cnBeta全文版 09月24日 16:58
冰河芯片节能新突破
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英国研究团队研发的“冰河”实验性芯片通过回收并重复利用计算能耗,显著提升能效,比传统芯片节能约30%。其创新设计包括“可逆逻辑”架构和“绝热计算”机制,避免了传统芯片因数据擦除和电压跳变产生的能量浪费,为解决数据中心能耗与散热难题提供新方案。

🔬“冰河”芯片采用‘可逆逻辑’架构,支持逆运算恢复原始信息,避免传统芯片因数据擦除产生的能量损失,实现理论上的能量回收。

🌡️芯片引入‘绝热计算’机制,使电压平缓变化如钟摆,能量在电路中循环流动并部分回收,减少因电压跳变迅速耗散的热量。

⚡其关键电源管理单元直接集成于芯片内部,支持可逆计算与绝热计算的协同工作,将理论技术首次成功转化为硬件实践。

💡该芯片在测试中比执行相同任务的常规芯片节能约30%,为解决数据中心因散热需求导致的能源浪费和环境负担提供有效方案。

📜可逆计算与绝热计算的理论基础早在20世纪60年代出现,‘冰河’芯片是首个将这两种技术集成于实体硬件的范例,推动能量回收计算从理论迈向实践。

在算力需求爆炸式增长的今天,数据中心的能耗与散热问题日益严峻。然而,一项来自英国研究团队的新突破——名为“冰河”(Ice River)的实验性芯片,有望为这一挑战带来全新解决方案。与传统芯片将大部分电能转化为废热不同,“冰河”芯片能够回收并重复利用部分计算能耗,从而显著提升能效。在测试中,该芯片比执行相同任务的常规芯片节能约30%。

当前,从手机、笔记本电脑到大型数据中心,芯片运行产生的热量已成为制约性能与能效的关键因素。尤其在AI等高性能计算场景下,散热所消耗的水电资源急剧攀升,推高了运营成本与环境负担。

“冰河”芯片由英国初创公司Vaire Computing研发,其节能优势源自两项根本性的设计创新:

一是采用“可逆逻辑”架构。传统芯片在计算过程中会擦除原始数据,这一操作本身就会产生热量。而“冰河”芯片支持“逆运算”,可在完成计算后恢复原始信息,从而避免因数据擦除带来的能量损失。

二是引入“绝热计算”机制。传统芯片依赖电压的瞬间跳变来表示1和0,能量以热量形式迅速耗散。“冰河”芯片则使电压如钟摆般平缓变化,让能量在电路中有节奏地循环流动,部分能量得以回收用于后续操作。实现该功能的关键电源管理单元被直接集成于芯片内部。

可逆计算与绝热计算的理论基础早在20世纪60年代就已出现,并于90年代在麻省理工学院等机构展开初步实验。而“冰河”芯片被认为是首个将这两种技术成功集成于实体硬件的范例,标志着能量回收计算从理论仿真迈向硬件实践的关键一步。

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