基于电压调控自旋轨道矩器件多数决定逻辑门的存内华莱士树乘法器设计

来源：电子与信息学报杂志2024年第6期北京时间：

作者：惠亚娟, 李青朕, 王雷敏, 刘成

单位：1.中国地质大学(武汉)自动化学院 武汉 4300742.复杂系统先进控制与智能自动化湖北省重点实验室 武汉 4300743.地球探测智能化技术教育部工程研究中心 武汉 4300744.中国科学院计算技术研究所 北京 100080

摘要：在使用新型非易失性存储阵列进行存内计算的研究中，存内乘法器的延迟往往随着位宽的增加呈指数增长，严重影响计算性能。该文设计一种电压调控自旋轨道矩磁随机存储器(VGSOT-MRAM)单元交叉阵列，并提出一种存内华莱士树乘法器的电路设计方法。所提串联存储单元结构通过电阻求和的方式，有效解决磁存储器单元阻值较低的问题；其次提出基于电压调控自旋轨道矩磁存储器单元交叉阵列的存内计算架构，利用在“读”操作期间实现的5输入多数决定逻辑门，进一步降低华莱士树乘法器的逻辑深度。与现有乘法器设计方法相比，所提方法延迟开销从O(n2)降低为O(log2 n)，在大位宽时延迟更低。

关键词：存算一体, 新型非易失性存储器, 自旋轨道矩磁存储器, 华莱士树乘法器

基金资助：国家自然科学基金 (62104217)