SHF:Small: Collaborative Research: Exploring 3-Dimensional Integration Strategies of STTRAM

SHF:Small:协作研究:探索 STTRAM 的 3 维集成策略

基本信息

  • 批准号:
    1718474
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 22.5万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-08-01 至 2022-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The development of high-density memory is fueled by recent advancements in several critical areas ranging from big data analytics, Internet-of-Things (IoT), wearable electronics, smart phones, assistive devices, cybersecurity to weather tracking systems. Currently available conventional memory technologies face serious challenges in addressing these needs due to increased energy consumption, scalability limitations, and limited bandwidth. The objective of this proposal is to develop novel memory devices by enabling 3D integration of spin-torque transfer RAM devices (STTRAM) with appropriate selector diodes (SD). These type of memory devices will be massively scalable, energy-efficient, and fast which will open tremendous opportunities to integrate them in existing memory architectures to enable various futuristic applications. The project will integrate education by incorporating research outcomes in PI's academic courses. Industrial feedback will be sought via collaborations. Under-represented groups will be involved in science and engineering through several outreach programs at Penn State University (PSU) and University of Cincinnati (UC) such as Summer Research Opportunities Program (SROP) at PSU, and Emerging Ethnic Engineers (E3) program at UC which provides opportunities to the high-school students from the inner-city schools with economically challenged background to participate in internships and lab-experience activities. Undergraduate students will be involved in research via Research Experiences for Undergraduates (REU) program at both the universities. Dissemination of results will be accomplished by publications in high-impact scientific journals, conference presentations, and YouTube lecture videos. The intellectual merit of the project is in understanding the integration compatibility of STTRAM devices with SD and developing highly scalable 3D crossbar arrays of memory technologies based on integrated STTRAM and SD. The objectives will be achieved by executing the following specific aims: (i) modeling and simulation of STTRAM-SD arrays, (ii) resilience analysis and optimization studies to minimize the impact of device-level variabilities on performance metrics, (iii) optimization of STTRAM-SD architectures for high-performance computing and IoT, (iv) designing, fabrication, testing, and modeling of novel SD devices based on energy band-engineered and doping-engineered transition metal oxide and electrode stacks, (v) designing and fabrication of small-size STTRAM-SD arrays, electrical testing and modeling to benchmark simulations and experimental results. It is anticipated that the successful completion of this project will lead to a fundamental understanding of the compatibility of STTRAM with SD and provide a platform-technology to develop high-density memories which will have transformative impact on commercializing and advancing the futuristic applications.
高密度存储器的发展得益于大数据分析、物联网 (IoT)、可穿戴电子产品、智能手机、辅助设备、网络安全和天气跟踪系统等多个关键领域的最新进展。由于能耗增加、可扩展性限制和带宽有限,当前可用的传统存储器技术在满足这些需求方面面临着严峻的挑战。该提案的目标是通过将自旋转矩转移 RAM 器件 (STTRAM) 与适当的选择器二极管 (SD) 进行 3D 集成来开发新型存储器件。这些类型的存储设备将具有大规模可扩展性、节能性和快速性,这将为将它们集成到现有存储架构中以实现各种未来应用提供巨大的机会。该项目将通过将研究成果纳入 PI 的学术课程来整合教育。将通过合作寻求行业反馈。代表性不足的群体将通过宾夕法尼亚州立大学 (PSU) 和辛辛那提大学 (UC) 的多个外展计划参与科学和工程领域,例如 PSU 的夏季研究机会计划 (SROP) 和宾夕法尼亚州立大学 (PSU) 的新兴种族工程师 (E3) 计划UC为来自市中心学校且经济困难的高中生提供参加实习和实验室体验活动的机会。本科生将通过两所大学的本科生研究经验(REU)项目参与研究。结果的传播将通过在高影响力的科学期刊上发表文章、会议演示和 YouTube 讲座视频来完成。该项目的智力优势在于了解 STTRAM 设备与 SD 的集成兼容性,并开发基于集成 STTRAM 和 SD 的高度可扩展的 3D 存储技术交叉阵列。这些目标将通过执行以下具体目标来实现:(i) STTRAM-SD 阵列的建模和仿真,(ii) 弹性分析和优化研究,以尽量减少设备级变化对性能指标的影响,(iii) 优化用于高性能计算和物联网的 STTRAM-SD 架构,(iv) 基于能带设计和掺杂设计的过渡金属氧化物和电极堆栈的新型 SD 器件的设计、制造、测试和建模,(v) 设计和制造小尺寸的STTRAM-SD 阵列、电气测试和建模,以对模拟和实验结果进行基准测试。预计该项目的成功完成将使人们对 STTRAM 与 SD 的兼容性有一个基本的了解,并提供开发高密度存储器的平台技术,这将对商业化和推进未来应用产生变革性影响。

