¿Expresar bytes por cat5e como energía?

Question

Me interesa esto puramente por interés personal, no soy estudiante.

¿Puedo expresar 1024 bytes de información que viajan por cat5e como julios (o alguna medida que se ajuste a la energía de e=mc^2 )? ¿Cómo?

¿Sería esto radicalmente diferente si viajara a través de una CPU?

No tengo ninguna aplicación práctica en mente, pero lo ideal sería expresar la masa de un gigabyte, y contrastarla con el desperdicio de la latencia de una transferencia de una hora, o algo así. Estoy seguro de que el medio por el que viaja dicta mucho de esto.

Answer 1

Agh .. revuelos .. Shannon ... entropía, capacidad del canal, teoría de la información, agh ...

Te arrepentirás :-)

Corto:

La relación entre la energía por bit y la densidad espectral de potencia del ruido es mayor o igual que el logaritmo natural de dos.

Largo:

Energía mínima para enviar k bits con y sin retroalimentación - Yury Polyanskiy, H. Vincent Poor y Sergio Verd'

• Resumen: La cuestión de la energía mínima alcanzable por bit sobre canales sin memoria ha sido abordada previamente en el límite del número de bits de información que van a la innidad, en cuyo caso se sabe que la disponibilidad de retroalimentación sin ruido no disminuye la energía mínima por bit. En este trabajo se analiza el comportamiento de la energía mínima por bit para canales gaussianos sin memoria como función del número de bits de información. Se demuestra que en este régimen no asintótico, la retroalimentación sin ruido conduce a significativamente mejor la eficiencia energética. Un esquema de codificación por retroalimentación con probabilidad cero de error de bloque y energía nula por bit. construido. Tanto en el caso de la realizabilidad como en el de la inversión, el problema de la codificación por retroalimentación se reduce a un problema secuencial. de retroalimentación se reduce a un problema de prueba de hipótesis secuencial para el movimiento browniano

Wikipedia - Eb/N0: relación entre la energía por bit y la densidad espectral de potencia del ruido
Véase la sección sobre el límite de Shannon.

• El teorema de Shannon-Hartley dice que el límite de la tasa de información fiable (tasa de datos excluyendo los códigos de corrección de errores) de un canal depende del ancho de banda y de la relación señal/ruido según: Donde

  • I es la tasa de información en bits por segundo, excluyendo los códigos de corrección de errores;
  • B es el ancho de banda del canal en hercios;
  • S es la potencia total de la señal (equivalente a la potencia de la portadora C); y
  • N es la potencia de ruido total en el ancho de banda.

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Útil Wikipedia - La entropía en la termodinámica y la teoría de la información

También Capacidad del canal de Shannon y BER Notas sobre el límite de Shannon

y Capacidad del canal de Shannon

Answer 2

Puede que no te lo esperes, pero en realidad depende de la temperatura. Básicamente, la materia siempre se mueve con energías del orden de kT, donde k es la constante de Boltzmann y T la temperatura absoluta. Para almacenar un bit, es necesario tener una barrera de potencial mayor que kT para evitar cambios espontáneos.

Ahora bien, los valores exactos dependen de CÓMO se diseñe realmente el almacenamiento (magnético, de carga, etc.), pero ajustar o reajustar un bit le costará al menos kT de energía.