日本東北大學電氣通信研究所與日立製作所,最近透過自旋電子技術和矽晶片技術,成功開發了運算功能和非揮發性記憶體功能一體化的晶片。在嵌入MOS電晶體的晶片上,通過層疊自旋電子技術的磁隧道(Magnetic Tunnel Junction;MTJ)元件達到這樣的目的。除了能夠在晶片上的運算區域與記憶體區域間高速傳送數據之外,還可實現晶片的小型化。
此外,MTJ元件便可達到非揮發性記憶體性能,因此無需為了保持數據資料而持續通電,如此可將CPU待機狀態之耗電量減至零。
據了解,這項研究過程中,日立製作所負責製作矽晶片上的MOS電晶體,東北大學電氣通信研究所則負責MTJ元件的層疊。
過去由於CMOS晶片需要另外配備運算電路和記憶體電路,因此運算與記憶體間的數據傳送會產生延遲現象,並且產生高耗電問題。且由於MOS電晶體本身不具儲存功能,因此使用MOS電晶體的記憶體電路,為了儲存數據必須持續供電,導致漏電流與耗電問題產生。
目前透過將運算邏輯和記憶體緊密配置的Logic in Memory Architecture架構,並把記憶體改為非揮發性快閃記憶體,因此解決了上述的問題。