擬似スピンMOSFETを用いた不揮発性SRAMのスタティックノイズマージンとエネルギー性能の解析

摘要

We proposed a new nonvolatile SRAM (NV-SRAM) cell and a nonvolatile FF (NV-FF) using pseudo-spin-MOSFETs (that can be configured with an ordinary MOSFET and a ferromagnetic tunnel junction), which are adaptable to the present CMOS technology, and we also proposed nonvolatile power-gating (NVPG) employing the NV-SRAM and NV-FF circuits as a standby-power reduction architecture. In this study, the static noise margin and energy performance of the NV-SRAM cell using pseudo-spin-MOSFETs were analyzed in detail, and microarchitectures for improving these properties were also developed. The NV-SRAM cell with the proposed microarchitectures is promising for highly energy-efficient NVPG systems.%我々は，既存のCMOSテクノロジーに適合する擬似スピンMOSFET(通常のMOSFETと強磁性トンネル接合で実現できるスピントランジスタ)を用いた不揮発性SRAM(NV-SRAM)および不揮発性フリップフロップ(NV-FF),さらにはこれらを用いた待機時電力削減アーキテクチャである不揮発パワーゲーティング(NVPG)を提案している.本研究では，擬似スピンMOSFETを用いたNV-SRAMのstatic noise marginとenergy performanceを詳細に解析し，また，これらを改善できるマイクロアーキテクチャの開発を行った.我々の提案しているNV-SRAMを用いれば，エネルギー削減効果の極めて高いNVPGを実現できることを明らかにした.