Исследования показывают неизбежные затраты энергии по всем каналам связи

Каждая задача, которую мы выполняем на компьютере — будь то обработка числовых данных, просмотр видео или набор текста статьи — требует взаимодействия различных компонентов машины друг с другом. «Коммуникация имеет решающее значение для любых вычислений», — говорит бывший стипендиат SFI, аспирант Абхишек Ядав из Университета Нью-Мексико. Но ученые до конца не понимают, сколько энергии вычислительные устройства тратят на коммуникацию. В

течение последнего десятилетия профессор Дэвид Вольперт из SFI возглавлял исследования, направленные на раскрытие принципов, лежащих в основе термодинамических издержек вычислений . Вольперт отмечает, что определение «термодинамических пределов стоимости связи» — это упущенный из виду, но крайне важный вопрос в этой области,

поскольку он применим не только к компьютерам, но и к системам связи в целом. «Они — всё, что поддерживает современное общество», — говорит он. Новое исследование раскрывает информацию о стоимости энергии В статье, опубликованной в журнале Physical Review Research в соавторстве с Ядавом и Вольпертом, проливается свет на неизбежное рассеивание тепла, происходящее при передаче

информации по системе, что ставит под сомнение ранее существовавшее мнение о том, что в принципе коммуникация не влечет за собой энергетических затрат. Для проведения исследования ученые использовали и объединили принципы информатики, теории связи и стохастической термодинамики — раздела статистической физики, изучающего реальные неравновесные системы, включая смартфоны и ноутбуки. Понимание теплоотдачи в каналах Используя логическую абстракцию

типовых каналов связи, исследователи определили минимальное количество тепла, которое система должна рассеивать для передачи одной единицы информации. Эта абстракция может применяться к любому каналу связи — искусственному (например, оптический кабель) или биологическому (например, нейрон, посылающий сигнал в мозг). В реальных каналах связи всегда присутствует некоторый шум, который может мешать передаче

информации, и разработанная Ядавом и Вольпертом модель показывает, что минимальное тепловыделение как минимум равно количеству полезной информации — технически называемой взаимной информацией — которая фильтруется сквозь шум канала. Кодирование, декодирование и их

энергетические компромиссы Затем они использовали еще одну широко применимую абстракцию того, как современные компьютеры выполняют вычисления, чтобы вывести минимальные термодинамические затраты, связанные с кодированием и декодированием. Этапы кодирования и декодирования обеспечивают надежную передачу сообщений за счет снижения уровня шума в

канале. В ходе исследования ученые получили важное открытие: повышение точности передачи данных за счет улучшения алгоритмов кодирования и декодирования происходит ценой увеличения тепловыделения в системе. Последствия для будущих технологий Выявление неизбежных

энергетических затрат на передачу информации по каналам связи может помочь в создании энергоэффективных систем. Ядав считает, что архитектура фон Неймана, используемая в современных компьютерах, сопряжена со значительными энергетическими затратами, связанными с обменом данными между центральным процессором и памятью. «Принципы, которые мы излагаем, могут послужить источником

вдохновения для будущей компьютерной архитектуры», — говорит он. Поскольку эти энергетические затраты относятся ко всем каналам связи, данная работа открывает потенциальный путь для исследователей к углублению понимания различных энергоемких сложных систем, где связь имеет решающее значение, от биологических нейронов до искусственных логических схем. Несмотря на то, что мозг сжигает 20% калорий, потребляемых организмом, он использует энергию гораздо эффективнее, чем

искусственные компьютеры, говорит Ядав. «Поэтому было бы интересно посмотреть, как естественные вычислительные системы, такие как мозг, справляются с издержками, связанными с коммуникацией».

Исследования показывают неизбежные затраты энергии по всем каналам связи

Сообщает android-robot.com

Новость из рубрики: Технологии и Hi-Tech

Поделиться новостью: Поделиться новостью в Facebook Поделиться новостью в Twittere Поделиться новостью в VK Поделиться новостью в Pinterest Поделиться новостью в Reddit

Топ Новости Недели

13:17, 11 Мар Более дешевые и эффективные катоды могут снизить затраты Рассмотрим, к примеру, обычный перезаряжаемый аккумулятор: многие начинают день с того, что отключают телефон от зарядки, чтобы проверить погоду, пое...

