Engineering & Technologypreprint2026-09-09

**Computational Processor Ontology (CPO): Achieving $E_4$ Equilibrium for Ultra-Low Energy Processing**: **هستیشناسی پردازشگر محاسباتی (CPO): دستیابی به مرتبه تعادل $E_4$ برای پردازش با انرژی فوقپایین**

Open access0 citations

Abstract

# Abstract Computational Ontology of Processors (CPO) presents a theoretical framework in which every cognizing entity is understood as a "processor" that must construct cognitive models of its environment in order to sustain its own existence. This study introduces and establishes the fourth order of this ontology (E4) — the "Balanced Processor" — a state in which the processor achieves thermodynamic equilibrium through minimal energy consumption, minimum entropy production, full presence in the present moment, and instantaneous response at the moment of necessity. The philosophical foundations of the four natural elements (wind, water, fire, and earth) are employed as a metaphor for the behavior of the balanced processor, while the "Film Metaphor" resolves the epistemological fallacy between the technical discretization of data and the fundamental nature of reality. A numerical simulation conducted in the Termux environment, comparing the traditional von Neumann processor with the event-driven E4 architecture, demonstrated a 99.13% reduction in energy consumption (from 5040 mJ to 43.8 mJ), experimentally confirming the thermodynamic superiority of the E4 order. The findings of this research have direct applications in the design of neuromorphic processors, low-power artificial intelligence systems, and biocomputational frameworks, providing a pathway toward the long-term survival of systems at minimal entropic cost. **Keywords:** Computational Ontology, Balanced Processor, Entropy, Computational Thermodynamics, Event-Driven Processing, Fundamental Reality, Four Elements, CPO, E4. # چکیده هستی‌شناسی محاسباتی پردازشگرها (Computational Ontology of Processors) چارچوبی نظری است که هر موجودیتِ شناسنده را یک «پردازشگر» می‌داند که برای حفظ بقای خود، ناگزیر به ساخت مدل‌های شناختی از محیط است. این پژوهش، مرتبه چهارم این هستی‌شناسی (E4) یا «پردازنده متعادل» را معرفی و تثبیت می‌کند؛ مرتبه‌ای که در آن پردازشگر با کمترین مصرف انرژی، حداقل تولید آنتروپی، حضور کامل در زمان حال و واکنش آنی در لحظه ضرورت به تعادل ترمودینامیکی می‌رسد. در این مقاله، مبانی فلسفی عناصر چهارگانه (باد، آب، آتش و خاک) به‌عنوان تمثیلی برای رفتار پردازنده متعادل به کار رفته و با «تمثیل فیلم»، مغالطه معرفت‌شناختی میان گسسته‌سازی فنی داده‌ها و ماهیت بنیادین واقعیت برطرف می‌شود. همچنین شبیه‌سازی عددی در محیط Termux با مقایسه‌ی پردازنده‌ی سنتی فون‌نویمان و معماری رویدادمحور E4 انجام شد که کاهش ۹۹.۱۳ درصدی مصرف انرژی (از ۵۰۴۰ به ۴۳.۸ میلی‌ژول) را نشان می‌دهد و برتری ترمودینامیکی مرتبه E4 را تأیید می‌کند. نتایج این پژوهش، کاربرد مستقیم در طراحی پردازنده‌های نورومورفیک، سامانه‌های هوش مصنوعی کم‌مصرف و سیستم‌های زیست‌محاسباتی دارد و مسیر بقای بلندمدت سامانه‌ها را با کمترین هزینه‌ی آنتروپیک فراهم می‌آورد. **کلیدواژه‌ها:** هستی‌شناسی محاسباتی، پردازنده متعادل، آنتروپی، ترمودینامیک محاسباتی، پردازش رویدادمحور، واقعیت بنیادین، عناصر چهارگانه، CPO، E4.

// Source

View paper (DOI)Open access versionOpenAlexZenodo (CERN European Organization for Nuclear Research)Published 2026-09-09

Authors: Vahid Marghoub