ГИБРИДНАЯ ЯЧЕЙКА ОПТОЭЛЕКТРОННОГО НЕЙРОПРОЦЕССОРА Российский патент 1996 года по МПК G06F3/00 

Изобретение относится к гибридным нейроподобным оптоэлектронным вычислительным структурам, осуществляющим параллельные вычисления, и может быть применено в качестве нейропроцессора в нейрокомпьютерных системах.

Известно гибридное оптоэлектронное устройство [1] содержащее моделирующую сетевую структуру из оптоэлектронных и кодоуправляемых элементов с цифровыми блоками управления, выполненными в виде типового интерфейса с модулями цифроаналогового и аналогового преобразования управляющих сигналов.

Наиболее близкой к изобретению является гибридная оптоэлектронная ячейка сетевой вычислительной структуры [2] содержащая оптоэлектронный операционный модуль сетевой структуры из оптокодоуправляемых элементов с цифровыми блоками управления, выполненными в виде модулей оперативной памяти с высвечиванием бинарных оптических сигналов о содержимом памяти этих модулей. Модули оперативной памяти содержат матрицу элементов памяти, каждый из которых выполнен на триггере, в плечи которого включены источники излучения. При этом оптоэлектронный операционный модуль сетевой структуры может быть выполнен как в виде модуля сетевой структуры, так и в виде оптоэлектронного нейроподобного модуля (нейрочипа), содержащего узловые и межузловые оптокодоуправляемые операционные элементы, которые подключены к узловой точке такого модуля. Межузловые операционные элементы оптоэлектронного нейрочипа могут содержат на входе узел конвергенции входных сигналов, а на выходе узел дивергенции выходных сигналов. Такая гибридная ячейка нейросетевого процессора позволяет проводить вычисления в аналоговом виде в оптоэлектронном нейрочипе, из которых набрана структура нейросетевого процессора, а задание параметров оптоэлектронных элементов нейрочипа производится потоком параллельных оптических сигналов, высвечиваемых источниками излучения, включенными в плечи триггеров элементов памяти первого модуля оперативной памяти.

Недостатками этой гибридной ячейки является относительно низкое быстродействие при выполнении основных операционных и вспомогательных процедур. Процедуры последовательного считывания и записи больших массивов данных их оперативной памяти в базовую ЦВМ являются одними из длительных "медленных" операционных процедур. Так же относительно "медленными" операционными процедурами являются процедуры вычислений в нейрочипах. Выполнение основных операционных и вспомогательных процедур в известных нейросетевых вычислительных структурах производится последовательно, что существенно снижает производительность вычислительной системы в целом.

Задачей изобретения является повышение быстродействия за счет совместного параллельного выполнения всех "медленных" операционных процедур в "медленном" цикле и выполнения "быстрых" операционных процедур оптическое параллельное считывание запись параллельный сброс в "быстром" цикле.

Для решения поставленной задачи предлагается в ячейку ввести два дополнительных модуля оперативной памяти два буфера памяти с параллельными оптическими входами и выходами и буфер связи нейрочипа с одним из модулей оперативной памяти, содержащий узел амплитудно-частотной модуляции узлового потенциала и оптоэлектронный цифровой счетчик с оптическим входом и выходом. Дополнительно вводимые модули оперативной памяти позволяют посредством одного из этих модулей задавать исходные данные на период нейровычислений в нейросетевой структуре, а посредством другого сохранять полученные результаты вычислений на предыдущем шаге решения и использовать их для корректировки нелинейных параметров нейрочипа. При этом появляется возможность параллельно выполнять "медленные" операционные процедуры последовательной записи-считывания и нейровычислений в одном цикле за счет организации двух контуров вычислительных и вспомогательных операций: 1 контур последовательная обработка электрических сигналов при записи-считывании из дополнительных модулей оперативной памяти, 2 контур параллельные нейровычисления в нейрочипе и параллельное задание параметров оптоэлектронных элементов нейрочипа посредством управляющих оптических сигналов, высвечиваемых источниками излучения, включенными в первый и второй модули оперативной памяти.

