基于自旋波的全加器
介观与纳米尺度物理
2021-06-22 v3 应用物理
摘要
自旋波（SWs）通过磁波导传播并相互干涉而不消耗显著能量，这为新型超低能耗电路设计开辟了道路。本文基于SW特性提出一种新型高能效全加器（FA）设计，由1个多数门和2个异或门构成，其和（Sum）与进位输出（Carry-out）分别通过阈值检测和相位检测生成。我们通过MuMax3微磁模拟验证了该方案，并评估其与最先进的SW、22nm CMOS、磁隧道结（MTJ）、自旋霍尔效应（SHE）、畴壁运动（DWM）及Spin-CMOS实现的性能并比较。我们的评估表明，所提SW FA比直接基于SW门的设计和22nm CMOS对应设计分别少消耗22.5%和43%的能量。此外，与最先进的基于MTJ、SHE、DWM和Spin-CMOS的FA相比，其能耗低三个数量级以上，并且在面积上以至少少占22%芯片面积优于竞争对手。
引用
@article{arxiv.2102.08108,
title = {Spin Wave Based Full Adder},
author = {Abdulqader Mahmoud and Frederic Vanderveken and Florin Ciubotaru and Christoph Adelmann and Sorin Cotofana and Said Hamdioui},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.08108},
year = {2021}
}
备注
This project has received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation program under grant agreement No. 801055 "Spin Wave Computing for Ultimately-Scaled Hybrid Low-Power Electronics" CHIRON