상보 형 FET 중 하나가 항상 비전도 모드에 있기 때문에 CMOS는 IC의 전류 소모를 크게 줄이므로 상태 간 전환 중에는 전류의 흐름 만 존재합니다. 이는 게이트의 등가 커패시턴스의 두 게이트가 잠시 열려있을 때 약간의 누출이있을 수 있습니다.
이론적으로 상태를 변경하는 동안 (현실적인 기술을 사용하여) 누설이없는 논리 게이트를 만드는 것이 가능하며 신호가 전압의 변화로 다른 회로의 전압 변화로 회로를 통과하는 것입니까? 그렇지 않다면 이론상 최소값은 얼마입니까?
답변:
전류가 항상 0 인 경우에도 작동하는 전자 논리 게이트를 만들 수 없습니다.
그러나, 트랜지스터 게이트 상에 용량 적으로 저장된 에너지가 나중에 전원으로 되돌아가는 방식으로 CMOS 전자 로직 게이트를 배열하는 것이 가능하므로, 거의 제로 순 전력을 사용하고있다. 시스템의 전원이 켜지고 모든 바이 패스 커패시터가 완전히 충전되면 로직 게이트는 배터리에서 거의 제로 전류를 끌어 내면서 임의로 많은 양의 계산을 수행 할 수 있습니다. 이러한 구성을 종종 비파괴 컴퓨팅이라고합니다.
또한 전자 장치없이 논리적으로 동등한 계산 구조를 구축하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 이러한 비전 자식 로직 게이트는 자연적으로 제로 전류를 사용하지만 거의 모든 로직 로직에 상응하는 전자식 로직 게이트보다 훨씬 많은 전력을 필요로합니다.
비 전자 컴퓨팅
일부 비전 자식 로직 게이트는 "이상한 컴퓨터 10 대" 기사에 나와 있습니다 .
그 기사를 만들기에 충분히 이상하지 않은 비 전자 논리 게이트 몇 개 더 :
David Cary는 스풀 밸브로 완전히 구축되도록 CPU를 설계했으며 기존 유압 오일 압력, 수압 또는 기압으로 전원을 공급할 것인지 여전히 고민하고 있습니다.
유체 논리 당신은 "일부"로 그들을 통해 유체 이동을 계산하지 않는 경우 게이트에는, 움직이는 부품이 없다.
( "logic gate"의 추상 개념을 구현하는 방법 목록이있는 Wikipedia 또는 다른 Wiki에 관한 기사가 있습니까?)
비파괴 컴퓨팅
가역 컴퓨팅, 전하 복구 로직 또는 단열 로직이라고도하는 비파괴 컴퓨팅에는 거의 제로 전력을 사용하는 게이트가 포함됩니다.
계산 시스템이 약간의 정보를 지울 때 이론적 최소 에너지 kT ln (2) (von Neumann-Landauer limit)를 소산시켜야합니다. 여기서 k는 Boltzmann 상수이고 T는 온도입니다.
대부분의 논리 게이트는 모든 논리 작업에 대한 약간의 정보를 삭제합니다. 그러나 모든 비트를 보존하는 논리 게이트가 몇 개 있습니다. 이론적으로 이러한 비파괴 논리 게이트는 비트 파괴 논리 게이트의 이론적 최소 전력보다 훨씬 적은 전력을 사용할 수 있습니다.
Zyvex의 Ralph C. Merkle의 "가역 논리"
RevComp- Reversible 및 Quantum Computing Research Group 은 가역 CPU의 멋진 사진을 보유하고 있습니다.
아니요, 불가능합니다.
게이트 커패시턴스는 트랜지스터 구조 및 트랜지스터 재료의 특성에 따라 달라집니다. 항상 정전 용량이 있습니다. 커패시턴스를 최소화하기 위해 트랜지스터 속도, 전압 파괴, 게인 및 기타 장치 속성 간에는 항상 상충 관계가 있습니다.
뿐만 아니라 게이트의 출력을 사용하려면 트랜지스터가 출력 커패시턴스를 구동해야합니다. 다시, 출력 커패시턴스는 와이어 지오메트리와 주변 재료의 특성에 따라 달라집니다.
다른 누출 효과도 있습니다. 오프 상태에서 트랜지스터의 드레인과 소스를 가로 질러 심지어 게이트로의 누설 전류까지. 이러한 효과는 실제 실리콘 부품에서 거의 무시할 수있는 것이지만, 제로 전류 게이트를 찾기 위해 조만간이 효과에 맞서게됩니다.
au contraire :
제시된 헤드 라인 문제는 전류 또는 모든 유형의 회로를 사용하지 않고도 해결할 수 있습니다.
이 경우 결과를 얻을 수있는 프로그램을 실행하지 않아도 자신의 장치가 어떤 힘을 발산되어 있어야하지만, 즉, 공짜 컴퓨팅의 방향으로 단계처럼 보인다.