Таким образом имеется развязанная во время парная работа модулей оперативной памяти при выполнении "медленных" процедур и совместная работа этих модулей оперативной памяти при выполнении "быстрых" процедур параллельного обмена оптическими сигналами и сброс.

Введение двух дополнительных модулей оперативной памяти позволяет посредством третьего модуля задавать структуру и параметры оптоэлектронного нейрочипа, посредством четвертого модуля организовать корректировку и самонастройку нейрочипов и структуры нейропроцессора в зависимости от полученных решений на предыдущем шаге решения.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая ячейка отличается наличием новых узлов дополнительных третьего и четвертого модулей оперативной памяти, своеобразных входного и выходного буферов гибридной оптоэлектронной ячейки, а также оптоэлектронного счетчика, позволяющего в одном такте вычислений производить одновременно нейровычисления и производить обработку получаемых результатов вычислений. При этом появляется возможность формировать новые взаимосвязи между прежними и новыми модулями и узлами оптоэлектронного нейропроцессора. Ранее такие модули и обусловленные их применением новые взаимосвязи в сетевых и нейросетевых процессорах не использовались.

Сравнение предлагаемой ячейки с известными схемами оптоэлектронных ячеек нейросетевых процессоров показывает, что предлагаемая структура гибридной ячейки оптоэлектронного нейропроцессора существенно отличается от известных технических решений нейроподобных сетевых структур [2] Основные отличия заключают в том, что предложена новая структура вычислительной ячейки с параллельными процессами аналоговых нейровычислений и параллельными процессами цифровой обработки информационных потоков и обмена информацией оптическими сигналами между операционными модулями устройства и модулями оперативной памяти. В предлагаемой гибридной ячейке применяются принципы параллельной обработки информации непрерывными и дискретными сигналами. Совместное применение в нейросетевом процессоре параллельных методов обработки и передачи информационных сигналов носителями разной физической природы (оптическими и электрическими сигналами) с одновременным параллельным выполнением "медленных" (многотактовых) операций в одном "медленном" цикле и "быстрых" (одно- и двухтактовых) операций в другом "быстром" цикле существенно повышает быстродействие нейровычислений. Кроме того, хранение результатов моделирования в модулях оперативной памяти, полученных на предыдущих временных шагах моделирования, позволяет использовать их при оптической связи элементов памяти этих модулей с оптокодоуправляемыми элементами нейрочипов для повышения точности моделирования за счет применения многошаговых разностных алгоритмов, а также для управления параметрами оптоэлектронных элементов других ячеек нейросетевого процессора.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемой гибридной ячейки оптоэлектронного нейропроцессора; на фиг. 2 временные диаграммы синхронизирующих сигналов для управления работой модулей ячейки.

Гибридная ячейка оптоэлектронного нейропроцессора (фиг. 1) состоит из оптических взаимосвязанных цифровых и аналоговых операционных модулей 1-4 оперативной памяти, операционного модуля 5, выполненного в виде оптоэлектронного нейрочипа, и модуля 6, выполненного в виде оптоэлектронного цифрового счетчика с оптическими входами и выходом.

Модули 1-4 оперативной памяти (фиг. 1) состоят из элементов памяти (триггеров) 7, фотоприемников 8 бинарных (двоичных) оптических сигналов, включенных на входе триггеров, и источников 9 излучения бинарных оптических сигналов, включенных в плечи триггеров.

Операционный модуль 5 выполнен в виде модуля нейросетевой моделирующей структуры оптоэлектронного нейрочипа, который состоит из узловых операционных элементов 10, включенных в узловую точку 11 нейрочипа, межузловых операционных элементов 12, так же включенных в эту же узловую точку. Операционные элементы 10 и 12 содержат фотоприемники 13, оптически связанные с источниками излучения модуля 3 оперативной памяти, и фотоприемники 14, оптически связанные с источниками излучения модуля 4 оперативной памяти. Кроме того, в узловую точку 11 нейрочипа включен узел 15 амплитудно-частотной модуляции узловых потенциалов, имеющий на выходе источник излучения бинарных оптических сигналов.

