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磁性随机存取存储器 (MRAM) 超越信息存储
摘要 磁性随机存取存储器 (MRAM) 现在可作为嵌入式存储器从主要的 CMOS 代工厂获得。在这项研究中，我们证明了与传统 STT-MRAM 中使用的磁性隧道结相比，略微改进的磁性隧道结可用于多种用途，即磁场传感和射频振荡器。为此，垂直各向异性磁性堆栈中的 FeCoB 存储层厚度调整为 1.3-1.4 纳米，更接近从垂直到平面内各向异性的过渡区域。可以使用两种使用相同堆栈的磁场传感配置，在小场范围内实现高灵敏度或在大场范围内实现较低的灵敏度。此外，还展示了射频振荡器 GHz 检测和生成。可以设想这种多功能堆栈的进一步应用，包括非易失性和可重新编程逻辑、特殊功能（如随机数生成器和忆阻器）。
基于自旋的磁性随机存取存储器，用于高...
存储器是当今电子系统中用于数据存储和处理的关键组件。在传统的计算机架构中，由于存储器之间在操作速度和容量方面的性能差距，逻辑单元和存储器单元在物理上是分开的，从而导致冯·诺依曼计算机的根本限制。此外，随着 CMOS 技术节点的演进，晶体管变得越来越小，以提高操作速度、面积密度和能源效率，同时提供更低的驱动电流。然而，嵌入式闪存和 SRAM 等主流技术正面临着重大的扩展和功耗问题。更密集、更节能的嵌入式存储器将非常可取，特别是对于 14 纳米或更小的先进技术节点。与操纵非磁性半导体中的电荷来处理信息的传统电子设备不同，自旋电子器件基于电子自旋，提供创新的计算解决方案。为了将自旋电子学融入到现有的成熟的半导体技术中，基于自旋的器件一般设计以磁隧道结为核心结构，起到磁随机存取存储器（MRAM）的作用。
基于自旋的磁性随机存取存储器，用于高...
存储器是当今电子系统中用于数据存储和处理的关键组件。在传统的计算机架构中，由于存储器之间在操作速度和容量方面的性能差距，逻辑单元和存储器单元在物理上是分开的，从而导致冯·诺依曼计算机的根本限制。此外，随着 CMOS 技术节点的演进，晶体管变得越来越小，以提高操作速度、面积密度和能源效率，同时提供更低的驱动电流。然而，嵌入式闪存和 SRAM 等主流技术正面临着重大的扩展和功耗问题。更密集、更节能的嵌入式存储器将非常可取，特别是对于 14 纳米或更小的先进技术节点。与操纵非磁性半导体中的电荷来处理信息的传统电子设备不同，自旋电子器件基于电子自旋，提供创新的计算解决方案。为了将自旋电子学融入到现有的成熟的半导体技术中，基于自旋的器件一般设计以磁隧道结为核心结构，起到磁随机存取存储器（MRAM）的作用。
量子随机存取存储器的系统架构
量子算法基于量子力学原理，有望解决现有最佳经典算法无法解决的问题。实现这种加速的一个重要部分是量子查询的实现，即将数据读入量子计算机可以处理的形式。量子随机存取存储器 (QRAM) 是一种很有前途的量子查询架构。然而，在实践中实现 QRAM 带来了重大挑战，包括查询延迟、内存容量和容错性。在本文中，我们提出了第一个 QRAM 端到端系统架构。首先，我们介绍了一种新型 QRAM，它混合了两种现有的实现，并在空间（量子位数）和时间（电路深度）上实现了渐近优越的扩展。与经典虚拟内存一样，我们的构造允许查询比硬件中实际可用的虚拟地址空间更大的虚拟地址空间。其次，我们提出了一个编译框架，用于在实际硬件上合成、映射和调度 QRAM 电路。我们首次展示了如何将大规模 QRAM 嵌入二维欧几里得空间（例如二维方格布局），同时将路由开销降至最低。第三，我们展示了如何利用所提出的 QRAM 固有的偏置噪声弹性，在噪声中型量子 (NISQ) 或容错量子计算 (FTQC) 硬件上实现。最后，我们通过经典模拟和量子硬件实验对这些结果进行了数值验证。我们新颖的基于 Feynman 路径的模拟器可以高效地模拟比以前更大规模的噪声 QRAM 电路。总的来说，我们的结果概述了实现实用 QRAM 所需的软件和硬件控制集。
随机存取存储器单元的有效建模
本文的其余部分组织方式如下：第 2 部分重点介绍了之前提出的存储单元，即现有的 QCA RAM 设计。第 3 部分涉及使用简单多路复用器的新建议的 RAM 布局。这种多路复用器过去曾被推荐过，现在正在考虑用它来设计所提出的 RAM 结构。第 4 部分讨论了模拟结果以及对所建议结构的评估。第 5 部分讨论了基于 QCA RAM 架构的多路复用器的功耗研究。结论包含在本文的第 6 部分中。
量子随机存取存储器入门指南
