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スピントロニクス技術を利用した新しいインダクタ素子
コイルに生じる誘導起電力を使い回路電流を一定に保つ素子としてインダクタ素子が知られており、小型の電子機器で使用される回路素子には小型化が求められるが、構造上の制約から小型化には自ずと限界があった。本発明は、発明者らが研究しているスピントロニクス技術のインダクタの発現原理を利用して、従来のコイルや磁気構造のような「ねじれ」の必要ない「普遍的な磁性材料」で、安価で温度等に対し安定的な小型化が可能な特性可変インダクタ素子を実現する理論を実証した。
完全並列検索用セルを６Tr/４Trで実現し、1024ビット以上の並列動作が可能に！！
従来のSRAM/DRAMを用いたTCAMで、完全並列用TCAMを実現するには、回路規模が増大し、かつ、高消費電力の課題があった。 本発明は、不揮発記憶素子の一つであるMTJ(Magnetic Tunnel Junction)素子の特性を活用し、演算と記憶機能の一体化を図り、非常にコンパクトかつ低消費電力なTCAMを実現した。 また、ダイオードNMOSトランジスタの活用により、144ビット並列動作を可能とするTCAMワード回路（マッチラインドライバー）を提言している。
量子ビットのコヒーレンス時間増加、非調和性増大、フット プリント低減により高性能・高集積な量子コンピュータを実現
■東北大学技術のご紹介 量子コンピュータの量子ビットは、単一あるいは複数の超伝導トンネル接合(ジョセフソン接合)により構成され、代表的な電荷型量子ビットや磁束型量子ビットの研究開発が盛んである。現在の高集積化の主流は電荷型の改良版のトランスモン(Transmon)と呼ばれる量子ビットであり、コヒーレンス時間が長い利点があるが、非調和性が小さいためエラーの原因となる欠点がある。一方磁束型においては非調和性が大きい利点があるが、コヒーレンス時間が短い欠点があり、これを補うべくシャントキャパシタを付加するとフットプリント(１つの量子ビットが専有する面積)の増大が避けられないという課題があった。 本発明は上記課題を解決するもので、コヒーレンス時間と非調和性を実用上耐えうる値としながら、フットプリントも小さく高集積化が実現できる技術に関する。
従来レベルの短い時間動作で消費電力と面積を低減
不安定なエネルギー供給下でも継続的な演算処理を可能にする間欠的コンピューティングのエッジデバイス実装において，不揮発記憶回路（不揮発レジスタ）を活用し、ローカルなデータ転送のみで内部状態を不揮発記憶処理できる不揮発ロジック回路構造が有望な選択肢となる。 従来の不揮発レジスタは、1ビット記憶回路（不揮発フリップフロップ、NV-FF）をビット数分接続する構成であり、1ビットあたり2個のMTJ素子を必要とするため、面積やエネルギーのオーバーヘッドが大きいという課題があった。これに対して発明者らは共有リファレンス方式（RLSS）という処理により消費エネルギーおよび面積を低減する効果をシミュレーションで確認したが、動作に必要な時間はレジスタのビット数に比例して増加するという新たな課題が生じた。 本発明は差分情報記憶方式（DISS）という方式を提案する。具体的には1ビットのデータを隣り合う2つのMTJ素子の抵抗状態の差分によって保持することで、バックアップ・リストアがそれぞれ2サイクルの動作で可能となり、消費エネルギーおよび面積の低減に加えて、動作時間も従来方式並みに抑える効果をシミュレーションで確認した。