09:17, 19 Фев Исследования показали распространенность послеродовой депрессии у отцов Новые данные свидетельствуют: послеродовая депрессия у отцов встречается почти так же часто, как у матерей, при этом риск серьезных последствий у них...

18:17, 11 Фев 50 тонн науки: в МИФИ создан детектор для исследования лучей из глубин Вселенной В экспериментальном комплексе НЕВОД НИЯУ МИФИ команда молодых ученых создала Многоцелевой детектор мюонов (МДМ) – крупномасштабную установку для иссл...

РБК Исследования рынков: Авито снова подтвердил статус платформы 1 для старта онлайн-бизнеса 07:17, 05 Фев «РБК Исследования рынков»: Авито снова подтвердил статус платформы №1 для старта онлайн-бизнеса Рейтинг исходит из результатов опроса деловой аудитории РБК, который проходил в декабре 2025 года. В нем приняли участие действующие предприниматели ...

16:17, 05 Апр Медвежья желчь: природная поддержка здоровья и энергии Здоровье и хорошее самочувствие зависят от множества факторов, включая питание, режим и заботу о внутренних органах. Современные люди все чаще ищут н...

17:17, 11 Фев В сети появилось редкое фото 26-летней дочери Фёдора и Светланы Бондарчук, которую они не показывают публике В соцсетях появилось редкое фото единственной дочери бывших супругов Фёдора и Светланы Бондарчук. На семейном снимке 26-летняя Варвара, которой в ран...

16:17, 21 Фев Уязвимости в системах безопасности Tesla Model 3 и Cybertruck показывают, как можно взломать подключенные к сети автомобили Согласно исследованию Северо-восточного университета, опубликованному на сервере препринтов arXiv , хакеры могут использовать беспроводные системы в ...

21:17, 09 Апр На что способна видеокарта Intel Arc Pro B70. Тесты показывают, что эта модель с 32 ГБ памяти порой может быть весьма быстрой Но всё зависит от ПОIntel недавно выпустила на рынок профессиональную карту Arc Pro B70 с 32 ГБ памяти за 950 долларов. Ресурс Hardware Luxx добрался...

19:17, 19 Фев Новый полимерный сплав может решить проблему хранения энергии В гонке за создание более лёгкой, безопасной и эффективной электроники — от электромобилей до трансконтинентальных энергетических сетей — один компон...

13:17, 11 Мар Гибридная «суперпена» использует напечатанные на 3D-принтере распорки для поглощения в 10 раз больше энергии Исследователи в области аэрокосмической инженерии и материаловедения из Техасского университета A&M и Армейской исследовательской лаборатории DEVCOM ...

02:17, 12 Мар Телевизоры Hisense показывают рекламу при включении и даже просто при переключении каналов. Жалобы поступают от пользователей из разных стран Реклама давно стала неотъемлемой частью IT-рынка, но порой она появляется там, где её никогда не было и где её не ждали. Владельцы телевизоров Hisens...

22:17, 10 Апр Лунная розетка: Япония хочет решить вопрос дефицита энергии за счет спутника Япония вознамерилась превратить Луну в гигантскую розетку для Земли. Идея звучит как сценарий из аниме: опоясать спутник кольцом солнечных панелей дл...

22:17, 27 Янв Самые автономные Windows-ноутбуки? Тесты показывают, что автономность ПК с новым процессором Intel Core Ultra 3 в пересчёте на Втч лучше, чем у других Вчера мы уже видели результаты тестов новых процессоров Intel Core Ultra, и в том числе смогли примерно оценить автономность. Но авторы канала Just J...

20:17, 27 Янв Разрабатываются устойчивые к коррозии цинково-бромные проточные батареи для крупномасштабного хранения энергии в энергосистемах Ученые нашли способ вывести цинк-бромные проточные батареи на новый уровень. Улавливая коррозионно-активный бром с помощью простого молекулярного пог...

