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roldor(R)

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Konstanz,
20.04.2013,
16:37
 

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell? (Elektronik)

Habe experimentellerweise bei meinem Lappy mal die
Spannungen für die verschiedenen Geschwindigkeitstufen
um 20% reduziert.

600MHz von 1V auf 0.8V
1500MHz von 1350mV auf 1V

Resultat:
er läuft einwandfrei, auch mit rechenintensiven
Anwendungen und wird fast nicht mehr fühlbar warm.

Frage: Wie weit könnte man noch runter gehen?
Und : Wieviel Energie wird für das Rechnen verbraucht
und wieviel ist Verlustleistung?

Oder anders gefragt: kostet das Rechnen an und für sich
überhaupt Energie und ist alles nur technologiebedingte
Verlustleistung???

Wenn dem so ist, müßte man theoretisch nämlich einen
Superrechner bauen können, der Null Energie verbraucht.

Also wäre dann ja auch eine Materie und Energie
unabhängige (künstliche) Intelligenz denkbar??

Also, ich vermute, das dem so sein könnte - oder??

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

tts

20.04.2013,
18:52

@ roldor

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

In einem elektronischem Rechner (von Taschenrechner bis
Großcomputer) gibt es nur eine einzige Leistungsart:
die verbrauchte Anschlußleistung (variabel).

Diese kann zu 100% auf die Rechenvorgänge umgelegt werden.
(z.B. Taschenrechner mit 2 Knopfzellen für 2€ und 100h
Betriebszeit in der er z.B. 4000 Berechnungen durchführt = 0,0005€ pro Berechnung) + Abschreibung

Oder Laptop - gemessen mit durchgeführten Vorgängen und Energieverbrauch und Lebensdauer-Abschreibung.

Es ist nicht so wie bei einer Lampe, die 2% Licht abstrahlt und 98% Verlustenergie hat.
Ein Rechenzentrum läuft einfach immer und verbraucht Energie - egal wie nützlich die Berechnungen gerade sind die darin laufen.

Z.B. sind mittlerweile alleine für die Vernetzung des WWW
über alle Nezte ca. 4 Großkraftwerke weltweit am Laufen.
Das bedeutet, daß das Internet in jeder Stunde 5GWh verbraucht, alleine um Daten zu transportieren.

viele Grüße und weitere Anregungen zum Energieverbrauch des Rechnens

roldor(R)

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Konstanz,
20.04.2013,
21:16
(editiert von roldor
am 20.04.2013 um 21:24)


@ tts

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

Ja aber früher mußte man nach 1 Stunde neue Batterien in
einen Taschenrechner tun, Heute läufts auf eine klitzekleine Solarzelle.

Man könnte dann mit der richtigen Technik
prinzipiell energielos rechnen können - oder?
Z.B mit Supraleitenden Schaltkreisen.
Auch ein Speicher wäre doch so denkbar.
Man steckt einmal Energie hinein - in
einen Kreisstrom, linksrum oder rechtsrum. Zum Umpolen
kann man die Energie rausholen und andersherum wieder
reintun. Das ist also doch nur eine Frage der Technik -
oder? Stichwort Quantencomputer und Verschränkung.
Dann gibt es vielleicht sogar Datenübertragung ohne
Leitung. Mal sehen was da noch kommt. Ja und Smartphones
die verbrauchen so viel wie früher ein Taschenrechner,
aber leisten so viel wie vor Jahren ein PC.

Früher musste ich immer in die Bibliothek fahren,
wenn ich etwas rescherchieren wollte. Heute mach
ich das locker vom Hocker. Musst mal ausrechnen,
wenn man alle Seiten, welche täglich über`s Internet
transportiert werden, drucken und verschicken würde??

Also, ist es damit verglichen, schon fast umsonst.

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

PeterGrz(R)

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Berlin,
20.04.2013,
21:46

@ roldor

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

Hi rolldor,

na is scho spät fürn Sonnabend und so

aber machmal glaub ich ein kleines Rad fehlt da bei Dir.... kann aber auch am :lol3: ups jibt kein Weintrinkendes imotocon hier.....

aber hast Recht die Welt is Scheiße und ungerecht!

--
MfG
Peter

roldor(R)

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Konstanz,
20.04.2013,
22:05

@ PeterGrz

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

» Hi rolldor,
»
» na is scho spät fürn Sonnabend und so
»
» aber machmal glaub ich ein kleines Rad fehlt da bei Dir.... kann aber auch
» am :lol3: ups jibt kein Weintrinkendes imotocon hier.....
»
» aber hast Recht die Welt is Scheiße und ungerecht!

Bei mir fehlen sogar 4 Räder!!
Die beiden rechten, das Reserverad und das Lenkrad.

Ich fahr nämlich mit den beiden Rädern und alleine. Das
ist auch fast umsonst und hält fit. Die Welt ist wirklich
scheiss uneffektiv und versuche das eben nicht zu sein.

