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基于2T1MTJ单元结构的STT-MRAM存内计算实现
被引量：
2
1
作者
郑志强
陈俊杰
+2 位作者
颜思岑
胡炜
王少昊
《微电子学与计算机》
2021年第11期101-108,共8页
在处理数据密集型应用时,传统冯·诺依曼计算体系架构难以兼顾低延时与低功耗.通过数据处理架构创新,存内计算技术可有效提升处理器与内存间的通信效率并克服"内存墙"性能瓶颈.提出了一种基于2T1MTJ(双晶体管单磁隧道结)...
在处理数据密集型应用时,传统冯·诺依曼计算体系架构难以兼顾低延时与低功耗.通过数据处理架构创新,存内计算技术可有效提升处理器与内存间的通信效率并克服"内存墙"性能瓶颈.提出了一种基于2T1MTJ(双晶体管单磁隧道结)单元结构的通用型STT-MRAM(自旋转移矩磁性随机存储器)存内计算方案,通过复用存取晶体管将位逻辑运算的控制前置于阵列中,并能同时兼顾MRAM常规存储功能.结合SMIC 55nm工艺与p-MTJ紧凑模型进行了CMOS/MTJ混合仿真,并与基于1T1MTJ和2T2MTJ单元结构的同类方案进行了性能对比.结果表明,由于运用了和存储单元具有相同MTJ的单一逻辑运算参考单元,2T1MTJ方案的与/或位逻辑运算正确率和单元写入正确率在不同MTJ工艺偏差、TMR(隧穿磁阻效应)偏差、温度变化、电压波动情况下,整体优于1T1MTJ方案;相比2T2MTJ方案,提出方案的写入正确率高37.1%,单元面积减半.此外,还提出一种采用双阈值晶体管的改进型2T1MTJ单元结构方案,其读写性能均优于采用相同存取晶体管的2T1MTJ方案,其中对单元写入正确率的提升达9.4%.
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关键词
自旋
转移
矩
-
磁
随机
存储器
(
stt-mram
)
2T1MTJ
存内计算
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职称材料
基于STT-MRAM的位逻辑运算方案及灵敏放大器设计
被引量：
1
2
作者
陆楠楠
王少昊
黄继伟
《电子技术应用》
2020年第6期40-44,50,共6页
基于1T1MTJ的自旋转移矩-磁随机存储器(STT-MRAM)提出了一种改进型存内位逻辑计算方案。该方案通过精简2T2MTJ存内位逻辑运算方案提升了存储阵列密度,通过互补型读出电路增加了“与非”和“或非”的运算功能。此外,还通过增加支路电压...
基于1T1MTJ的自旋转移矩-磁随机存储器(STT-MRAM)提出了一种改进型存内位逻辑计算方案。该方案通过精简2T2MTJ存内位逻辑运算方案提升了存储阵列密度,通过互补型读出电路增加了“与非”和“或非”的运算功能。此外,还通过增加支路电压稳定电路的方法,提出了一种适用于上述方案的改进型高速灵敏放大器。基于中芯国际55 nm LL逻辑工艺的仿真结果表明,相较于传统的灵敏放大器,该方案不仅读取速度提升了33%,在适配大型存储阵列(CB≥0.8 pF)时还拥有更强的读取能力与更优的功率积(PDP)。
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关键词
自旋
转移
矩
-
磁
随机
存储器
(
stt-mram
)
位逻辑运算
高速
灵敏放大器
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职称材料
SOT-MRAM单元结构的改进及其低功耗写电路设计
被引量：
1
3
作者
颜思岑
袁磊
+1 位作者
王少昊
黄继伟
《中国集成电路》
2021年第12期20-25,共6页
本文提出了在典型2T1MTJ自旋轨道扭矩-磁随机存储器(SOT-MRAM)阵列的源极线上增加平衡晶体管的新结构,有效解决对一个存储单元进行同时读写操作时读、写电流不对称的问题。该方案还与自终止写电路设计相结合,进一步降低了SOT-MRAM整体...
