Создан первый чип с нейронной сетью на его кристалле, состоящей исключительно из мемристоров
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 в лабораториях 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.
