| 講演名 | 2022-11-30 MTJベース不揮発性フリップフロップの最適ストア時間に関する解析式の提案 横山 大輝(芝浦工大), 宇佐美 公良(芝浦工大), 亀井 愛佳(慶大), 天野 英晴(慶大), |
|---|---|
| PDFダウンロードページ |  PDFダウンロードページへ |
| 抄録(和) | LSIは微細化により発展したが、それによるリーク電力の増加が問題となっている。リーク電力を低減させる手法の一つとして、磁気トンネル接合(Magnetic Tunnel Junction:MTJ)素子を用いた不揮発性パワーゲーティング(Non-Volatile Power Gating:NVPG)がある。NVPG制御手法の一つである、ショートストアを実行してから書き込めなかった不揮発性フリップフロップ(Non-Volatile FF:NVFF)にのみロングストアを実行する2段階ストア(Two Step Store:TSS)制御は、プロセスばらつきや温度変化、MTJ素子の確率的な挙動によってNVFFごとに最短ストア成功時間が異なる際にはストアエネルギーを大きく削減できる。しかし、TSS制御下の総ストアエネルギーが最小となる最適なストア時間についての特性は、明らかでなかった。本稿では最適なストア時間に影響を与える物理的、統計的パラメータを明らかにし、最適ストア時間を表す解析式を導出する。さらに、実際に製造されたチップを用いて、解析式から得られる値と実測値の整合性を評価する。 |
| 抄録(英) | LSI has been developed by miniaturization, but the increase in leakage power caused by it has become a problem. Non-volatile power gating (NVPG) using a Magnetic Tunnel Junction (MTJ) is one of techniques for reducing leakage power. Two Step Store (TSS), which is one of the NVPG control methods and executes short store and then executes long store only for those elements that could not be written, is a method for improving process variation, temperature change, and probabilistic effects of MTJ. Energy can be greatly reduced when the shortest store success time differs from cell to cell depending on behavior. However, the characteristics of the optimal store time that minimizes the total store energy under TSS control have not been clarified. In this study, we clarify the physical and statistical parameters that affect the optimal store time, and compare and evaluate using real silicon chips. |
| キーワード(和) | MTJ / パワーゲーティング / TSS / 解析式 |
| キーワード(英) | MTJ / Power-Gating / TSS / Analytical expression |
| 資料番号 | VLD2022-39,ICD2022-56,DC2022-55,RECONF2022-62 |
| 発行日 | 2022-11-21 (VLD, ICD, DC, RECONF) |
| 研究会情報 | |
| 研究会 | VLD / DC / RECONF / ICD / IPSJ-SLDM |
|---|---|
| 開催期間 | 2022/11/28(から3日開催) |
| 開催地（和） | 金沢市文化ホール |
| 開催地（英） | Kanazawa Bunka Hall |
| テーマ（和） | デザインガイア2022 -VLSI設計の新しい大地- |
| テーマ（英） | Design Gaia 2022 -New Field of VLSI Design- |
| 委員長氏名（和） | 池田 奈美子(NTT) / 土屋 達弘(阪大) / 佐野 健太郎(理研) / 高橋 真史(キオクシア) / 越智 裕之(立命館大) |
| 委員長氏名（英） | Minako Ikeda(NTT) / Tatsuhiro Tsuchiya(Osaka Univ.) / Kentaro Sano(RIKEN) / Masafumi Takahashi(Kioxia) / Hiroyuki Ochi(Ritsumeikan Univ.) |
| 副委員長氏名（和） | 中武 繁寿(北九州市大) / 細川 利典(日大) / 山口 佳樹(筑波大) / 泉 知論(立命館大) / 池田 誠(東大) |