本文提出了在典型2T1MTJ自旋轨道扭矩-磁随机存储器(SOT-MRAM)阵列的源极线上增加平衡晶体管的新结构,有效解决对一个存储单元进行同时读写操作时读、写电流不对称的问题。该方案还与自终止写电路设计相结合,进一步降低了SOT-MRAM整体功耗。仿真结果表明,与典型SOT-MRAM写电路方案相比,本文的方案有效降低了77.35%的写入功耗。
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关键词
自旋
轨道扭
矩
-
磁
随机
存储器
(SOT
-
MRAM)
磁
隧道结
低功耗
自终止
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职称材料
题名
基于2T1MTJ单元结构的STT-MRAM存内计算实现
被引量：
2
1
作者
郑志强
陈俊杰
颜思岑
胡炜
王少昊
机构
福州大学晋江微电子研究院
出处
《微电子学与计算机》
2021年第11期101-108,共8页
基金
国家重点研发计划(2018YFB0407603)。
文摘
在处理数据密集型应用时,传统冯·诺依曼计算体系架构难以兼顾低延时与低功耗.通过数据处理架构创新,存内计算技术可有效提升处理器与内存间的通信效率并克服"内存墙"性能瓶颈.提出了一种基于2T1MTJ(双晶体管单磁隧道结)单元结构的通用型STT-MRAM(自旋转移矩磁性随机存储器)存内计算方案,通过复用存取晶体管将位逻辑运算的控制前置于阵列中,并能同时兼顾MRAM常规存储功能.结合SMIC 55nm工艺与p-MTJ紧凑模型进行了CMOS/MTJ混合仿真,并与基于1T1MTJ和2T2MTJ单元结构的同类方案进行了性能对比.结果表明,由于运用了和存储单元具有相同MTJ的单一逻辑运算参考单元,2T1MTJ方案的与/或位逻辑运算正确率和单元写入正确率在不同MTJ工艺偏差、TMR(隧穿磁阻效应)偏差、温度变化、电压波动情况下,整体优于1T1MTJ方案;相比2T2MTJ方案,提出方案的写入正确率高37.1%,单元面积减半.此外,还提出一种采用双阈值晶体管的改进型2T1MTJ单元结构方案,其读写性能均优于采用相同存取晶体管的2T1MTJ方案,其中对单元写入正确率的提升达9.4%.
关键词
自旋
转移
矩
-
磁
随机
存储器
(
stt-mram
)
2T1MTJ
存内计算
Keywords
spin transfer torque
-
based magnetoresistive RAM(STT–MRAM)
2T1MTJ
in
-
memory computing
分类号
TN432 [电子电信—微电子学与固体电子学]
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职称材料
题名
基于STT-MRAM的位逻辑运算方案及灵敏放大器设计
被引量：
1
2
作者
陆楠楠
王少昊
黄继伟
机构
福州大学物理与信息工程学院
出处
《电子技术应用》
2020年第6期40-44,50,共6页
基金
国家重点研发计划(2018YFB0407603)。
文摘
基于1T1MTJ的自旋转移矩-磁随机存储器(STT-MRAM)提出了一种改进型存内位逻辑计算方案。该方案通过精简2T2MTJ存内位逻辑运算方案提升了存储阵列密度,通过互补型读出电路增加了“与非”和“或非”的运算功能。此外,还通过增加支路电压稳定电路的方法,提出了一种适用于上述方案的改进型高速灵敏放大器。基于中芯国际55 nm LL逻辑工艺的仿真结果表明,相较于传统的灵敏放大器,该方案不仅读取速度提升了33%,在适配大型存储阵列(CB≥0.8 pF)时还拥有更强的读取能力与更优的功率积(PDP)。
关键词
自旋
转移
矩
-
磁
随机
存储器
(
stt-mram
)
位逻辑运算
高速
灵敏放大器
Keywords
spin transfer torque
-
magnetic random access memory
bit logic operation
high speed
sense amplifier
分类号
TN432 [电子电信—微电子学与固体电子学]
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职称材料
题名
SOT-MRAM单元结构的改进及其低功耗写电路设计
被引量：
1
3
作者
颜思岑
袁磊
王少昊
黄继伟
机构
福州大学物理与信息工程学院
出处
《中国集成电路》
2021年第12期20-25,共6页
基金
国家重点基础研究发展计划(2018YFB0407603)。
文摘
本文提出了在典型2T1MTJ自旋轨道扭矩-磁随机存储器(SOT-MRAM)阵列的源极线上增加平衡晶体管的新结构,有效解决对一个存储单元进行同时读写操作时读、写电流不对称的问题。该方案还与自终止写电路设计相结合,进一步降低了SOT-MRAM整体功耗。仿真结果表明,与典型SOT-MRAM写电路方案相比,本文的方案有效降低了77.35%的写入功耗。
关键词
自旋
轨道扭
矩
-
磁
随机
存储器
(SOT
-
MRAM)
磁
隧道结
低功耗
自终止
Keywords
Spin orbit torque
-
magnetic random access memory(SOT
-
MRAM)
magnetic tunnel junction
low power consumption
self
-
terminating
分类号
TP333 [自动化与计算机技术—计算机系统结构]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于2T1MTJ单元结构的STT-MRAM存内计算实现
郑志强
陈俊杰
颜思岑
胡炜
王少昊
《微电子学与计算机》
2021
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
基于STT-MRAM的位逻辑运算方案及灵敏放大器设计
陆楠楠
王少昊
黄继伟
《电子技术应用》
2020
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
SOT-MRAM单元结构的改进及其低功耗写电路设计
颜思岑
袁磊
王少昊
黄继伟
《中国集成电路》
2021
1
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职称材料
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