A Novel Computing-in-Memory Platform Based on Hybrid Spintronic/CMOS Memory

计算机科学 加法器 CMOS芯片 内存处理 逻辑门 计算机体系结构 操作数 非易失性存储器 并行计算 电子工程 计算机硬件 嵌入式系统 工程类 算法 情报检索 按示例查询 Web搜索查询 搜索引擎
作者
Zhi Zhong Yang,Kuiqing He,Zeqing Zhang,Yao Lu,Zheng Li,Yijiao Wang,Zhaohao Wang,Weisheng Zhao
出处
期刊:IEEE Transactions on Electron Devices [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:69 (4): 1698-1705 被引量:22
标识
DOI:10.1109/ted.2021.3137761
摘要

Computing-in-memory (CiM) based on spintronic devices is considered to be one of the most promising solutions to address the von Neumann bottleneck. In this article, a novel CiM platform based on hybrid spintronic/CMOS memory is proposed, which can work in memory mode and computing mode. Instead of integrating complex logic units in memory, minor modifications are made to peripheral circuits to perform calculations. Profiting from the unique properties of hybrid memory and well-modified peripheral circuitry, three different computing schemes are introduced, and the computing results are obtained as typical memory readouts. Complex bulk bitwise logic functions including 16 Boolean logic functions and arithmetic operations can be implemented by combining the proposed schemes and dynamically configuring the input variables. All computing functions can be implemented without nonvolatile bit write operations, and there is no restriction on the location of operands. A 1-bit full adder and a multibit ripple carry adder are designed as instances of flexible utilization of the platform. The hybrid spintronic/CMOS simulations at the 40 nm technology node further demonstrate the functionality and performance of this work. The performance of nonvolatile memory write operations is significantly improved and requirements for device fabrication are reduced by exploiting the toggle spin torques mechanism. The resistance margins of our design are twice greater compared to the previous parallel-connected schemes.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
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
潇洒的芒果完成签到,获得积分10
刚刚
NianWang应助adeno采纳,获得10
1秒前
ymmmaomao23完成签到,获得积分10
1秒前
昏睡的静丹完成签到,获得积分10
2秒前
文艺的早晨完成签到 ,获得积分10
2秒前
tg2024完成签到,获得积分10
3秒前
小王同学完成签到,获得积分10
5秒前
季夏聆风吟完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
cgliuhx完成签到,获得积分10
6秒前
Jaylou完成签到,获得积分10
7秒前
现实的小蚂蚁完成签到,获得积分10
10秒前
专一的定帮完成签到,获得积分10
13秒前
CANDY发布了新的文献求助10
13秒前
鑫光熠熠完成签到 ,获得积分10
13秒前
小马甲应助西瓜妹采纳,获得10
14秒前
一一完成签到 ,获得积分10
15秒前
吃饱再睡完成签到 ,获得积分10
16秒前
zxy14完成签到,获得积分10
18秒前
hkh发布了新的文献求助10
19秒前
邢yun完成签到 ,获得积分10
19秒前
橘子味完成签到 ,获得积分10
21秒前
Bioflying完成签到,获得积分10
21秒前
失眠的青寒完成签到,获得积分10
23秒前
TGU的小马同学完成签到 ,获得积分10
24秒前
25秒前
25秒前
沉默的莞完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
lili完成签到,获得积分10
27秒前
zuwen完成签到,获得积分10
28秒前
从容的青柏完成签到,获得积分10
28秒前
潇湘夜雨完成签到,获得积分10
29秒前
hh完成签到 ,获得积分10
29秒前
29秒前
dongxu完成签到,获得积分10
30秒前
和平港湾完成签到,获得积分10
31秒前
雪影完成签到 ,获得积分10
31秒前
冷吃兔要热了吃完成签到,获得积分10
33秒前
郜伯云发布了新的文献求助10
33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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
Adhesion Science: Principles & Practice 800
The Graphene Handbook (2019 Edition) 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6530522
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8323240
关于积分的说明 17818472
捐赠科研通 5631866
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2932261
邀请新用户注册赠送积分活动 1908888
关于科研通互助平台的介绍 1768204