Модуль 6 содержит оптоэлектронный цифровой счетчик с оптическим входом и выходом, который состоит из входного фотоприемника 16 бинарных оптических сигналов, цифрового счетчика, выполненного на последовательно соединенных триггерах 17, в плечи которых включены источники 18 излучения оптических бинарных сигналов.

Модули 1 и 2 оперативной памяти фактически являются портами ввода-вывода электронных цифровых (двоичных) сигналов в предлагаемой гибридной ячейке оптоэлектронного нейропроцессора. При этом модуль 1 выполняет функции входного буфера гибридной ячейки, а модуль 2 выполняет функции буфера выхода гибридной ячейки.

Модули 3 и 4 оперативной памяти выполняют функции входного и выходного буферов нейрочипа и применяются для задания параметров оптоэлектронных элементов нейрочипа потоком параллельных оптических сигналов, высвечиваемых источниками 9 излучения, включенными в плечи триггеров 7 модулей 3 и 4 оперативной памяти.

Модули 1-4 оперативной памяти имеют обычную структуру модулей оперативной памяти цифровых устройств и каждый из них содержит матрицу элементов памяти на триггерах 7, подсоединенных через общую магистраль к дешифраторам строк и столбцов к порту ввода-вывода электронных двоичных сигналов базовой ЦВМ.

Отличительные особенности используемых модулей 1-4 оперативной памяти заключаются в наличии дополнительных оптоэлектронных элементов в каждом элементе памяти модулей оперативной памяти. Во входных цепях триггеров 7 имеются фотоприемники 8, посредством которых подключены вход триггера к шине опорного напряжения и посредством освещения которых осуществляется запись информации в элементы памяти этих модулей, т.к. задается состояние триггеров 7. В выходные цепи либо в плечи триггеров 7 включены источники 9 излучения для оптического считывания состояния триггера и соответственно хранимой в этих триггерах информации.

Оптоэлектронный модуль (нейрочип) 5 основной операционный модуль, который применяется для выполнения параллельных вычислений по нейросетевому алгоритму. Этот модуль производит обработку электронных информационных сигналов в аналоговой форме. Управление и контроль за выполнением вычислительных процедур осуществляется оптическими двоичными (бинарными) сигналами, квазианалоговыми и аналоговыми сигналами.

Ячейки нейросетевого процессора соединены между собой в нейросетевом процессоре по нейросетевому алгоритму, который определен классом решаемых задач, в общем случае это могут быть соединения нейрочипов "каждого со всеми" входы нейрочипа одной ячейки соединены с выходами нейрочипов других ячеек.

Связь предлагаемых гибридных оптоэлектронных ячеек между собой в нейроподобной сети может осуществляться оптическими сигналами, при этом межузловые элементы оптоэлектронных нейрочипов 12 содержат в выходных цепях источники излучения, а во входных цепях этих межузловых элементов включены фотоприемники. И таким образом посредством оптической связи от источников излучения нейрочипов одних ячеек с фотоприемниками межузловых элементов 12 нейрочипов других ячеек можно реализовать развитую систему оптической связи соседних и удаляемых ячеек.

Двойными стрелками на фиг. 1 показаны шины соединения модулей с общей магистралью, по которым осуществляется передача управляющих синхроимпульсов для запуска, останова и сброса в модулях оперативной памяти и в цифровом счетчике.

Модули 1-6 гибридной ячейки нейроподобной сети соединены между собой оптическими линиями связи, которые на фиг. 1 показаны стрелками с треугольным острием. При этом внешний порт ввода оптических бинарных сигналов в модуль 1 является внешним портом ввода оптических бинарных сигналов ячейки нейропроцессора, а порт вывода оптических бинарных сигналов в модуле 2 является внешним портом вывода оптических сигналов гибридной ячейки нейропроцессора.

