In-Memory Wallace Tree Multipliers Based on Majority Gates Within Voltage-Gated SOT-MRAM Crossbar Arrays

磁阻随机存取存储器 横杆开关 计算机科学 并行计算 乘数(经济学) 逻辑门 算术 非易失性存储器 计算机硬件 算法 数学 电信 宏观经济学 经济 随机存取存储器
作者
Yajuan Hui,Qingzhen Li,Leimin Wang,Cheng Liu,Deming Zhang,Xiangshui Miao
出处
期刊:IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:32 (3): 497-504 被引量:2
标识
DOI:10.1109/tvlsi.2024.3350151
摘要

In-memory computing represents an efficient paradigm for high-performance computing using crossbar arrays of emerging nonvolatile devices. While various techniques have emerged to implement Boolean logic in memory, the latency of arithmetic circuits, particularly multipliers, significantly increases with bit-width. In this work, we introduce an in-memory Wallace tree multiplier based on majority gates within voltage-gated spin-orbit torque (SOT) magnetoresistive random access memory (MRAM) crossbar arrays. By utilizing a resistance sum, the majority gate is implemented during READ operations in voltage-gated SOT-MRAM crossbar arrays, resulting in reduced read currents and improved energy efficiency. We employ a series of READ and WRITE operations to perform multiplier calculations, leveraging the fast READ and WRITE speeds of voltage-gated SOT-MRAM devices. Furthermore, the use of five-input majority gates simplifies multiplication by employing uniform logic gates and reducing logic depth, thereby lowering the operation’s complexity and the total number of occupied cells. Our experimental results demonstrate that the proposed in-memory Wallace tree multipliers consume three times less energy for in-memory operations than previously reported 4 $\times$ $4$ multipliers. Moreover, the proposed method reduces the delay overhead from O ( $n^{2}$ ) to O ( $\log_{2}{n}$ ), where $\mathit{n}$ represents the number of bits.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
顺心行天完成签到 ,获得积分10
1秒前
PetersenGraph完成签到,获得积分10
1秒前
tcf完成签到,获得积分0
1秒前
雨晴完成签到,获得积分10
2秒前
定西完成签到,获得积分10
2秒前
宁幼萱完成签到,获得积分10
3秒前
七七发布了新的文献求助30
3秒前
江上完成签到 ,获得积分10
4秒前
南冥落雨完成签到,获得积分10
4秒前
梁小氓完成签到 ,获得积分10
4秒前
二硫碘化钾完成签到,获得积分10
4秒前
顺心行天关注了科研通微信公众号
4秒前
冷艳的凡阳完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
realtimes完成签到,获得积分10
5秒前
123完成签到,获得积分10
5秒前
tRNA完成签到,获得积分10
6秒前
keyanlv完成签到,获得积分10
6秒前
动听白秋完成签到 ,获得积分10
6秒前
CharlieYue完成签到,获得积分20
7秒前
美满的白昼完成签到 ,获得积分10
7秒前
海心完成签到,获得积分0
8秒前
小葡萄完成签到 ,获得积分10
8秒前
似雨若离完成签到,获得积分10
8秒前
6666666666完成签到 ,获得积分10
8秒前
liuqizong123完成签到,获得积分10
8秒前
opticsLM完成签到,获得积分0
9秒前
NCU-Xzzzz完成签到,获得积分10
9秒前
与可完成签到,获得积分10
9秒前
时尚友安完成签到,获得积分10
10秒前
疯狂的绿蝶完成签到 ,获得积分10
10秒前
东风完成签到,获得积分10
10秒前
iceeer完成签到,获得积分10
10秒前
Wzebrafish完成签到,获得积分10
11秒前
乔乔完成签到,获得积分10
11秒前
想吃小面包完成签到 ,获得积分10
12秒前
胡可完成签到 ,获得积分10
12秒前
shinhee完成签到,获得积分10
12秒前
XIAOJU_U完成签到 ,获得积分10
13秒前
清冷渊完成签到 ,获得积分10
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
A Guide to Genetic Counseling, 3rd Edition 500
Laryngeal Mask Anesthesia: Principles and Practice. 2nd ed 500
Theories in Second Language Acquisition 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5568403
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4652961
关于积分的说明 14702698
捐赠科研通 4594773
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2521254
邀请新用户注册赠送积分活动 1492932
关于科研通互助平台的介绍 1463735