Группа исследователей из Калифорнийского университета (University of California) и университета Стоун-Брук (Stony Brook University) изготовила первый в мире чип, на кристалле которого создана нейронная сеть, состоящая исключительно из мемристоров. Мемристор – это четвертый базовый электронный компонент, своего рода ячейка аналоговой памяти, которая по принципам своей работы является наиболее близким электронным аналогом нейронов и синапсов. Именно на таких компонентах становится возможным создание компьютеров, работа которых подражает работе головного мозга человека и которые, в силу своих особенностей, будут способны самообучаться и быстро решать задачи, которые с трудом поддаются решению на обычных цифровых компьютерах.
Напомним нашим читателям, что идея создания мемристоров была впервые предложена в 1971 году Леоном О Чуа (Leon Chua), профессором из Калифорнийского университета. Но только в 2008 году первые образцы этих электронных приборов были созданы специалистами, работающими влабораториях компании Hewlett Packard. Несмотря на то, что в последние годы по отношению к технологиям мемристоров проводились весьма интенсивные исследования, до последнего времени еще никому не удавалось создать чип с нейронной сетью, построенной исключительно на базе этих компонентов.
Подавляющее большинство существующих нейронных сетей построено на базе специализированных программных алгоритмов. Такие системы используются компаниями Google, Facebook и IBM, обеспечивая работу алгоритмов поиска, распознавания лиц, восприятия информации, представленной естественным языком и поиска ответов на задаваемые вопросы. Преимущества подобных технологий вполне очевидны, но по мере усложнения структуры нейронных сетей растут потребности в ресурсах компьютеров и их вычислительной мощности, которые порой превышают возможности даже самых мощных современных суперкомпьютеров.
Одним из выходов в сложившейся ситуации некоторые специалисты видят замену транзисторов мемристорами, элементами, способными обучаться способом, подобным способу обучения нейронов головного мозга. И размещение на специализированных чипах матриц мемристоров должно существенно снизить затраты на верхний уровень системы управления нейронной сетью.
Новый мемристорный чип был создан при помощи традиционной технологии CMOS и представляет собой не содержащую транзисторов матрицу металло-окисных мемристоров, представляющих собой простейшую нейронную сеть. Возможности этой сети весьма скромны, она может только изучить и распознать образы на черно-белых изображениях, размерами 3 на 3 пикселя. Но, вряд ли что-то сможет помешать в будущем создать более сложные матрицы мемристоров, которые будут обладать возможностью более глубокого самообучения и будут в состоянии решать более сложные задачи, оперируя большими количествами данных.