В 2008 году ученые компании Hewlett-Packard создали первые работоспособные образцы мемристоров, электронных приборов, пополнивших ряд фундаментальных электронных приборов, состоявший из резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Теория, обосновывающая возможность создания мемристоров, была разработана в 1971 году, и с того самого временно мемристоры рассматривались в качестве кандидатов для построения новых вычислительных устройств поскольку на их базе можно создавать логические элементы, являющиеся составными частями микропроцессоров, и поскольку они представляют собой еще и энергонезависимые ячейки долговременной памяти.

На проходившей недавно в Лас-Вегасе конференции HP Discover представители компании объявили о своих амбициозных планах по использованию мемристоров в качестве основы для построения новой вычислительной системы, получившей незамысловатое название «The Machine». В планах компании стоит создание этой вычислительной системы уже к концу текущего десятилетия, а к 2016 году компания планирует закончить разработку основной части этой системы — модулей оперативной памяти с произвольным доступом на основе мемристоров, которая обеспечит хранение данных в объеме, сопоставимом с объемами нынешних жестких дисков, совмещая это со скоростью, эффективностью работы динамической оперативной памяти и энергонезависимостью Flash-памяти.

«Machine будет использовать электроны для обработки информации, фотоны — для ее передачи, и ионы — для хранения. Электроны будут работать в кремниевых узлах, подобных вычислительным модулям современных процессоров, мемристоры работают за счет ионной проводимости, а фотоны станут заменой электрическим проводникам, через которые информация передается от одного логического модуля к другому» — рассказывает Джон Зонтаг (John Sontag), руководитель подразделения HP Systems Research.

Если специалистам компании HP удастся разработать и создать такую вычислительную систему, это станет настоящей революцией в области информационных технологий. Ведь такая система будет полностью лишена некоторых недостатков существующих систем, связанных с использованием различных типов памяти, узким местом, ограничивающим скорости работы оперативной памяти и необходимостью постоянного перемещения данных из памяти одного типа в память другого типа.

Кроме этого, быстродействующие оптические коммуникационные каналы, объединенные с логикой и памятью на основе мемристоров, позволят оперативно перестраивать некоторые функциональные узлы вычислительной системы ля максимально эффективного выполнения определенных задач. В качестве примера использования этой возможности представители HP упоминают о базах данных, способных выдерживать сотни миллиардов запросов в секунду, и о реализации на аппаратном уровне некоторых алгоритмов, которые в ином случае требуют высоких затрат вычислительной мощности.

Следует отметить, что первые работы по созданию вычислительной системы The Machine были уже начаты два года назад после того, как специалистами компании были изготовлены первые мемристоры, характеристики и параметры которых удовлетворяют всем требованиям данного проекта. Параллельно с разработкой аппаратной части вычислительной системы ведутся работы по созданию новой операционной системы. В отличие от традиционных операционных систем, которые работают с различными типами памяти, новая система будет обеспечивать работу только с мемристорной памятью, которая будет являться одновременно оперативной и постоянной долговременной памятью.

Представители компании HP сообщают, что у компании не имеется никакого точного графика по выполнению работ в рамках проекта The Machine, в котором задействовано около 75 процентов научного персонала. Но, согласно прогнозам, первые значимые результаты программы могут быть получены уже в 2017 году, а законченная вычислительная система может появиться на белый свет к 2020 году. Конечно, столь смелые планы провоцируют появление изрядной волны скептицизма, ведь технологии на основе мемристоров до последнего времени являются только научно-техническими разработками. А их превращение в реальные продукты будет весьма нетривиальным процессом, влекущим за собой массу различных сложностей.