Distribuire energia elettrica in corrente continua...

[EcoTan]

Certamente si possono trovare delle memorie meno dissipative.
Penso tuttavia che il concetto stesso di memoria implichi qualcosa di irreversibile, uno "scatto" e quindi una dissipazione di energia.

[SandroCalligaro]

Non sono d'accordo: perché non spostarla, quell'energia?
E' un po' la stessa differenza (un po' un cambio di "paradigma") che passa tra un regolatore lineare ed un convertitore switching.

[EcoTan]

Perdonami, è un argomento un po' filosofico, io ci ho un po' riflettuto e penso che senza sacrificio di energia (diciamo così per "agganciare" l'informazione) non ci sia possibilità di memoria. Ma è un argomento OT e poi non si presta a dimostrazioni ma soltanto all'analisi critica di una serie di esempi che è possibile fornire.

[SandroCalligaro]

Non sto dicendo che non ci sia energia da utilizzare, ma solo che non serve dissiparla.

[Piercarlo]

Credo che su questa "logica adiabatica" forse PietroBaima può dire qualcosa - e spero la dica perché a me, così come è stata presentata, non torna molto... E' un po' come spostare i mobili di una stanza invece di toglierli: dove li metti?

[SandroCalligaro]

Ora andiamo veramente OT, ma se lo chiedi tu che hai aperto il thread, mi sento autorizzato

Faccio un esempio banale, che era il primo abbozzo di idea che era venuto in mente a me. In realtà le cose che ho visto proposte sono più complicate, anche perché l'esempio non è realizzabile (ma credo possa rendere l'idea)...

Immaginiamo di voler codificare un bit come la tensione su un condensatore (relativamente "grande"), che poi uno stadio di logica a valle leggerà discriminando se è maggiore o minore di metà della tensione di alimentazione.
Come "driver" per caricare o scaricare quella capacità, ci mettiamo un buck sincrono, cioè con 2 transistor invece che un transistor ed un diodo. Quel convertitore, se opportunamente pilotato (in pratica, in base all'ordine con cui si accendono i transistor), può caricare o scaricare la capacità di uscita, lavorando da buck o da boost. Se scarichiamo l'uscita, spostiamo carica dall'uscita all'alimentazione, mentre se carichiamo l'uscita è il contrario.
Idealmente non si dissipa, ma si sta segnalando e memorizzando qualcosa: tensione alta o bassa, in uscita.

[PietroBaima]

Così finiamo per andare tutti al diavolo (inteso come diavoletto di Maxwell, ovviamente )

Il discorso teorico è che, se voglio organizzare dati in una memoria, ho una diminuzione di entropia poiché passo da uno stato più disordinato ad uno più ordinato (mi si consenta l'uso di questa terminologia semplice) quindi la termodinamica mi dice che io non lo possa fare, a meno di non avviare (per forza, non per scelta) un processo parallelo che consumi più energia e aumenti l'entropia di più di quanta io l'abbia fatta diminuire organizzando i dati in memoria, riportando le cose termodinamicamente a posto.
Devi quindi succedere questo per forza: chi organizza i dati in memoria spostando i bit consuma più energia di quanta ne ricavo dalla diminuzione di entropia perché la memoria passa in uno stato a maggiore informazione.

Il discorso pratico è questo: voglio diminuire l'entropia della memoria? ok, ma devo spendere, per farlo, più energia dell'energia equivalente all'informazione contenuta nella memoria.
Immagino che il convertitore buck utilizzato per scaricare e caricare le capacità della memoria DEBBA avere un rendimento tale che l'energia dissipata superi complessivamente l'energia equivalente alla energia immagazzinata sotto forma di informazione.
Questo chiaramente non significa che il rendimento di questa tecnologia non possa essere più alto di qualche altra.

Se potessi caricare e scaricare capacità a mio piacimento facendo infiniti travasi avrei realizzato il moto perpetuo.

[richiurci]

Forse sarebbe meglio separare i 3d...comunque leggendo il link mi sembra che i progettisti logici stiano forse "scoprendo" soluzioni circuitali usate da tempo nella commutazione switching di potenza, per esempio parla della necessità di realizzare induttori ad alto Q, che devono essere off-chip.
E parla anche di carica a corrente costante invece che a tensione costante..argomenti che mi sembrano più di ottimizzazione circuitale che non di termodinamica o fisica quantistica

Insomma c'è un aspetto più teorico come spiegato da Pietro, ma forse c'è anche una spinta a commutare in maniera più efficiente di come veniva fatto finora?

[SandroCalligaro]

Immagino che il convertitore buck utilizzato per scaricare e caricare le capacità della memoria DEBBA avere un rendimento tale che l'energia dissipata superi complessivamente l'energia equivalente alla energia immagazzinata sotto forma di informazione.

Dipenderà fortemente da quanto piccola è la capacità di uscita, rispetto a quelle dei vari altri elementi (ad es. capacità di gate dei transistor che devono commutare). Altrimenti i convertitori switching non sarebbero convenienti!

In pratica, credo dipenda da quali limiti tecnologici ci sono nel rimpicciolire la capacità di uscita, rispetto a quelle dei vari transistor che la caricano e scaricano.

Dal punto di vista termodinamico (sono un profano, lo ammetto), il fatto che per trasportare energia anche "controcorrente" si consumi spesso meno dell'energia spostata è confermato dal funzionamento delle pompe di calore.

[PietroBaima]

richiurci, ti serve conoscere il Principio di Landauer. Purtroppo siamo molto lontani da questo limite, perché buttiamo via molta più energia per muovere i bit.

SandroCalligaro, non importa quanto piccola sia la capacità, ma quanto tu sia efficiente nel non perdere energia da integrare nel travaso. Inoltre, per le pompe di calore, devi considerare tutto il sistema fisico, non solo quello che ti interessa.
Con una pompa di calore tu stai raffreddando fuori
Il paragone che fai non c'entra.