计算机研究与发展

作者：刘必成,顾海峰,陈铭松,谷守珍,陈闻杰,

关键词：斯格明子, 非易失性存储, 存内计算, 赛道存储, 地址映射,

存内计算(processinginmemory,PIM)作为一种新兴的技术，支持数据在存储单元内就地处理，减少了数据的移动并增加了数据的并行处理，在一定程度上弥补了冯·诺依曼架构的缺陷.和传统易失随机存储介质相比，赛道型内存(racetrackmemory,RM)具有密度大、非易失且静态功耗低等特点，支持高效的存内计算.为解决性能与功耗问题，提出了一种新型的基于斯格明子(Skyrmion)介质的非易失性存内计算框架.该框架采用斯格明子赛道内存(Skyrmion-basedracetrackmemory)作为存储单元，采用斯格明子逻辑门(Skyrmion-basedlogicgate)构成的加法/乘法器组成计算单元，无须大量CMOS(complementarymetaloxidesemiconductor)电路辅助，设计复杂度大大降低.同时，通过在电路级优化存储单元读写端口数目与在系统级改进内存地址映射方式，大幅提高该框架的运行效率.实验结果表明：相比基于磁畴壁(domain-wall)的非易失性存内计算框架，提出的框架在运行时间上节省了48?1%，同时在能耗上节省了42.9%.

来源：2019年第4期

《计算机研究与发展》期刊编辑部

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