01:17, 19 Мар Океан покорится, а планета получит электричество: японцы нашли способ добычи энергии будущего Океанские просторы хранят колоссальный запас энергии, однако обуздать мощь стихии до сих пор мешала её хаотичность. Ученые из Университета Осаки пред...

14:17, 09 Фев Онколог сделал заявление о связи коронавируса и рака груди Рост заболеваемости раком молочной железы в последние годы не связан с прямым воздействием COVID-19. Такое мнение высказал врач-онколог, кандидат мед...

10:17, 28 Янв В Перми у оператора связи онлайн-мошенников изъяли 500 СИМ-карт В Перми задержан 19-летний оператор узла связи, связанного с онлайн-аферистами. В ходе операции у него изъяли оборудование для массового обзвона по в...

04:17, 23 Фев Стоматолог — о связи состояния зубов и риска смерти у пожилых Здоровье зубов — это не только красивая улыбка, но и важный показатель того, как долго сможет прожить человек. К такому выводу пришли ученые из Униве...

20:17, 27 Янв Устройство с искусственным интеллектом, использующее ионный гель и графен, сокращает потребление энергии машинным обучением в 100 раз В последние годы энергопотребление технологий машинного обучения, представленных глубоким обучением и генеративным искусственным интеллектом (ИИ), эк...

16:17, 03 Фев Форвард «Сочи» Эллис о жизни в России: «Все не так, как показывают в Америке по новостям – условия отличные, никаких проблем. В Петербурге многие знают английский – я был удивлен» Нападающий «Сочи» Макс Эллис заявил, что жизнь в России отличается от того, что показывают в американских СМИ. 26-летний хоккеист из США проводит пер...

21:17, 06 Мар Путин по телефону выразил соболезнование Пезешкиану в связи с гибелью Хаменеи В ходе телефонного разговора президент России Владимир Путин и президент Ирана Масуд Пезешкиан обсудили урегулирование ситуации на Ближнем Востоке и ...

14:17, 27 Янв Apple выпустила AirTag 2 с увеличенной дальностью связи и громким динамиком Apple представила второе поколение трекера AirTag с улучшенными характеристиками для отслеживания потерянных вещей. Новинка получила чип сверхширокоп...

06:17, 27 Фев Министр обороны Британии поручил проверить базы ВВС на связи с Эпштейном Власти Британии инициировали масштабную проверку архивов минобороны из-за возможного использования аэродромов ВВС американским финансистом Джеффри Эп...

01:17, 07 Апр Выпущен первый автомобиль без механической связи между рулем и колесами Mercedes-Benz впервые в своей истории оснастил серийную модель – обновлённый электромобиль EQS – системой электронного рулевого управления, известной...

21:17, 13 Фев Дмитриев отреагировал на решение Макрона создать канал связи с Россией Президент Франции объявил о планах создать прямой канал связи с Россией, что вызвало комментарий главы РФПИ о смене европейского подхода. Президент Ф...

02:17, 02 Апр В Тверской области чествовали сотрудников и ветеранов органов правительственной связи Глава региона Виталий Королев поздравил сотрудников и ветеранов Управления специальной связи и информации ФСО России в ЦФО с 90-летием со дня образов...

16:17, 15 Мар Американский стартап Mantis Space создаёт орбитальную сеть для передачи солнечной энергии спутникам с помощью лазеров Современные спутники зависят от солнечных панелей, но треть времени проводят в тени Земли, используя тяжёлые аккумуляторы для поддержания работы. Аме...

01:17, 11 Мар Операторы связи начали сокращать прибыль и инвестиции в сети при росте выручки Российские операторы связи нарастили выручку, но потеряли в прибыли и сократили инвестиции. Из‑за нехватки вложений под угрозой оказалось внедрение 5...

02:17, 13 Апр Мощный поток воздуха и заметная экономия энергии. Представлен умный кондиционер Xiaomi Mijia Strong Wind 1.5 HP за 395 долларов Xiaomi переработала аппаратную частьXiaomi вывела на рынок новый кондиционер Mijia Air Conditioner Strong Wind 1.5 HP. Новинка оценена в 2700 юаней (...

