可逆计算将于2025年走出实验室

可逆计算作为一种颠覆性的计算范式，预计将在2025年迈出实验室，进入商业化应用的初级阶段。

1. 可逆计算的商业化进程

• Vaire Computing的突破：2024年7月，Michael Frank辞去桑迪亚国家实验室的职位，加入初创公司Vaire Computing，致力于将可逆计算从学术界推向商业化。Vaire Computing计划在2025年第一季度推出首款可逆计算芯片原型，该芯片能够回收算术电路中的能量，标志着可逆计算技术的初步商业化尝试。
• 技术目标：Vaire的目标是通过可逆计算实现高达4,000倍的能源效率提升，尽管这一目标可能需要10到15年才能完全实现。

2. 可逆计算的原理与优势

• 理论基础：可逆计算基于1961年IBM科学家Rolf Landauer提出的理论，即在不擦除信息的情况下进行计算可以避免能量消耗。Charles Bennett进一步提出通过“反计算”回收能量的方法，使可逆计算成为可能。
• 能源效率：与传统计算相比，可逆计算在理论上可以大幅降低能耗，特别是在摩尔定律和库米定律放缓的背景下，可逆计算被视为满足未来计算需求的重要替代方案。

3. 技术挑战与解决方案

• CMOS技术的适配：Vaire团队选择在传统CMOS技术上实现可逆计算，通过谐振器嵌入电路来回收能量。这种方法虽然复杂，但避免了使用超导或分子机器等更激进的技术路径。
• 谐振器的应用：谐振器通过模拟钟摆的摆动，实现能量的回收与再利用。Vaire计划在2025年推出基于LC谐振器的可逆加法器芯片，并逐步开发更复杂的AI推理专用芯片。

4. 未来展望

• AI推理芯片：Vaire预计在2027年推出专门用于AI推理的节能处理器，进一步推动可逆计算在高性能计算领域的应用。
• 长期目标：尽管可逆计算的商业化仍面临诸多挑战，但其在能源效率方面的潜力使其成为未来计算技术的重要方向之一。

5. 行业评价

• 学术界与产业界的认可：田纳西大学的Himanshu Thapliyal教授认为可逆计算技术前景广阔，但也需要克服技术难题。Zettaflops创始人Erik DeBenedictis也指出，可逆计算是重振摩尔定律的重要选项之一。

2025年将是可逆计算从实验室走向商业化的重要节点。尽管技术挑战依然存在，但其在能源效率方面的巨大潜力使其成为未来计算技术的重要发展方向。Vaire Computing的初步商业化尝试将为这一领域奠定基础，推动可逆计算在AI、高性能计算等领域的应用。