomputer]]n interessant, da bei diesen die Wärmeentwicklung irreversibler logischer Schaltungen zu Fehlfunktionen führen würde.		Wichtigste Motivation für die Forschung an reversiblen Rechnerarchitekturen ist der Wunsch, die theoretische Grenze der Energieeffizienz der heutigen Rechnerarchitektur zu umgehen. Dies ist insbesondere im Hinblick auf den Bau von [[Quantencomputer]]n interessant, da bei diesen die Wärmeentwicklung irreversibler logischer Schaltungen zu Fehlfunktionen führen würde.

	== Neumann-Landauer-Grenze ==		== Neumann-Landauer-Grenze ==
	{{Hauptartikel\|Landauer-Prinzip}}		{{Hauptartikel\|Landauer-Prinzip}}
	Die heutige Rechnerarchitektur basiert auf irreversibler Logik. Dies bedeutet, dass bei der Durchführung logischer Operationen Information verloren geht. So hat ein einfaches [[Konjunktion (Logik)\|AND]] zum Beispiel zwei Inputsignale aber nur ein Outputsignal. Es geht also ein [[Bit]] verloren und die Anzahl möglicher logischer Zustände reduziert sich von 4 auf 2.		Die heutige Rechnerarchitektur basiert auf irreversibler Logik. Dies bedeutet, dass bei der Durchführung logischer Operationen Information verloren geht. So hat ein einfaches [[Konjunktion (Logik)\|AND]] zum Beispiel zwei Inputsignale aber nur ein Outputsignal. Es geht also ein [[Bit]] verloren und die Anzahl möglicher logischer Zustände reduziert sich von 4 auf 2.
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	Da bei reversibler Logik die Information erhalten bleiben muss, entsteht bei einer Berechnung eine große Menge zusätzlicher Bits, die gespeichert werden müssen.		Da bei reversibler Logik die Information erhalten bleiben muss, entsteht bei einer Berechnung eine große Menge zusätzlicher Bits, die gespeichert werden müssen.

	== ~~Weblink~~ ==		== Weblinks ==

	* [http://www.zyvex.com/nanotech/mechano.html Two Types of Mechanical Reversible Logic]		* [http://www.zyvex.com/nanotech/mechano.html Two Types of Mechanical Reversible Logic]

Biggerj1 am 13. August 2015 um 19:53 Uhr

2015-08-13T19:53:50Z

← Nächstältere Version		Version vom 13. August 2015, 21:53 Uhr
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	== Neumann-Landauer-Grenze ==		== Neumann-Landauer-Grenze ==
			{{Hauptartikel\|Landauer-Prinzip}}
	Die heutige Rechnerarchitektur basiert auf irreversibler Logik. Dies bedeutet, dass bei der Durchführung logischer Operationen Information verloren geht. So hat ein einfaches [[Konjunktion (Logik)\|AND]] zum Beispiel zwei Inputsignale aber nur ein Outputsignal. Es geht also ein [[Bit]] verloren und die Anzahl möglicher logischer Zustände reduziert sich von 4 auf 2.		Die heutige Rechnerarchitektur basiert auf irreversibler Logik. Dies bedeutet, dass bei der Durchführung logischer Operationen Information verloren geht. So hat ein einfaches [[Konjunktion (Logik)\|AND]] zum Beispiel zwei Inputsignale aber nur ein Outputsignal. Es geht also ein [[Bit]] verloren und die Anzahl möglicher logischer Zustände reduziert sich von 4 auf 2.