Наличие в ячейке таких портов параллельного ввода-вывода оптических сигналов оказывается очень удобным для формирования многослойных нейроподобных сетевых структур. Развитая оптическая связь между слоями может быть довольно просто организована перекрестными оптическими связями между оптическими выходами модулей 2 оперативной памяти и оптическими входами модулей 1 оперативной памяти гибридных ячеек во втором слое. Перекрестные оптические связи между модулями в многослойной структуре могут быть организованы непосредственно световыми лучами или через световоды.

Гибридная ячейка оптоэлектронного нейропроцессора работает следующим образом.

В соответствии с условиями решаемой задачи и структурой моделируемой нейросети в модуль 1 оперативной памяти записываются соответствующие значения для задания параметров элементов ячейки нейропроцессора. В модуль 3 оперативной памяти записываются начальные условия и характеристики нелинейностей. При этом производится распределение ресурсов оперативной памяти модулей 3 и 4 таким образом, чтобы определенная группа элементов памяти каждого модуля имела бы соответствующую оптическую связь с конкретной группой оптокодоуправляемых элементов нейрочипа 5. Записанные в модули 3 и 4 оперативной памяти данные хранятся в течение одного такта решения, а затем обновляются в соответствии с полученным результатом, причем можно задавать такие режимы решения, когда в модуль 3 записаны исходные данные для задания структуры и параметров нейрочипа 5, а в модуль 4 записан результат, полученный на предыдущем шаге решения и применяемый для корректировки самонастройки структуры нейроподобного модуля 5. Кроме процедуры внутренней самонастройки могут применяться процедуры внешней самонастройки за счет передачи управляющих сигналов, соответствующих результатам моделирования в других ячейках, расположенных в других слоях моделирующей многослойной структуры.

Моделирование процессов обработки и передачи информации в предлагаемых ячейках нейросетевых структур включает в себя следующие процедуры:
задание структуры, синаптических весов связи, пороговых уровней;
собственно сами аналоговые нейровычисления;
цифровая обработка получаемых результатов нейровычислений.

Эти процедуры выполняются одновременно в "медленной" цикле. Задание структуры осуществляется высвечиванием оптических сигналов с источников 9 излучения, включенных в элементы памяти модулей 3 и 4 оперативной памяти. Эти оптические сигналы поступают на оптические входы фотоприемников 13 и 14 нейрочипа 5. Результаты аналоговых нейровычислений в нейрочипе 5 преобразуются посредством узла 15 амплитудно-частотной модуляции узловых потенциалов в бинарные оптические сигналы, которые поступают на оптический вход фотоприемника, включенного на входе цифрового счетчика, где и производится цифровое суммирование результатов моделирования для одного временного шага решения.

На фиг. 2 приведена одна из временных диаграмм синхронизирующих сигналов, подаваемых на управляющие входы модулей для их программируемого функционирования в соответствии с режимом решения задач, при этом наличие сигнала функциональный запуск модуля, отсутствие сигнала блокировка модуля.

Диаграмма синхронизирующих сигналов приведена для всех модулей 1-6 и наличие управляющего сигнала обозначает "разрешение" выполнения процедур, которые на вертикальной оси имеют следующие обозначения:
W/R электронные последовательные процедуры записи-считывания обычными цифровыми методами обработки информации из элементов памяти модулей 1 и 2 оперативной памяти;
R/R_o последовательное электронное считывание и параллельное оптическое считывание высвечивание потоком оптических сигналов информации о содержимом элементов памяти модулей 3 и 4;
R_o параллельное оптическое считывание высвечивание потоком оптических сигналов содержимого регистров и элементов памяти;
W_o параллельная оптическая запись запись потоком оптических сигналов от источников излучения, включенных в элементы памяти одного модуля, в элементы памяти другого модуля, с которым имеется оптическая связь;
NC параллельные аналоговые нейровычисления на нейрочипах 5 с одновременным аналого-цифровым преобразованием обрабатываемых сигналов в узле 15 и передачей получаемых квантованных сигналов бинарными оптическими сигналами к фотоприемнику 16, подключенному к цифровому счетчику модуля 6;
S суммирование цифровым счетчиком в модуле 6 оптических бинарных сигналов, поступающих на вход фотоприемника 16 этого счетчика от узла 15 амплитудно-частотной модуляции узлового потенциала, включенного в узловую точку нейрочипа 5;
"О" процедура сброса или стартовая подготовка модулей к следующему шагу решения.

