利用功能增强型自旋扭矩开关探索超低功耗片上时钟
介观与纳米尺度物理
2014-01-03 v1
摘要
新兴的自旋扭矩 (ST) 现象可能催生超低电压、高速的纳米磁开关。这种基于电流的开关对于设计低摆幅全局互连（如时钟网络和总线）具有吸引力。在本工作中，我们提出了利用此类 ST 开关进行低功耗片上时钟的基本构想。对于时钟网络，自旋霍尔效应 (SHE) 可用于产生辅助场，以利用摆幅小于 100mV 的全局网格时钟实现快速 ST 开关。该 ST 开关充当紧凑锁存器，由超低电压输入脉冲写入。数据通过高电阻隧道结读取。时钟驱动的 SHE 写入辅助可在大量 ST 锁存器之间共享，从而降低时钟分布的负载电容。SHE 辅助可由低摆幅时钟 (~150mV) 激活，因此能够促进超低电压时钟分布。由于时钟负载降低和低电压运行，与最先进的 CMOS 设计相比，所提出的方案可实现 97% 的片上时钟低功耗。针对该方案的严格器件 - 电路仿真和系统级建模将在未来工作中解决。
引用
@article{arxiv.1401.0015,
title = {Exploring Ultra Low-Power on-Chip Clocking Using Functionality Enhanced Spin-Torque Switches},
author = {Mrigank Sharad and Kaushik Roy},
journal= {arXiv preprint arXiv:1401.0015},
year = {2014}
}