Horizon Europe · Marie Skłodowska-Curie

Projektbeskrivelse

Energieffektiv beregning via reversibilitet — Forbereder videnskaben og praksis for reversibel beregning til en bæredygtig digital fremtid.

Energiudfordringen

Energi er en afgørende bekymring i det nuværende samfund. Begrænsede naturressourcer og høje produktionsomkostninger fører til energimangel, og energiforbrug forårsager komplekse og uønskede fænomener som forurening og global opvarmning. IT står for en overraskende stor del af det globale energiforbrug — estimeret til 10%. Derfor er energieffektivitet i computing et kritisk og nødvendigt forskningsområde, kaldet grøn computing.

Landauer og reversibel beregning

Fysikkens love — Landauers princip i særdeleshed — fastlægger en nedre grænse for den mængde energi, der kræves for at udføre en irreversibel beregning, proportional med antallet af bits information, den kasserer. Klassisk computing kasserer store mængder (f.eks. x=0 på 64 bits kasserer 64 bits), mens reversibel computing (RC) ikke kasserer noget og undgår Landauers nedre grænse. Selvom den fraktion af energi tabt på grund af Landauers princip i øjeblikket er lille (~1‰), vil den blive mere relevant. Vi er overbeviste om, at RC vil blive en hovedaktør i søgen efter energieffektiv computing. Vi kalder denne overgang RC-revolutionen.

Forberedelse til RC-revolutionen

Verden, EU-forskning og softwareindustrien er endnu ikke klar til RC-revolutionen. RC er et ungt og relativt lille område, men med potentielle gennembrudsapplikationer inden for robotik, fejlfinding og parallel simulering. Reversible programmeringssprog findes, men de er på stadiet af akademiske prototyper og mangler centrale elementer som fejlhåndtering og modularitet, biblioteker af relevante algoritmer og højniveau værktøjsunderstøttelse. E-CoRe sigter mod at forberede RC-revolutionen ved at danne et fællesskab af eksperter, som vil forbedre og popularisere RC-sprog, algoritmer og arkitekturer — særligt i energikrævende applikationer som maskinlæring, blockchains og droner. Ud over energieffektivitet gavner RC også andre aspekter af software: nemmere fejlfinding, pålidelighed og sikkerhed.

Projektstruktur

Projektets videnskabelige del er struktureret i 4 arbejdspakker, der retter sig mod henholdsvis arkitekturer, sprog, algoritmer og specifikke applikationsområder.

01

Arkitekturer

Hardware- og systemniveau reversibel beregning

02

Sprog

Reversible programmeringssprog og værktøjsunderstøttelse

03

Algoritmer

Reversible algoritmer og deres kompleksitet

04

Applikationer

Energikrævende domæner: ML, blockchains, droner