全球首款可逆计算冰河芯片诞生，节能性能提升30%

全球首款可逆计算冰河芯片诞生，具有出色的节能性能，相比传统芯片能够节省高达30%的能源，这款芯片采用先进的可逆计算技术，不仅提高了计算效率，同时也为绿色环保计算领域带来了重大突破，冰河芯片的出现将有望推动计算机技术的革新，为未来的计算应用带来更广阔的发展空间。

9 月24 日消息，据 sciencenews 今日报道，英国初创企业 vaire computing 正在开发全球首枚“可逆计算”芯片——冰河（ice river），该芯片具备能量再利用能力，有望显著降低能耗。

研究者 Michael Frank 指出，传统计算机芯片无法回收已输入的能量，运算完成后电能会迅速转化为无用的热能。因此，在高负载运行状态下，大量能量以热量形式流失，造成严重浪费。

▲ 冰河芯片的外观

在数据中心等企业级应用场景中，行业普遍依赖水冷技术来应对服务器过热问题。随着 AI 技术的飞速发展，对高性能芯片的需求日益增长，而这些芯片的功耗也远超以往水平。芯片性能不断提升的同时，所产生的废热所带来的能源消耗与环境压力也将持续加剧。

为解决这一难题，Frank 所在团队推出了冰河芯片，重点优化了现代芯片中两个关键的低效环节：

信息擦除损耗：

传统芯片电路为单向结构，计算过程中原始的 0 和 1 状态会被强制清除，这一过程直接导致能量以热能形式耗散。而冰河芯片引入了可逆计算逻辑（reversible logic），支持反向运算，能够恢复初始的比特状态，从而避免因信息擦除带来的能量损失。

电压切换损耗：

现代芯片在频繁切换电压时同样存在巨大能耗，如同重锤反复击打金属，频率越高，发热越严重。冰河芯片则采用绝热计算技术（adiabatic computing），其工作时电压变化极为平缓，如同钟摆来回摆动，实现部分能量的循环利用，减少每次运算所需的额外供电。

Vaire Computing 已于今年 8 月完成该芯片的概念验证。测试结果显示，在执行相同任务的情况下，其功耗比同性能的传统芯片降低达 30%，热能利用率更高，有效减少了能量浪费。

然而，这项技术仍处于早期阶段。由于绝热计算本身速度较慢，尽管发热量大幅下降，但目前制造成本较高，且热能回收效率仍有待进一步提升，未来还需持续突破技术瓶颈。