微纳电子学研究院康晋锋教授课题组在基于阻变
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乘胜物联网、可穿戴设备和灵性医疗的进步,数据量呈爆炸式拉长,亟待研究开发高作用、高集成度、低功耗的新闻管理系统。方今,北大消息科学手艺高校微纳电子学研商院康晋锋助教课题组在动用最新阻变器件营造可实时逻辑重构的计量、存款和储蓄少年老成体化并行管理硬件架构研讨方面获得着重进展。研究成果以《面向广大音讯管理利用的可重构非挥发存款和储蓄总计融入架构》为题的学术随想在线刊登于杂志《先进材质》上。

赶过冯诺依曼Computer架构,研究开发高效、低耗电的消息管理系统是消息科学手艺领域四十几年来的中央命题之大器晚成。方今,北大新闻科学技能大学微纳电子商量院康晋锋教师课题组选拔流行阻变器件创设了大器晚成种新的硬件架构。钻探成果这段日子以《一种具备逻辑学习效果的计算、存款和储蓄生机勃勃体化并行管理硬件架构》为题,公布在《自然》出版集团的《科学告诉》上,本科生李海桐与大学子后高滨为故事集合营第豆蔻年华笔者,康晋锋教师为散文通信我。

对此古板的消息管理系统,数据存款和储蓄于内部存款和储蓄器、闪存和硬盘等媒介物,而数据管理则由大旨微处理机、图形微处理器等计算单元达成,使得数据通过系统总线频仍交流,引致大量功耗且范围系统的完全进程,被誉为“冯•诺依曼瓶颈”。康晋锋课题组创设性地建议以阻变器件代替当前主流的补给金属氧化学物理元素半导体器件来促成逻辑总括,构建了总结和仓库储存风流罗曼蒂克体化的新式硬件音信管理系统。当中,阻变器件两全逻辑总计和数目存款和储蓄的重新效用,非常大地压缩数额在系统依次部分之间的置换,进步计算功能。与此同不时间,突破性地提议以非挥发型物理变量电阻值替代方今的挥发型物理变量电平值,完毕了逻辑总结和零静态功耗。这里所设计的逻辑总括类型不相信赖于电路拓扑结构,而由触发电平常序决定,进而得以兑现总结进程中的逻辑重谈判硬件复用,被感觉为运用阻变器件塑造新型消息管理系统,突破“冯•诺依曼瓶颈”奠定了主要根底。

在基本Computer二十几年的冯诺依曼架构中,逻辑运算与数码存取发生在差别地方,多个模块间透过系统总线进行通讯。随着人类消息社会的急忙发展和总括数据量的急剧增加,古板架构中的频仍数据沟通招致多量耗能浪费在总线上,同一时间也制约了音信管理速度,由此变成有名的“冯诺依曼瓶颈”。不过,海量消息管理、物联网、可穿戴设备等风流浪漫雨后春笋新兴应用处景对更飞快、更低耗电、越来越高集成度的新型硬件处理系列的急需稳步扩大。

大学子后黄鹏为随想的首先小编,康晋锋、刘晓彦教师为同步通信小编。相关斟酌专门的职业获得了国家自然科学基金、新加坡市科技(science and technology)陈设等支撑。

康晋锋课题组基于一种在电压调节下可发出电阻调换的摩登阻变器件,自底向上开辟并演示了逻辑总括与数码存款和储蓄黄金年代体化的非冯诺依曼硬件管理种类iMemComp。该种类可实现逻辑运算的原来之处实时存款和储蓄,同时依照阻变器件自个儿的非挥发特性,可学习回想各样通用逻辑运算因人而异复使用,大大进步计算速度并实用收缩功耗。与国际元素半导体才能路径图所揣度的15 nm先进CMOS加法器相比较,基于iMemComp框架结构的加法器的功耗可收缩60.3%,计算速度却进步76.8%,相同的时间晶片面积可收缩700倍。

文章链接:

上述商量职业获得国家根本科研提升设计、国家自然科学基金等扶植,被以为有不小可能率开拓阻变器件的三个簇新应用领域。

iMemComp:基于阻变器件的逻辑运算与原来的地方存款和储蓄

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