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能源高效计算的自旋电子学:概述和展望( Spintronics for Energy- Efficient Computing: An Overview and Outlook )
Z Guo J Yin Y Bai D Zhu W Zhao
从巨磁电阻(GMR)到隧道磁电阻(TMR)的发现，在过去的几十年里，它们在大容量硬盘驱动器（HDDs）中的应用极大地加快了信息时代的步伐。然而，由于内存瓶颈和功耗问题，冯-诺伊曼体系结构限制了人们对大数据存储和处理的需求。磁随机存取存储器(MRAM)以其非易失性、高速、低功耗等优点，通过存储器中处理(PIM)体系结构，成为克服这一缺陷的一种有希望的候选存储器。在这篇文章中，我们概述了现有的技术，并给出了未来节能计算的自旋电子器件及其相关集成架构的路线图。我们从已经有商业应用的拨动型MRAM和自旋转移转矩型(STT)MRAM的基本原理开始。然后介绍了在下一代MRAM中实现低功耗数据操作的关键机制--自旋轨道转矩(SOT)，并总结了近年来无场SOT开关方案的实验突破。最后，我们介绍了基于MRAM的PIM体系结构和新型自旋电子器件，并对其应用前景进行了展望，展望了节能计算系统的未来发展潜力。
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