04:17, 11 Мар Новые фотографии Мбаппе и актрисы и модели Экспосито опубликуют в среду в журнале Semana: «Мы увидим бабочек вокруг них. Снимки ясно показывают, что между ними роман» Появились новые доказательства романа нападающего «Реала» Килиана Мбаппе и испанской актрисы и модели Эстер Экспосито. 8 марта чемпион мира в составе...

12:17, 20 Мар Доллар наступает по всем фронтам Влияние на рынок:3Готовность ФРС удерживать ставки помогла доллару.Банк Японии неожиданно для себя спас иену от разгрома. Рост цен на нефть и ястреби...

21:17, 04 Мар VoWiFi (Wi-Fi Calling): технология голосовой связи нового поколения в сетях мобильных операторов VoWiFi (Voice over Wi-Fi) — это современная технология передачи голосовых вызовов через беспроводные Wi-Fi сети с использованием инфраструктуры мобил...

14:17, 27 Фев Код ледникового периода: загадочные знаки в диких пещерах оказались древнейшей системой связи Недавние исследования пещерных артефактов возрастом около 40 000 лет вновь обострили одну из самых сложных научных дискуссий — когда и как возникла п...

11:17, 26 Фев 21-летняя новая жена Егора Бероева оборвала связи с друзьями после замужества Новость о том, что Егор Бероев после 25 лет брака с Ксенией Алфёровой женился на актрисе Анне Панкратовой, которая моложе него на 27 лет, взорвала со...

04:17, 28 Фев Мальчика из Петербурга спасали всем двором Эта история произошла 25 февраля в одном из домов по Богатырскому проспекту. "Там ребёнок в окне!" Примерно в 17.30 кассир соседнего с домом супермар...

20:17, 13 Мар брянский Красный Крест помог всем Брянское региональное отделение Российского Красного Креста завершило адресную работу с пострадавшими: ваучеры на продукты, лекарства и детскую одежд...

09:17, 08 Апр Миссия Artemis II: экипаж корабля Орион сообщил о сбоях связи и систем на пути к Луне Миссия Artemis II превращается в высокотехнологичный аттракцион с элементами бытового триллера. Корабль "Орион" уже забросил четверых счастливчиков н...

08:17, 05 Апр AirPods Max 2 вскрыли, и Apple снова сэкономила на всём AirPods Max 2 за $549 вскрыли, и внутри обнаружилась неприятная для Apple простота: кроме чипа H2, это почти те же наушники, что компания выпустила в...

00:17, 29 Мар Дешам о США: «Мы провели кучу времени в аэропорту, таких проверок я в жизни не видел. Летом добавится жара, будем тратить меньше энергии на все, что вне поля» Главный тренер сборной Франции Дидье Дешам высказался о проблемах, с которыми столкнулась команда во время визита в США на матчи с Бразилией и Колумб...

19:17, 03 Апр Повербанки подорожают на 30%. Во всем виноваты новые правила из Китая Китай совместно с 30 производителями — среди которых Xiaomi, Huawei, CATL, BYD и Anker — разработал единый стандарт безопасности для портативных акку...

05:17, 09 Мар Почему во всем мире начали строить небоскребы из дерева Небоскреб Atlassian Central в процессе строительства. Источник изображения: newatlas.com Обычно строительство небоскребов подразумевает использование...

23:17, 06 Фев Выдыхаем: Samsung Galaxy S26 Ultra получит лучший чип во всём мире Недавно в базе данных Geekbench появилась информация о корейской версии Galaxy S26 Ultra с номером модели SM-S948N. В тестах устройство показало высо...

09:17, 09 Апр Мошенники атакуют по всем фронтам: СМС, писем и звонков от них становится всё больше Специалисты по кибербезопасности фиксируют активный рост попыток мошенничества по разным каналам. Вместе с тем, провайдеры и операторы продолжают сов...

