CMOS NAND 门的计算热力学
统计力学
2023-08-31 v1
摘要
理解给定计算系统与给定程序需要多少能量并作为热量耗散，是一个物理上有趣且实际重要的问题。然而，计算系统的热力学代价仅被部分理解。本文中，我们聚焦于一种特定逻辑门——在亚阈值区工作的 CMOS NAND 门，并从两方面分析耗散热。其一为一般 Landauer 界，即计算系统熵的变化；其二为一种依赖于系统初始分布与稳态分布之差的代价。我们发现一般 Landauer 界对该门不同输入同阶，但另一代价因输出逻辑态上初始与稳态分布之差而具有部分不同阶。我们还研究了这些代价、时间尺度与过程可靠性之间的相互作用，并发现对于不同输入，可靠性与计算耗散之间并非总存在权衡。
引用
@article{arxiv.2308.15738,
title = {Thermodynamics of Computation for CMOS NAND Gate},
author = {Daigo Yoshino and Yasuhiro Tokura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.15738},
year = {2023}
}
备注
10 pages6 figures