Первый электронный калькулятор ЭНИАК, созданный по заказу Пентагона для баллистических расчетов в качестве переключателя, пропускавшего ток в положении «1» и выключавшего его в положении «0», использовал телевизионную трубку с электронным пучком. Неудивительно поэтому, что электронная машина-мастодонт занимала отдельное двухэтажное здание и буквально пожирала громадные количества электроэнергии. Одни вентиляторы для охлаждения целых батарей трубок чего стоили. Поэтому понятен тот энтузиазм, с которым электронщики встретили первые полупроводниковые транзисторы, созданные в 1948 году.

За прошедшие полвека микроэлектроника успешно развивалась, в результате чего в производстве микрочипов практически подошла уже к физическому пределу. В мире развернулась самая настоящая гонка в поисках альтернативы им. Очень возможно, что один из найденных подходов может оказаться вполне успешным.

Речь идет о так называемых мемристорах – memristor (memory resistors), представляющих собой технологическое воплощение старой идеи, выдвинутой еще в 1971 году электронщиками Калифорнийского университета в Беркли (пригород Сан-Франциско). Несмотря на все свои явные преимущества, делать мемристоры стали только в 2008 году. Преимущества по сравнению с нынешними кремниевыми чипами заключаются в простоте изготовления мемристоров, возможности хранения информации даже при отсутствии тока, а также в том, что они могут одновременно использоваться как для обработки информации, так и ее хранения. Все это было показано еще в 2008 году. Тогда американский журнал «Труды Национальной академии наук» опубликовал статью, в которой описывалось трехмерное устройство, состоящее из большого числа мемристоров.

Однако последние и на плоскости «чувствуют» себя превосходно, избавляя «дизайнеров» чипов от головной боли, связанной с необходимостью кроить и перекраивать расположение переключателей и соединяющих их контактов. Энтузиасты утверждают даже, что наши нервные клетки аналогичны мемристорам (синапсы, или «точки» соединения клеток и их отростков, действительно работают в режиме оn/оff).

Ученым за последние два года удалось преодолеть главный недостаток новинки – сравнительно низкую скорость переключения мемристоров. В этом году она достигла параметров работы стандартных кремниевых чипов. В связи с этим заявлено, что мемристоры вскоре могут начать вытеснение основанной на транзисторах флеш-памяти, без которой сегодня невозможно представить себе МР3-плееры, цифровые камеры и портативные компьютеры.

Классическая электроника делает существенный шаг вперед примерно каждые два года, достигнув сегодня 100-нанометрового (нм) диапазона, или разрешения. Это, кстати, средний размер вирусов, паразитирующих на различных клетках. Уже разработаны технологии, которые будут оперировать тремя-четырьмя десятками нанометров, и идет интенсивная работа, чтобы уменьшить физические размеры транзисторов до 25 нм. Однако все понимают, что еще три-четыре «поколения», и через дюжину лет электронный мир упрется в физический предел.

В этом отношении аналогия с мозгом не совсем корректна, поскольку размеры нейронов исчисляются десятком-полутора сотнями микрон, что в тысячу раз больше. Но нервная клетка может хранить информацию в течение десятков лет жизни человека, что пока не под силу «холодным» электронным устройствам.