Cryo-SIMPLY:一种可靠的基于STT-MRAM的智能材料实现架构,用于内存计算
Tatiana Moposita1, Esteban Garzón1, Adam Teman2
1Department of Computer Engineering, Modeling, Electronics, and Systems Engineering, University of Calabria, 87036 Rende, Italy.
Nanomaterials (Basel, Switzerland)
|January 10, 2025
概括
这项研究介绍了Cryo-SIMPLY,一个冷逻辑内存架构. 在77K的双屏障磁道连接处,与室温和单屏障设计相比,显著提高了读取边缘和能源效率.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 计算机工程 计算机工程
背景情况:
- 旋转转移扭矩磁随机访问存储器 (STT-MRAM) 是逻辑内存 (LIM) 架构的关键技术.
- 在低温 (77K) 处运行LIM可提高性能和能源效率.
- 现有的SIMPLY (智能材料含义) 计划在冷条件下面临限制.
研究的目的:
- 提出和评估一个可靠的智能材料含义 (SIMPLY) 方案,在冷条件下 (77 K) 运行.
- 为了比较基于单障碍 (SMTJ) 和双障碍 (DMTJ) 磁道交叉点在77K的SIMPLY方案的性能.
- 评估用于逻辑内存应用的冷SIMPLY方案的能源效率.
主要方法:
- 为MTJ设备开发基于温度感知宏旋的Verilog-A紧型模型.
- 使用测量,对一个65nm商业工艺设计套件 (PDK) 校准至77K.
- 实施和模拟使用SMTJ和DMTJ技术在77K和300K的SIMPLY方案.
主要成果:
- 基于DMTJ的SIMPLY方案显示,与室温操作相比,在77K的读取边际有2.3倍的改进.
- 在77K时,基于DMTJ的SIMPLY方案比基于SMTJ的对应方案节省了大约69%的能源.
- 低温操作显著提高了SIMPLY架构的可靠性和能源效率.
结论:
- 在冷条件下 (77K) 运行的 SIMPLY 方案是先进的内存逻辑 (LIM) 架构的可行和有前途的解决方案.
- 基于DMTJ的SIMPLY在低温温度下提供了卓越的读取率和能源效率.
- 这项研究为开发利用冷技术的高性能,节能计算系统铺平了道路.