Вертикальная ось условно разбита на 6 зон, каждая из которых объединяет сигналы синхронизации для одного из шести модулей гибридной ячейки нейропроцессора.

На горизонтальной (временной) оси каждый временной цикл (шаг) решения условно разделен на 2 стадии на два цикла: 1 "медленный" и 2 "быстрый" цикл.

Первый "медленный" цикл решения основной операционный цикл, длительность которого определяется максимальной длительностью выполнения последовательных операций записи-считывания в модулях 1 или 2 оперативной памяти или нейровычислений в модулях 5 и 6.

В первом "медленном" цикле вычислений выполняются параллельно следующие процедуры.

В модуле 1 оперативной памяти производится полная или частичная последовательная запись-считывание (W/R) электронных сигналов, соответствующих данным, необходимым для задания структуры и параметров нейроподобного модуля на следующем шаге решения. Эти данные вычисляются по определенным алгоритмам и для их вычисления используются результаты, полученные на предыдущих шагах решения и хранимые в элементах памяти модулей 2-4. Хранимые результаты решений в этих модулях могут быть считаны в базовую ЦВМ.

В модуле 2 оперативной памяти в первом цикле осуществляется процедура последовательной записи-считывания (W/R) для подготовки данных в базовой ЦВМ для следующего шага решения и переписывание их в память первого модуля 1. Хранимая в модуле 2 информация может применяться для управления структурой нейрочипов другой гибридной ячейки при моделировании многослойных нейронных сетей.

В модуле 3 оперативной памяти в первом цикле хранимая в памяти информация сохраняется в течение всего первого цикла и может высвечиваться источником 9 излучения, включенным в элементы памяти этого модуля. Эта процедура является фактически параллельным оптическим считыванием (R_o) с элементом памяти этого модуля для задания структуры и параметров оптоэлектронного нейрочипа 5. Параллельно с этого модуля может осуществляться последовательное считывание (R) электронных сигналов обычными методами цифровой обработки сигналов. Кроме того, в этом цикле возможна электронная запись в элементы памяти случайных чисел в соответствии с алгоритмами решения задач методом Монте-Карло.

В модуле 4 оперативной памяти в первом цикле решения хранимая информация может быть применена для корректировки параметров и структуры нейрочипа 5 при решении нелинейных задач.

В оптоэлектронном нейрочипе 5 в первом цикле производятся параллельное оптическое задание параметров и структуры нейрочипа (W_o), параллельные аналоговые нейровычисления (NC) с аналого-цифровым квантованием обрабатываемых сигналов и высвечиванием их в виде бинарных оптических сигналов (R_o) с узла 15.

В модуле 6 в первом цикле производится передача (W_о) бинарных оптических сигналов с выхода узла 15 на вход фотоприемника 16 и последующее их суммирование на цифровом счетчике (S) в течение первого цикла.

Во втором "быстром" цикле осуществляются следующие "быстрые" процедуры параллельного обмена информацией потоками параллельных оптических сигналов: оптическая запись (W_o), оптическое считывание (R_o) и "сброс" ("0").

В модуле 1 в "быстром" цикле производится высвечивание оптических информационных сигналов параллельное оптическое считывание (R_o) и затем параллельный сброс ("0").

В модуле 2 оперативной памяти в "быстром" цикле вначале производится сброс ("0") хранимой информации, а затем производится параллельный перенос оптической записью (W_o) информации из модуля 4, полученной на предыдущем шаге решения.

В модуле 3 в "быстром" цикле вначале производится сброс ("0") хранимой информации и затем производится параллельный перенос в этот модуль оптической записью (W_o) информации из модуля 1, подготовленной для следующего шага решения в модуле 1.