量子计算 (QC) 在过去十年中发展迅速。随着超导量子比特 [1]、捕获离子量子比特 [2]、光子量子比特 [3]、量子点 [4] 和金刚石氮空位中心 [5] 等量子比特技术的进步，在量子计算机上实现量子算法已成为可能。这也使得量子计算能够应用于机器学习 [6]、金融 [7]、化学 [8]、网络安全 [9] 和先进制造 [10] 等各个领域。量子计算的一个潜在改变是量子随机存取存储器 (QRAM) 的增强，它已显示出为傅里叶变换 [11]、离散对数 [12] 和模式识别 [13]-[15] 等算法提供指数级加速的潜力。 QRAM 也是重要量子算法的关键要求，例如经典数据库的量子搜索 [16]、[17]、哈希和无爪函数的碰撞查找 [18] 以及列表中元素的不同性 [19]、[20]。除此之外，与振幅、角度和基嵌入 [21] 等简单方法相比，QRAM 还可以用作将经典数据加载到量子希尔伯特空间的重要存储元件。现有的 QRAM 文献未能总结 QRAM 的关键方面并以通俗易懂的语言进行解释，而这正是本文的目的。在 [22] 中，作者从容错的角度而非基本解释的角度讨论了各种 QRAM，例如 bucket-brigade QRAM、大宽度小深度 QRAM 和小宽度大深度 QRAM。[23] 概述了 QRAM 在现代 NISQ 系统中的实用性，但有时要完全理解它可能有点深奥。我们为对潜水感兴趣的读者提供简单易懂的 QRAM 评论
低功耗静态随机存取存储器的回顾（...
摘要 — 物联网 (IoT) 设备对低功耗静态随机存取存储器 (SRAM) 单元的需求不断增长，这导致了各种 SRAM 单元拓扑的开发，这些拓扑可在保持性能和稳定性的同时最大限度地降低功耗。在本文中，我们基于不同的参数（例如功耗、延迟、面积、能量和稳定性）分析了各种 SRAM 设计。据观察，由六个晶体管组成的 6T SRAM 单元由于其简单性和低面积要求而成为使用最广泛的拓扑。然而，已经开发出更大的单元，例如 8T、9T 和 10T，以提高稳定性并降低功耗，尽管它们需要更多的面积。据观察，8T 在读取延迟方面效果更好，而 9T 在 9 方面效果更好。将 SRAM 单元缩小到更小的特征尺寸在保持稳定性和可靠性的同时最大限度地降低功耗方面提出了挑战。
电阻式随机存取存储器：器件机制、材料简介及其在神经形态计算中的应用
© 作者 2023，更正出版物 2023。开放获取。本文根据知识共享署名 4.0 国际许可获得许可，允许以任何媒体或格式使用、共享、改编、分发和复制，只要您给予原作者和来源适当的信用，提供知识共享许可的链接，并指明是否进行了更改。本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的知识共享许可中，除非在材料的信用额度中另有说明。如果材料未包含在文章的知识共享许可中，并且您的预期用途不被法定法规允许或超出允许用途，则您需要直接从版权所有者处获得许可。要查看此许可证的副本，请访问 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/。
基于 La 掺杂 BiFeO3 结的随机存取多级非易失性存储器
电阻开关器件由于其出色的性能、简单性和可扩展性而成为下一代非易失性存储器的有希望的候选者。其中，开发多级电阻开关因其在显著提高信息存储密度且不消耗额外能量的潜力而引起了广泛关注。尽管在许多金属氧化物和有机材料中已经观察到连续多级电阻开关 (CMRS)，但实际应用仍然迫切需要实现高速和可靠的随机存取多级非易失性存储器 (RAMNM)。在这里，我们成功地制造了一种基于高性能脉冲宽度调制忆阻铁电隧道结 (FTJ) 的 RAMNM，其 Pt/La 0.1 Bi 0.9 FeO 3 /Nb:SrTiO 3 在室温下具有超过 4 × 10 5 的巨大开关比。
基于微束辐照的28nm工艺静态随机存取存储器单粒子翻转研究
摘要：静态随机存取存储器(SRAM)器件作为重要的星载电子设备,在其执行空间任务过程中不可避免地受到空间高能粒子辐照的影响。为揭示高能粒子对28nm工艺SRAM造成单粒子效应(SEE)的机理,基于针孔重离子微束装置,对单粒子翻转(SEU)敏感区定位和多单元翻转(MCU)分布特性进行了研究。结果表明:微束辐照引起的SEU实际范围为4.8μm×7.8μm。通过小步长(每步1μm)移动设备台,建立了SEU敏感区的一维定位方法,可以降低定位精度对束斑尺寸的依赖,定位精度可提高到1μm。 MCU测试表明，翻转模式与相邻SRAM单元内敏感区域的间距密切相关，并且通过阱接触和位交错可以降低MCU的概率。