Das heisst Samstag und wenn Du so weitermachst, nehm
ich Dich nicht mehr mit. Basta!

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

hws(R)

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59425 Unna,
20.04.2013,
22:54

@ roldor

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

» Resultat:
» er läuft einwandfrei, auch mit rechenintensiven
» Anwendungen und wird fast nicht mehr fühlbar warm.

DEIN Laptop bei der aktuellen Temperatur und Betriebssystem und deiner CPU ....

Aber auch ein Benutzer eines anderes Laptops in der Sahara erwartet einwandfreie Funktion.

» Frage: Wie weit könnte man noch runter gehen?

Mit garantierter Funktion unter allen Bedingungen gar nicht.


» Und : Wieviel Energie wird für das Rechnen verbraucht
» und wieviel ist Verlustleistung?

Was ist Rechenleistung und was Verlust? Schalte den "sinnlosen" CPU Ventilator ab. Geht auch - einige Sekunden, dann kannst du die CPU entsorgen.

» Wenn dem so ist, müßte man theoretisch nämlich einen
» Superrechner bauen können, der Null Energie verbraucht.


Blödsinn - sonst hätten die Entwickler der aktuellen Supercomputer das schon lange gemacht.

» Also, ich vermute, das dem so sein könnte - oder??

Schnapsidee

hws

roldor(R)

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Konstanz,
20.04.2013,
23:16

@ hws

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

In der Sahara muß man sogar noch mehr Verluste sparen.

Ausserdem taktet der erst runter wenn er zu warm wird,
gibt eine Warnung, und wenn das nichts bringt, schaltet
er einfach ab. Bei alten Kisten war`s schon verheerend.
Aber auch das hat sich gebessert,

Also, kauf Dir ne Wurst für Deinen Senf.

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

Hartwig(R)

21.04.2013,
00:07
(editiert von Hartwig
am 21.04.2013 um 00:12)


@ roldor

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

Hallo,
mit Deiner Idee bist Du auf dem Holzweg. Alle Rechenvorgänge bedingen sie Speicherung von irgendwelchen Informationen - selbst im Rechenwerk. Und um 1Bit in ein Register zu schreiben, musst Du Ladungsträger auf ein anderes Energieniveau bringen. Also physikalisch ist Rechnen nicht ohne Energieverbrauch möglich. Als praktisches Beispiel sei das Zettabyte File System (ZFS) von SUN Microsystems angeführt: Diese Dateisystem vollständig zu belegen ist aus energietechnischen Gründen bereits rein physikalisch nicht möglich. hier ein Zitat dazu aus Wikipedia:

"Zur theoretischen Kapazität von ZFS kursiert folgendes Zitat:

“Populating 128-bit file systems would exceed the quantum limits of earth-based storage. You couldn't fill a 128-bit storage pool without boiling the oceans.”

„Ein 128-Bit-Dateisystem zu füllen, würde die quantenmechanische Grenze irdischer Datenspeicherung übersteigen. Man könnte einen 128-Bit-Speicher-Pool nicht füllen, ohne die Ozeane zu verdampfen.“

– Jeff Bonwick, Chefentwickler von ZFS

Mehr ist - wie gesagt - im Wkipedia nachzulesen...

Viele Grüsse
Hartwig

roldor(R)

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Konstanz,
21.04.2013,
08:44

@ Hartwig

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

Wenn ich Energie in ein System stecke, kann man es auch
mit entsprechender Technik herausholen.
Also, ich nehme beispielsweise eine supraleitende Spule
und eine supraleitenden Kondensator.
Der Kondensator ist aufgeladen. Die Polarität bestimmt das
Bit +=1 -=0 oder umgekehrt.
Jetzt schalte ich den Kondensator an die Spule. Durch die
Induktivität fliesst im ersten Moment kein Strom. Also
auch keine Schaltverluste. Dann entlädt sich der Kondensator
durch die Spule. Die elektrische Energie des Kondensators
wird in eine Magnetfeldenergie durch die Spule umgewandelt.
Das Magnetfeld der Spule bricht wieder zusammen und lädt
den Kondensator entgegengesetzt auf. Wenn der Strom 0 ist,
wird wieder getrennt. Wieder keine Schaltverluste.
Die Polarität des Kondensators ist also umgekehrt wie erst.
Ohne Energieverlust oder Zufuhr. Also habe ich auf diese
Weise die Information Energieflusslos geändert.

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

PeterGrz(R)

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Berlin,
21.04.2013,
08:57

@ roldor

Kosten ?

