آرش علیجانی؛ بهزاد ابراهیمی؛ مسعود دوستی
دوره 13، شماره 52 ، اسفند 1401، ، صفحه 53-64
چکیده
ممریستور بهعنوان چهارمین عنصر بنیادی بعد از مقاومت، خازن و سلف شناخته میشود. ممریستور به‌خاطر توان مصرفی صفر در حالت نگهداری داده و غیرفرار بودن، در آینده‌ای نزدیک می‌تواند به عنصر اساسی حافظه‌های اصلی یا پنهان دسترسی تصادفی ایستا (SRAM) یا دسترسی تصادفی پویا (DRAM) تبدیل شود، همچنین می‌تواند به‌صورت مؤثری راندمان، ...
بیشتر
ممریستور بهعنوان چهارمین عنصر بنیادی بعد از مقاومت، خازن و سلف شناخته میشود. ممریستور به‌خاطر توان مصرفی صفر در حالت نگهداری داده و غیرفرار بودن، در آینده‌ای نزدیک می‌تواند به عنصر اساسی حافظه‌های اصلی یا پنهان دسترسی تصادفی ایستا (SRAM) یا دسترسی تصادفی پویا (DRAM) تبدیل شود، همچنین می‌تواند به‌صورت مؤثری راندمان، سرعت، زمان راه‌اندازی و توان مصرفی مدارها را بهبود بخشد. سلول حافظه معرفی شده در این مقاله 4T1M است که با حفظ بیشترین ویژگیهای 6T1M باعث کاهش مساحت اشغالی سلول شده است. به‌منظور شبیه سازی حافظه پیشنهادی، طول ممریستورها 10 نانومتر و مقاومت حالت‌های روشن و خاموش آنها به ترتیب 1 کیلو-اهم و 200 کیلو-اهم انتخاب شده است. همچنین، ترانزیستورهای MOS سلول نیز توسط مدل PTM HP CMOS 32 نانومتر شبیه سازی شده‌اند. شبیه سازی در نرمافزار اچ-اسپایس و با تغذیه 9/0 ولت و مقایسه آن با دو سلول شش ترانزیستوری مرسوم (6T) و شش ترانزیستوری-یک ممریستوری (6T1M) نشان می‌دهد که استفاده از ممریستور در سلول حافظه باعث به صفر رساندن توان مصرفی حین نگهداری داده برای مدت طولانی و کاهش مساحت اشغالی به میزان 7/36 درصد نسبت به سلول 6T1M میشود. سرعت نوشتن داده "یک" روی سلول پیشنهادی تنها 30 پیکو-ثانیه است که در مقایسه با سلول 6T1M بهبود 3 برابری را نشان می‌دهد ولی در زمان نوشتن داده صفر تغییر محسوسی مشاهده نمی‌شود. توان ایستای سلول پیشنهادی نسبت به سلول شش ترانزیستوری، 133 برابر کاهش داشته است و توان پویای آن با سلول 6T1M تفاوت ناچیزی دارد اما 60 برابر از سلول شش ترانزیستوری انرژی کمتری مصرف میکند.
