基于变异感知评估的方法和设计方法论用于SOT-MRAM

自旋轨道扭矩磁性随机存取内存（SOT-MRAM）具有亚纳秒写入速度和高可靠性，是未来高性能缓存的有力候选者。然而，由于其结构特性和写入性能要求，SOT-MRAM面临较大的比特单元布局区域问题，因此有必要在统一的比特单元面积下探索具有最佳整体性能的比特单元设计。本文提出了一种综合的变异感知评估方法，用于在均匀良率标准下评估SOT-MRAM的面积、延迟和能量。在此基础上，对高密度方法和多指配置的主流SOT-MRAM比特单元设计进行评估，同时识别具有卓越写入性能的比特单元设计及其最佳面积范围。此外，提出了源线读取（SLR）模式，以提高对晶体管变异的抗干扰能力，进一步改善读取性能，并提出双源线（DSL）方法，以进一步降低读取延迟和写入能耗。采用DSL方法，2字线（WL）型比特单元的读取延迟和写入能耗可分别降低至最高36.5%和12.6%。此外，DSL方法还可以解决1WL型比特单元的旁路电流问题，使读取延迟和写入能耗分别降低至最高43.6%和17.4%。