Usando la potencia de procesamiento de todas las supercomputadoras más potentes del mundo, ¿cuánto tiempo y energía se necesitaría para renderizar cada imagen posible dentro de un lienzo de 500 × 500 píxeles con una profundidad de color de 8 bits?

No es una cuestión de poder de procesamiento ya que es una tarea trivial. La computadora solo necesita guardar los números del 0 al 9.802299377 × 10⁶⁰²⁰⁵⁹, por lo que es más una cuestión de velocidad de transferencia / escritura en el disco duro o cualquier solución de almacenamiento elegida.

Las unidades SSD actuales pueden guardar 2181 imágenes por segundo, lo que significa que tomaría 1,424191304 × 10⁶⁰²⁰⁴⁹ años.

La matemática para el número de imágenes es que cada píxel puede tener 256 valores diferentes (color de 8 bits: 2 ^ 8 = 256), por lo que el número total de combinaciones es de 256 a la potencia de 250,000 (500 x 500 = 250,000).

Editar: También podríamos ver la cantidad de unidades SSD necesarias. Una unidad SSD puede almacenar 4,000,000 de imágenes. Si comenzamos colocando los discos en un campo de fútbol y luego apilándolos uno encima del otro, llegaría a 2,197627875 × 10⁶⁰²⁰³⁶ millones de kilómetros. Incluso si cubriéramos todo el planeta, alcanzaría 2.282302038 × 10⁶⁰²⁰⁵⁷ millones de kilómetros. Los números todavía son demasiado grandes para comprender …

Veamos en cambio lo que podría ser plausible durante toda la vida …

Si decimos que miramos cada imagen durante un segundo, y la profundidad de color es de 8 bits. Si comenzamos con solo un píxel, tomará 256 segundos. Suficientemente fácil. Pero cuando agregamos otro píxel tenemos que mirar cada píxel nuevo 256 veces, mientras pasamos por las viejas combinaciones. Entonces, dos píxeles tomarán 256 × 256 = 65,536 segundos, o 18 horas. Luego, para el tercer píxel, tenemos que mirar cada píxel nuevo 65.536 veces, mientras recorremos las viejas combinaciones. El tiempo total es ahora 256x256x256 = 16,777,216 segundos, o 194 días.

Por último, el cuarto píxel. 256x256x256x256 = 4,294,967,296 segundos, o 136 años que supera la esperanza de vida de hoy …

Hay [math] n = (2 ^ 8) ^ {500 \ times 500} [/ math] tales imágenes. [matemáticas] n [/ matemáticas] es más que [matemáticas] 10 ^ {602059} [/ matemáticas]. Para poner eso en perspectiva, el universo tiene [matemática] 10 ^ {17} [/ matemática] segundos de antigüedad, por lo que incluso si alguna computadora procesa imágenes a una velocidad de una imagen zeta por segundo desde el Big Bang, no Hasta ahora hemos arañado la superficie de todas las imágenes posibles.

No crearía todas las fotos, películas, textos u otros contenidos visuales, solo crearía todas las imágenes de 500 × 500 de 8 bits, lo cual es mucho menor (puede ensamblar cualquier contenido que se une [posiblemente con imágenes repetidas] con seguridad, pero luego te doy un conjunto con la misma propiedad, [0,1])

Pero en cuanto a generar imágenes, esta tarea es equivalente a contar hasta 2 ^ 2000000
Para comprender el tamaño de esta tarea, romper algoritmos criográficos como AES es básicamente una tarea de fuerza bruta, lo que significa probar cada contraseña desde 0 hasta la longitud máxima.
Probar una contraseña lleva menos de 100 ciclos
lo que significa romper AES es una cuestión de 100 ciclos multiplicado por la cantidad de contraseñas posibles
La versión más pequeña usa 2 ^ 128 contraseñas
Podemos aproximar la tarea para tomar 2 ^ 135 ciclos
Esto no es factible incluso con las supercomputadoras más rápidas del mundo.
Un procesador rápido (un núcleo) puede hacer aproximadamente 2 ^ 32 ciclos / segundo
Esta tarea llevaría 2 ^ 103 segundos con un núcleo
si usaras mil billones (2 ^ 50) núcleos (cada habitante de este planeta se ocuparía de unos 161000 procesadores, cada uno consumiendo, digamos 1W (muy eficiente)) tomaría solo 2 ^ 53s
eso es casi 285 millones de años
El uranio es una de las fuentes de energía más densas que tenemos en este momento, con un promedio de alrededor de 80TJ / kg, consumirías 14 kg por segundo
Y finalmente, un pequeño número, tomaría solo alrededor de 7 horas y 30 minutos para que el sol produzca toda la potencia que necesita para su cálculo (¡así que sí, hay suficiente energía!)

Pero estamos hablando de romper el AES más fácil

Su taks es 2 ^ 1999865 veces más grande que eso

El renderizado en sí mismo llevaría mucho tiempo inútil, pero uno no necesita renderizarlos a todos (a menos que se produzca un procesamiento automático para cada imagen). También debe tener sentido para cada imagen, y no creo que haya un algoritmo perfecto para eso (el cerebro se acerca pero incluso es imperfecto en este caso)
Y para renderizar, es necesario crear [matemáticas] 2 ^ {8 \ cdot500 \ cdot500} [/ matemáticas] o [matemáticas] 2 ^ {200 000} [/ matemáticas] IMÁGENES , siendo cada una de ellas 200 000 bits. ¡Guau, eso es mucho tiempo!