Guten Morgen,

hast Du ne Vorstellung was ein supraleitender Magnet kostet?
Da sind locker ne Mio weg.
Und dann brauchts noch ein paar Idioten wie meine Kollegen, die das Ding aufbauen )> kostet
Und flüssigen Stickstoff und flüssiges Helium, elektr. Energie für ne Vakuumpumpe und für de Steuerung Gegenheizung und so
Und dann benötigste uU 2-20h um das Ding kalt zu bekommen auf 0,x K°

Das kostet zB Deine Steuern ( bei uns im Inst! :-D )

--
MfG
Peter

roldor(R)

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Konstanz,
21.04.2013,
09:03

@ PeterGrz

Kosten ?

Aber nicht wenn er nur 1/100 mm groß ist!

Es geht ja nur um die theoretische Frage,
ob das Rechnen prinzipiell Energie verbrauchen muss!

Unabhängig von den verwendeten Technologieen.

--
Gruß von

* Henry-Roland Dorau * Pf.100431 78404 Konstanz * 0176 29 000 333 * http://sun-innovation.de *

Hartwig(R)

21.04.2013,
12:17

@ roldor

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

Hallo,
damit redest Du von der Energieerhaltung. das ist ja nix neues. Wenn Dir die vollständige Energierückgewinnung gelingt, dann hast Du alles zum Nulltarif - Autofahren, Fliegen, Heizen, Beleuchtung ......Was hat das jetzt wieder mit einem PC zu tun? Sicher kannst Du thermische Verluste zu einem Teil zurückgewinnen - Das gepostete Zitat bezog sich aber auf ein System ohne thermische Verluste. Du müsstest quasi beim Lesen "geladener" Speicherzellen deren Ladung wieder in Energie zum Betrieb des Rechners umwandeln. Vielleicht geht das ja irgendwann mal.
Hartwig

Enuk

21.04.2013,
12:21

@ Hartwig

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

»
» "Zur theoretischen Kapazität von ZFS kursiert folgendes Zitat:
»
» “Populating 128-bit file systems would exceed the quantum limits of
» earth-based storage. You couldn't fill a 128-bit storage pool without
» boiling the oceans.”
»
» „Ein 128-Bit-Dateisystem zu füllen, würde die quantenmechanische Grenze
» irdischer Datenspeicherung übersteigen. Man könnte einen
» 128-Bit-Speicher-Pool nicht füllen, ohne die Ozeane zu verdampfen.“
»
» – Jeff Bonwick, Chefentwickler von ZFS

Wenn es voll ausgebaut !! wäre !! Man bräuchte pro Bit
am Anfang wenigstens 1h (Plancksches Wirkungsquantum).
Zum Anderen müssten wir alle auf den Mars umziehen,
weil alle Wohnungen der Welt randvoll mit Festplatten
stehen müssten. Das macht aber nie jemand! Für wen denn
auch??

Wenn ich sage:"Ich habe so viel Geld, dass ich mir
einen Rolls Royce kaufen könnte". Kann ich aber trotzdem
mit dem Fahrrad fahren! Das bedeutet, dass ich nicht jeden
Unsinn machen muss, den ich mir leisten kann!
Es kann aber befriedigend sein, zu wissen, dass ich es
wenigsten könnte.

Anderes Beispiel: Rechne mal aus, wie lange es dauert,
ein 25-stelliges Passwort mit Sicherheit zu knacken.
Das Passwort besteht aus allen "nomal verwendeten Symbolen"
sagen wir mal 75 Symbole. Du hast 3 - mio Versuche pro
Sekunde.

Also, allein feststellen zu können, wie lange es unter
Umständen dauert, wird Dich davon abhalten, es überhaupt
zu versuchen.

Aber ich würde auch kein kürzeres Passwort nehmen,
nur weil es zu lange dauert es zu knacken.

Hartwig(R)

21.04.2013,
13:50

@ Enuk

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

Hallo,
» "Man bräuchte pro Bit am Anfang wenigstens 1h (Plancksches Wirkungsquantum"
-
Genau darum ging es mir ja - Ein Computer kann ebensowenig "umsonst" rechnen wie z. B. der Mensch. Auch wenn wir vom Energieverbrauch gesehen recht gut "konzipiert" sind, sind selbst die dümmsten Gedanken nicht ohne Energieaufwand zu generieren ;-)

Hartwig

Michael Krämer

21.04.2013,
19:24

@ roldor

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

» Wenn dem so ist, müßte man theoretisch nämlich einen
» Superrechner bauen können, der Null Energie verbraucht.

Nein, das verhindern die Grundsätze der Thermodynamik. Der Maxwellsche Dämon passt auf, daß Du die Grenzen nicht überschreitest: http://de.wikipedia.org/wiki/Maxwellscher_D%C3%A4mon

ingo

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21.04.2013,
22:13

@ roldor

Wieviel kostet das Rechnen prinzipiell?

» Wenn ich Energie in ein System stecke, kann man es auch
» mit entsprechender Technik herausholen.

Das tut Sie in 95% aller Fälle von allein, in Form von Wärme. Dann ist da nix mehr zum raus holen.