或许你从未想过，现有计算机的运行方式对能源的挥霍，几乎相当于用一天就“砸掉”一台笔记本电脑。

　　早在上世纪70年代，人们就发现，当计算机进行运算或删除数据时，不可避免会产生大量废热。长久以来，我们一直习惯于计算机这种极度耗能的工作方式，并未重视和认真思考如何去改变。然而，随着人工智能的兴起，计算机不断增长的巨额能耗将给人类带来能源危机。提高能效，可逆计算机或成关键。

　　可逆计算机，一个听起来不太可能的路径——让处理器把每一步运算操作都做两次，正向，然后逆向。这能有效减少废热耗能。

　　传统计算机之痛，废热耗能远超运算

　　早在50年前，人们就知道提高能效需要遵循热力学原理，但囿于传统计算机的运行方式及其迅速迭代，提高能效的想法一直未能实现。如今，AI消耗的能源大部分来自化石燃料，其碳足迹增长迅速，已占到全球温室气体排放的2%，比整个航空业的排放量还要多。

　　热力学定律是处理能量、热量和熵的基本原理。为了提高效率，计算机擦除信息应是一个不可逆的过程，但这只在被擦除信息不用被恢复时才有意义。严格来说，这是违背热力学定律的。运行中的计算机是一台产热量极高的机器，因为它需要不断删除信息，废热耗能远超运算。

　　可逆计算机优势，两次运算巧妙节能

　　可逆计算机，所有运行过程都是可逆的。热力学定律规定，任何有效的不可逆过程都会伴随着熵的增加，但可逆过程可使熵保持不变，因此浪费的能量很少。如果可逆计算机最终能够成功运行AI程序，那么计算机的能耗将可大幅降低。

　　然而，要造出可逆计算机，需要颠覆现有计算理念，并从根本上革新芯片，程序员也要接受一种完全违背直觉的全新程序设计理念。可逆计算机就以这种方式巧妙利用了热力学原理，实现节能。

　　芯片最早后年上市，关键在于软硬件配合

　　早在1973年，IBM的查尔斯·班尼特就已证明，制造可执行传统计算机所有功能的可逆计算机，在理论上是可行的。可为何我们会一直囿于这种低能效的不可逆计算机呢？答案很简单：传统计算机迭代速度太快，这使可逆计算机很难与其竞争。如今随着AI带来的能源新挑战，以及传统计算机的迭代放缓，可逆计算机将迎来首个商业化机遇。

　　据Vaire公司预计，可逆计算机芯片最早2027年可投入市场。不过，要具备真正竞争力，它不仅需要芯片，还得有计算机编程语言的转型配合。加拿大麦克马斯特大学的雅克·卡雷特认为，这种逻辑上完全可逆的计算机语言，对于传统软件开发人员来说是“极不相容的”，从无到有创建一种全新的计算机语言将是一个巨大挑战。

　　未来计算空间广阔，新型芯片将迎井喷

　　“尝试开发新技术来解决计算机能耗问题，是个了不起的想法，但问题是需要多久才能投入市场，因为计算机造成的能源危机已迫在眉睫。”英国牛津大学的戴维·米顿指出，改进传统计算机软硬件的工作已在加紧进行中。除了投入可逆计算机芯片开发的Vaire公司，不少初创公司还在开发其他类型的计算机芯片，未来发展空间巨大。

（文章来源：上观新闻）