Low energy magnetic domain wall logic
低能磁畴壁逻辑
基本信息
- 批准号:1101798
- 负责人:
- 金额:$ 31.94万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2011
- 资助国家:美国
- 起止时间:2011-06-01 至 2014-05-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Heat dissipation is the most serious problem confronting modern electronics, and limits the clock rates and chip performance of microprocessors. The proposed work develops a magnetic logic device with zero static power losses and a projected dynamic power-delay product below that of contemporary digital logic. Low power operation is enabled by operating at a very low supply voltage, which reduces both the dynamic power when the devices are switched and circuit-wide dissipation in the interconnects. These benefits are obtained without increasing the ?off state? leakage current. The device relies on the integration of two proven technologies, current-induced domain wall propagation in a narrow soft ferromagnetic wire for the storage element, and a magnetic tunnel junction for the output element. The intellectual merit of this proposal is to understand the scaling limits in the technology, and to solve system-level issues such as fanout, clocking and circuit architecture. The scaling limits will be examined by studying domain wall propagation as a function of wire dimensions, both experimentally and computationally, to understand the reversal behavior as a function of current pulse amplitude and width and the geometrical and materials parameters of the wire. Circuit architecture and clocking schemes will be developed to enable integration of multiple devices, so that one device can drive one or more other devices, enabling complex logic operations to be performed, making use of the programmability and non-volatility of the device. The results from the project will not only demonstrate a new strategy for realizing logic, but will develop tools and architecture that can be applied to other nontraditional devices.The broader impacts of the proposal include the training of a graduate student and approximately two to four undergraduate students in a highly interdisciplinary materials science and electrical engineering field. In addition to training of personnel, the concepts and findings of this project will be incorporated into classes taught by the PIs, which will be available to the public through the MIT OpenCourseWare initiative, to high school teachers through summer experiences, and through a textbook and an associated teaching module for graduate students on magnetic tunnel junctions and spin transport. The goal of class development is to summarize the key device physics of post-silicon devices in a manner that is accessible to both graduate and undergraduate students.
散热是现代电子学面临的最严重的问题,它限制了微处理器的时钟频率和芯片性能。拟议的工作开发一个磁逻辑器件与零静态功耗和动态功率延迟产品低于当代数字逻辑。低功耗操作通过在非常低的电源电压下操作来实现,这降低了器件切换时的动态功率和互连中的电路范围的耗散。这些好处是在不增加的情况下获得的?州外?漏电流该设备依赖于两个成熟的技术,电流感应畴壁传播在一个狭窄的软铁磁线的存储元件,和输出元件的磁性隧道结的集成。该提案的智力价值在于了解该技术的扩展限制,并解决系统级问题,如扇出,时钟和电路架构。的缩放限制将通过研究畴壁传播作为线尺寸的函数,实验和计算,以了解作为电流脉冲幅度和宽度的函数和线的几何和材料参数的反转行为进行检查。将开发电路架构和时钟方案,以实现多个器件的集成,使得一个器件可以驱动一个或多个其他器件,从而能够利用器件的可编程性和非易失性来执行复杂的逻辑操作。该项目的结果不仅将展示实现逻辑的新策略,还将开发可应用于其他非传统设备的工具和架构。该提案的更广泛影响包括在高度跨学科的材料科学和电气工程领域培养一名研究生和约两到四名本科生。除了人员培训外,该项目的概念和研究结果将纳入PI教授的课程中,这些课程将通过麻省理工学院的开放式课程计划向公众提供,通过暑期经验向高中教师提供,并通过教科书和相关的教学模块向研究生提供磁性隧道结和自旋输运。课程发展的目标是以一种研究生和本科生都能接触到的方式总结后硅器件的关键器件物理。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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