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简约引擎:第三部分;共享资源的可逆计算机的性能权衡

统计力学 2021-12-02 v2

摘要

本文结束了一个三部分系列,该系列探讨物理定律对可逆计算机持续性能的限制。第一部分关注以单位时间计算操作数衡量的总体性能,但忽略了计算子单元之间或计算子单元与共享资源(如内存或化学物种)之间的相互作用。第二部分将分析扩展至考虑前一组相互作用。在本部分中,我们将分析扩展至考虑后一组相互作用,前半部分特别关注资源分配。研究发现,在大多数可设想的方案中,当“计算偏置” bb(衡量成功跃迁的净比例,并随系统规模增大而下降)趋于零时,系统无法有效运作。驱动热力学不利反应(如资源分配)对此类系统是一个非常普遍的问题,可通过提供充足的自由能过剩来解决。我们提出了一种方案,动态地为给定反应提供足够自由能,自动且快速适应所述反应的非平衡态变化——包括有利反应方向切换的情况。该方案的开销不差于第二部分中在相同机制下通信可逆计算机的开销。

关键词

引用

@article{arxiv.2012.05655,
  title  = {Engines of Parsimony: Part III; Performance Trade-offs for Reversible Computers Sharing Resources},
  author = {Hannah Earley},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.05655},
  year   = {2021}
}

备注

24 pages, 8 figures/listings