03:17, 19 Фев Google Gemini теперь сочиняет музыку: ИИ-генерация треков доступна всем Google официально добавила в своё приложение Gemini функцию генерации музыки на базе искусственного интеллекта. Теперь пользователи могут просто опис...

11:17, 18 Фев Трендовые сумки весны-2026: топ стильных моделей, которые нужны всем Ремни везде Декор ремнями мы уже видели на пальто, жакетах и обуви – теперь он уверенно переехал на сумки. Аккуратные ремешки с миниатюрными пряжками...

11:17, 26 Мар Нефтяной клондайк России: 60 миллионов баррелей ушли в Индию назло всем запретам Геополитический расчет Запада снова пошел трещинами. Пока на Ближнем Востоке полыхает пожар, перекрывающий горловину Ормузского пролива, Индия превра...

03:17, 22 Мар Модные жакеты сезона весна-лето: топ-5 стильных силуэтов, которые подойдут всем Приталенный жакет с чёткой линией плеча Один из главных фаворитов сезона – приталенный жакет с акцентной линией плеч. Такой силуэт не теряет актуальн...

20:17, 27 Фев Раньше мечтала жить в Европе, пока не побывала в гостях у друзей - они другие во всем ПрогородЗнаете, как бывает: сидишь вечером, листаешь ленту, а там — Вена, уютные улочки, кофе с яблочным штруделем. Или Париж, улочки, конечно, не та...

17:17, 26 Фев Назван алгоритм поведения жителей Тверской области при звуке сирены и сообщении "Внимание, всем!" Тверское региональное Управление МЧС проинформировало жителей Тверской области о том, что 4 марта, в среду, в 10.43 в Верхневолжье зазвучат электроси...

01:17, 19 Мар Урожай из мертвой пыли: картофель смог прорасти в суровом лунном грунте вопреки всем законам Мечты о колонизации Луны и Марса постепенно переходят из плоскости научной фантастики в строгие расчеты лабораторий. Одной из главных проблем будущих...

20:17, 17 Мар Дети-призраки выходят из тени: число беспризорных в стране начало расти вопреки всем прогнозам Цифры не лгут, они просто больно бьют по самолюбию. Впервые за полдесятилетия в России зафиксирован рост числа детей-призраков, которых официально им...

20:17, 27 Фев "Сидите там, где купили место": история самой сладкой мести в моей жизни - полезно знать всем пассажирам поездов ПроГородБывает, что покупка билета на верхнюю полку превращается в испытание. Особенно если соседи снизу решают, что всё пространство купе принадлежи...

15:17, 12 Фев Стало понятно, почему всем так нравится iPhone 17 Pro и iPhone 17 Pro Max. Спойлер: дело не в камерах и железе Apple отчиталась о рекордных продажах iPhone в последнем квартале, и один из главных драйверов роста оказался неожиданным. Не новый чип, не функции И...

17:17, 01 Апр Кожевников про Ларионова: «Не всем дают все в беспределе, как иностранцам. Мы сразу начинаем хреначить своих великих игроков! Зачем? Как болеют в НХЛ, а у нас лишь бы на голову накакать!» Двукратный олимпийский чемпион Александр Кожевников не считает, что тренер СКА Игорь Ларионов провалил работу в этом сезоне. Команда из Санкт-Петербу...

15:17, 19 Мар Гаджиев о пенальти «Зенита»: «Богатым клубам с админресурсом делаются поблажки во всем мире. Но почему идет двойное толкование? Арбитр должен судить согласно нормам правил» Почетный президент махачкалинского « Динамо » Гаджи Гаджиев высказался о судействе в чемпионате Росси после пенальти в пользу «Зенита» в матче полуфи...

14:17, 04 Фев Девушка Винисиуса рассказала, что физиотерапевт игрока проверяет ее интимный крем: «Он может проявиться на допинг-тесте. Я должна сообщать обо всем, что может вступить в контакт с Винисиусом» Вирджиния Фонсека, девушка вингера «Реала» Винисиуса Жуниора, рассказала, какие ограничения появились в ее жизни из-за отношений с футболистом. «Напр...