| 副委員長氏名（英） | Shigetoshi Nakatake(Univ. of Kitakyushu) / Toshinori Hosokawa(Nihon Univ.) / Yoshiki Yamaguchi(Tsukuba Univ.) / Tomonori Izumi(Ritsumeikan Univ.) / Makoto Ikeda(Univ. of Tokyo) |
| 幹事氏名（和） | 宮村 信(ナノブリッジ・セミコンダクター) / 今井 雅(弘前大) / 新井 雅之(日大) / 難波 一輝(千葉大) / 小林 悠記(NEC) / 佐藤 幸紀(豊橋技科大) / 新居 浩二(TSMCデザインテクノロジージャパン) / 宮地 幸祐(信州大) / 川村 一志(東工大) / 今川 隆司(明大) / 細田 浩希(ソニーセミコンダクタソリューションズ) / 田中 勇気(日立) |
| 幹事氏名（英） | Makoto Miyamura(NBS) / Masashi Imai(Hirosaki Univ.) / Masayuki Arai(Nihon Univ.) / Kazuteru Namba(Chiba Univ.) / Yuuki Kobayashi(NEC) / Yukinori Sato(Toyohashi Univ. of Tech.) / Koji Nii(TSMC) / Kosuke Miyaji(Shinshu Univ.) / Kazushi Kawamura(Tokyo Inst. of Tech.) / Takashi Imagawa(Meiji Univ.) / Hiroki Hosoda(Sony Semiconductor Solutions) / Yuki Tanaka(HITACHI) |
| 幹事補佐氏名（和） | 西元 琢真(日立) / / 竹村 幸尚(インテル) / 長名 保範(琉球大学) / 吉原 義昭(キオクシア) / 塩見 準(阪大) / 久保木 猛(ソニーセミコンダクタソリューションズ) |
| 幹事補佐氏名（英） | Takuma Nishimoto(Hitachi) / / Yukitaka Takemura(INTEL) / Yasunori Osana(Ryukyu Univ.) / Yoshiaki Yoshihara(KIOXIA) / Jun Shiomi(Osaka Univ.) / Takeshi Kuboki(Sony Semiconductor Solutions) |
| 講演論文情報詳細 | |
| 申込み研究会 | Technical Committee on VLSI Design Technologies / Technical Committee on Dependable Computing / Technical Committee on Reconfigurable Systems / Technical Committee on Integrated Circuits and Devices / Special Interest Group on System and LSI Design Methodology |
|---|---|
| 本文の言語 | JPN |
| タイトル（和） | MTJベース不揮発性フリップフロップの最適ストア時間に関する解析式の提案 |
| サブタイトル（和） | |
| タイトル（英） | Proposal of analytical expression for optimal store time of MTJ-based non-volatile flip-flops |
| サブタイトル（和） | |
| キーワード(1)（和/英） | MTJ / MTJ |
| キーワード(2)（和/英） | パワーゲーティング / Power-Gating |
| キーワード(3)（和/英） | TSS / TSS |
| キーワード(4)（和/英） | 解析式 / Analytical expression |
| 第 1 著者 氏名（和/英） | 横山 大輝 / Daiki Yokoyama |
| 第 1 著者 所属（和/英） | 芝浦工業大学(略称：芝浦工大) Shibaura Institute of Technology(略称：SIT) |
| 第 2 著者 氏名（和/英） | 宇佐美 公良 / Kimiyoshi Usami |
| 第 2 著者 所属（和/英） | 芝浦工業大学(略称：芝浦工大) Shibaura Institute of Technology(略称：SIT) |
| 第 3 著者 氏名（和/英） | 亀井 愛佳 / Aika Kamei |
| 第 3 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 第 4 著者 氏名（和/英） | 天野 英晴 / Hideharu Amano |
| 第 4 著者 所属（和/英） | 慶應義塾大学(略称：慶大) Keio University(略称：Keio Univ.) |
| 発表年月日 | 2022-11-30 |
| 資料番号 | VLD2022-39,ICD2022-56,DC2022-55,RECONF2022-62 |
| 巻番号（vol） | vol.122 |
| 号番号（no） | VLD-283,ICD-284,DC-285,RECONF-286 |
| ページ範囲 | pp.115-120(VLD), pp.115-120(ICD), pp.115-120(DC), pp.115-120(RECONF), |
| ページ数 | 6 |
| 発行日 | 2022-11-21 (VLD, ICD, DC, RECONF) |