В модуле 4 оперативной памяти информации из этого модуля в модуль 2 оптическим считыванием (R_o), затем после очистки содержимого элементов памяти этого модуля сброс ("0") и производится параллельный перенос оптической записью (Wo) содержимого регистров триггеров 17 цифрового счетчика 6 результатов решения, полученных на текущем временном шаге, в соответствующие элементы памяти этого модуля.

В нейрочипе 5 в "быстром" цикле осуществляется сброс и подготовка к следующему шагу решения.

В модуле 6 вначале производится параллельный перенос полученных результатов суммирования на текущем временном шаге оптическим считыванием (R_o) в элементы памяти модуля 4 оперативной памяти, а затем осуществляется сброс ("0") и подготовка к новому циклу решения.

Процессы обработки и передачи информации в ячейке нейросетевого процессора задаются синхросигналами, передаваемыми к модулям 1-6 в соответствии с выбранными режимами работы. Диаграмма синхросигналов приведена на фиг. 2.

В первом цикле решения операционном цикле обычными цифровыми методами производится обработка и запись необходимой для решения информации из оперативной памяти базовой ЦВМ в соответствующие элементы памяти модулей 1 и 2 оперативной памяти. Каждый из модулей оперативной памяти может работать со своим процессором, либо это может быть транспьютер, локальная память которого является модулем оперативной памяти ячейки нейроподобной сети. Содержимое модуля 1 переписывается параллельным оптическим считыванием (R_o) в соответствующие элементы памяти модуля 3 оперативной памяти. Содержимое этих элементов памяти высвечивается с источников 9 излучения в виде оптических сигналов, которые поступают на фотоприемники 13 оптокодоуправляемых элементов нейрочипа 5, и таким образом задается структура связей и значение параметров оптоэлектронных элементов нейрочипа 5. В нейрочипах в зависимости от задаваемой структуры взаимосвязи и задаваемых параметров синаптических весов и пороговых уровней квантования амплитудно-частотного преобразования узловых потенциалов передаваемых сигналов в частоту (код) устанавливается определенное распределение моделируемых функций. В соответствии с этим распределением с узла 15 высвечиваются оптические бинарные сигналы, которые поступают на оптический вход фотоприемника 16, включенного на входе цифрового счетчика, где производится их суммирование на заданном временном шаге решения. Схема цифрового счетчика может иметь два выхода выход полностью просуммированного результата (полной суммы) и выход среднего значения. В последнем случае организуется схема пересчета (делитель) на заданное значение временного шага.

Во втором цикле решения вспомогательном цикле полученные на текущем временном шаге решения результаты переписываются параллельным оптическим считыванием (R_o) из регистров триггеров 17 цифрового счетчика посредством высвечивания этих сигналов на источниках 18 излучения в элементы памяти модуля 4. Причем перед этим содержимое элементов памяти этого модуля было перенесено потоком параллельных оптических сигналов в соответствующие элементы памяти модуля 2. Для нового шага решения подготовленная в модуле 1 информация параллельным переносом оптическим считыванием (R_o) переписывается в модуль 3 и таким образом подготавливаются данные для задания структуры нейрочипа для нейровычислений на следующем операционном цикле. Хранимые в модуле 4 результаты также могут быть непосредственно использованы как данные для задания нелинейностей в нейросетевой структуре на следующем шаге решения.

Одним из эффективных методов моделирования распределенных систем на предлагаемых нейроподобных структурах является метод Монте-Карло. Алгоритм моделирования в этом случае довольно прост. Задается некоторая случайно распределенная топология связей и случайно заданные значения синаптических весов межузловых связей, цифровыми счетчиками подсчитываются усредненные значения вероятности распределения моделируемых энергетических функций для набора случайных событий.

Предполагаемая структура гибридной ячейки оптоэлектронного нейросетевого процессора может быть применена и при решении различного класса задач с рекуррентными процедурами, когда результаты решения на одном шаге являются исходными для другого шага решения.

Предлагаемая гибридная ячейка оптоэлектронного нейропроцессора позволяет существенно повысить быстродействие нейровычислений за счет организации параллельных процессов нейровычислений и подготовки данных для решения в одном операционном цикле.

