<br><div><span class="gmail_quote">On 7/14/06, <b class="gmail_sendername">Martin Striz</b> <<a href="mailto:mstriz@gmail.com">mstriz@gmail.com</a>> wrote:</span><blockquote class="gmail_quote" style="border-left: 1px solid rgb(204, 204, 204); margin: 0pt 0pt 0pt 0.8ex; padding-left: 1ex;">
Heat might only be an issue if computation continues to be performed<br>by semiconductors.</blockquote><div><br>No, no, no.  This is not the problem.  You can "compute" effectively for *free*.  This area was resolved several decades ago by Bennett with some contributions from Landauer, Bremermann and Bekenstein.  It has nothing to do with whether or not one uses semiconductors.  It has to do with whether one is destructively erasing bits (throwing away information).  That is what produces the heat.  This is the difference between nonreversible computing and reversible computing.  In nonreversible computing you throw away lots of bits and produce lots of heat.  In reversible computing you run the calculation forward, save the result (producing a small amount of heat), then run the calculation backwards restoring things to their original state.  As has been pointed out you can't do such a calculation entirely for free (at least not quickly) -- but the energy lost to the computation process itself is many orders of magnitude below the energy lost when you erase bits.
<br><br>Merkle and perhaps others (Fredkin?) have shown that you can design reversible computing circuits using existing semiconductor fabrication methods.  However, the chips that have reversible capabilities are likely to require more gates and/or operate more slowly -- so they will not be implemented until chip manufacturers exhaust all other methods in their bag of tricks for minimizing or removing heat produced in current nonreversible designs.
<br><br>Neurons can only be considered semi-reversible designs.  You don't have to regenerate the Na+/K+ ions in the brain but you do lose the energy needed to recharge the neurons after they fire.  That wasted energy shows up as heat and the rest of your body functions as a radiator for the brain.
<br></div><br><blockquote class="gmail_quote" style="border-left: 1px solid rgb(204, 204, 204); margin: 0pt 0pt 0pt 0.8ex; padding-left: 1ex;">Neurons can do a lot of computation within minimal<br>heat loss.  Your head isn't hot due to neuron inefficiency.  It's kept
<br>hot on purpose because enzyme kinetics are optimized for 37C.</blockquote><div><br>Actually, the metabolism in the liver and perhaps intestines probably plays a more important role in keeping one at 37 deg.  Their fundamental raison d'etre is to produce the glucose which in turn is used by the brain to keep you alive long enough and figure out how to make copies of those genes you are carrying around.  As arctic ground squirrels can be cooled very close to freezing and still restore themselves to normal functioning in the spring you would have a hard time convincing me that 37C is necessary for most of the enzymes in the brain.  More likely 37C just happened to be the temperature that most of the enzymes performed well at without having to devote excessive energy to keeping the body cool or reaching the limits on resources like water for evaporative cooling.
<br></div><br><blockquote class="gmail_quote" style="border-left: 1px solid rgb(204, 204, 204); margin: 0pt 0pt 0pt 0.8ex; padding-left: 1ex;">Presumably a Singularity event would produce novel computational<br>substrates, so there's not way to predict post-Singularity energy/heat
<br>budgets.</blockquote><div><br>There are perhaps half-a-dozen novel computational substrates in the works from DNA (chemical) logic to Spin-logic to photonic logic to quantum logic to Drexler's rod-logic, etc.  They do *not* require the singularity.  They require that they demonstrate sufficient advantages over the current path to justify what will presumably be a very large investment that would allow them to produce significantly better results than the current path.  My bet would be that only robust nanotechnology has the potential for such an investment payoff.  *After* the rapid growth phase of the singularity era, presumably all of these paths will be explored to see if they provide some unique benefits but at that point they will just be icing on the cake.
<br><br>Robert<br><br></div></div><br>