Изобретение относится к элементам гибридных вычислительных систем и может быть использовано как составной модульный элемент нейроподобной вычислительной структуры. Сущность изобретения: повышение быстродействия достигается за счет параллельного выполнения операций аналоговых нейровычислений в оптоэлектронном нейроподобном операционном модуле и цифровых операций обмена информацией между модулями оперативной памяти и базовой ЦВМ. В гибридную ячейку оптоэлектронного нейропроцессора, содержащую два модуля оперативной памяти с узлом высвечивания хранимой в них информации и оптоэлектронный нейроподобный модуль с цифровым счетчиком, вводятся дополнительно третий и четвертый модули оперативной памяти с узлами записи и высвечивания оптической информации, при этом вводимый третий модуль оперативной памяти оптически связан с оптическим выходом первого модуля оперативной памяти, а выход оптически связан с оптическим входом оптоэлектронного нейроподобного модуля. 2 ил.

ГИБРИДНАЯ ЯЧЕЙКА ОПТОЭЛЕКТРОННОГО НЕЙРОПРОЦЕССОРА, содержащая первый и второй модули оперативной памяти, оптоэлектронный операционный модуль сетевой структуры, элементы памяти модулей оперативной памяти выполнены на триггерах, каждый из которых содержит источник излучения, включенный в одно из плеч триггера, оптоэлектронный операционный модуль сетевой структуры выполнен в виде оптоэлектронного нейрочипа, содержащего межузловые и узловые оптокодоуправляемые операционные элементы, которые подключены к узловой точке нейрочипа и оптически связаны с источниками излучения элементов памяти первого и второго модулей оперативной памяти, управляющие входы и информационные входы-выходы первого и второго модулей оперативной памяти соединены с общей магистралью, а информационные входы-выходы оптоэлектронного нейрочипа являются информационными входами-выходами гибридной ячейки, отличающаяся тем, что в гибридную ячейку введены дополнительно третий и четвертый модули оперативной памяти и оптоэлектронный цифровой счетчик с оптическим входом и выходом, а в узловую точку оптоэлектронного нейрочипа включен узел амплитудно-частотной модуляции узлового потенциала, к выходу которого подключен источник излучения бинарных оптических сигналов, третий и четвертый модули оперативной памяти выполнены на триггерах, каждый из которых содержит источник излучения, включенный в одно из плеч триггера, а к входу каждого триггера в каждом из четырех модулей оперативной памяти подключен фотоприемник, который соединяет вход триггера с шиной опорного потенциала, оптоэлектронный цифровой счетчик с оптическим входом и выходом выполнен в виде цепи последовательно включенных триггеров, у каждого из которых в одно из плеч включен источник излучения, а к входу цифрового счетчика подключен фотоприемник, который соединяет вход счетчика с шиной опорного напряжения и который оптически связан с источником излучения бинарных оптических сигналов узла амплитудно-частотной модуляции узлового потенциала, источники излучения, включенные в плечи триггеров оптоэлектронного цифрового счетчика, оптически связаны с фотоприемниками, включенными во входные цепи триггеров элементов памяти второго модуля оперативной памяти, кроме того, оптические входы фотоприемников, включенных во входную цепь триггеров третьего модуля оперативной памяти, являются оптическими входами гибридной оптоэлектронной ячейки, а оптические выходы источников излучения, включенных в плечи триггеров четвертого модуля оперативной памяти, являются оптическими выходами ячейки, при этом фотоприемники, включенные во входные цепи триггеров первого модуля оперативной памяти, оптически связаны с источниками излучения триггеров элементов памяти третьего модуля оперативной памяти, а фотоприемники, включенные во входные цепи триггеров четвертого модуля оперативной памяти, оптически связаны с источниками излучения триггеров элементов памяти второго модуля оперативной памяти, управляющие входы и информационные входы-выходы третьего и четвертого модулей оперативной памяти, а также управляющие входы оптоэлектронного цифрового счетчика соединены с общей магистралью.