项目成果

期刊论文数量(36)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Magnetic Tunnel Junction Reliability Assessment Under Process Variations and Activity Factors and Mitigation Techniques
工艺变化和活动因素下的磁隧道结可靠性评估及缓解技术
  • DOI:
    10.1166/jolpe.2018.1560
  • 发表时间:
    2018-06
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Iyengar, Anirudh S.;Ghosh, Swaroop;Rathi, Nitin
  • 通讯作者:
    Rathi, Nitin
Reconfigurable and Dense Analog Circuit Design using Two Terminal Resistive Memory
使用两端电阻存储器的可重构和密集模拟电路设计
Test challenges and solutions for emerging non-volatile memories
新兴非易失性存储器的测试挑战和解决方案
  • DOI:
    10.1109/vts.2018.8368632
  • 发表时间:
    2018-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Khan, Mohammad Nasim;Ghosh, Swaroop
  • 通讯作者:
    Ghosh, Swaroop
Analysis of Power-Oriented Fault Injection Attacks on Spiking Neural Networks
尖峰神经网络的面向功率的故障注入攻击分析
  • DOI:
    10.23919/date54114.2022.9774577
  • 发表时间:
    2022-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nagarajan, Karthikeyan;Li, Junde;Ensan, Sina Sayyah;Khan, Mohammad Nasim;Kannan, Sachhidh;Ghosh, Swaroop
  • 通讯作者:
    Ghosh, Swaroop
Test Methodologies and Test-Time Compression for Emerging Non-Volatile Memory
新兴非易失性存储器的测试方法和测试时间压缩
  • DOI:
    10.1109/tr.2019.2919466
  • 发表时间:
    2019-11
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.9
  • 作者:
    Khan, Mohammad Nasim;Ghosh, Swaroop
  • 通讯作者:
    Ghosh, Swaroop
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Swaroop Ghosh其他文献

Non-parametric Greedy Optimization of Parametric Quantum Circuits
参数量子电路的非参数贪婪优化
Investigating impact of bit-flip errors in control electronics on quantum computation
研究控制电子器件中位翻转错误对量子计算的影响
  • DOI:
    10.48550/arxiv.2405.05511
  • 发表时间:
    2024-05-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Subrata Das;Avimita Chatterjee;Swaroop Ghosh
  • 通讯作者:
    Swaroop Ghosh
How Secure Are Printed Circuit Boards Against Trojan Attacks?
印刷电路板抵御特洛伊木马攻击的安全性如何?
  • DOI:
    10.1109/mdat.2014.2347918
  • 发表时间:
    2015-04-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Swaroop Ghosh;A. Basak;S. Bhunia
  • 通讯作者:
    S. Bhunia
Qubit Sensing: A New Attack Model for Multi-programming Quantum Computing
量子位传感:多道编程量子计算的新攻击模型
Experimental Characterization, Modeling, and Analysis of Crosstalk in a Quantum Computer
量子计算机串扰的实验表征、建模和分析

Swaroop Ghosh的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Swaroop Ghosh', 18)}}的其他基金

SaTC: CORE: Small: SLIQ: Securing Large-Scale Noisy-Intermediate Scale Quantum Computing
SaTC:核心:小型:SLIQ:确保大规模噪声中级量子计算的安全
  • 批准号:
    2129675
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
FET:Medium: Drug discovery using quantum machine learning
FET:中:使用量子机器学习进行药物发现
  • 批准号:
    2210963
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: CORE: Small: SLIQ: Securing Large-Scale Noisy-Intermediate Scale Quantum Computing
SaTC:核心:小型:SLIQ:确保大规模噪声中级量子计算的安全
  • 批准号:
    2129675
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: EDU: A Curriculum for Quantum Security and Trust
SaTC:EDU:量子安全和信任课程
  • 批准号:
    2113839
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
NSF Convergence Accelerator - Track C: SQAI: Scalable Quantum Artificial Intelligence for Discovery
NSF 融合加速器 - 轨道 C:SQAI:用于发现的可扩展量子人工智能
  • 批准号:
    2040667
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: STARSS: Small: Assuring Security and Privacy of Emerging Non-Volatile Memories
SaTC:STARSS:小型:确保新兴非易失性存储器的安全性和隐私
  • 批准号:
    1814710
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: EDU: CyCAD: A Virtual Platform for Cybersecurity Curriculum on Analog Design
SaTC:EDU:CyCAD:模拟设计网络安全课程虚拟平台
  • 批准号:
    1821766
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: EDU: Advancing Cybersecurity Education through Self-Learning Cybersecurity Training Kit
SaTC:EDU:通过自学网络安全培训套件推进网络安全教育
  • 批准号:
    1723687
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: Collaborative: Exploiting Spintronics for Security, Trust and Authentication
SaTC:协作:利用自旋电子学实现安全、信任和身份验证
  • 批准号:
    1722557
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: Collaborative: Exploiting Spintronics for Security, Trust and Authentication
SaTC:协作:利用自旋电子学实现安全、信任和身份验证
  • 批准号:
    1441757
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

ALKBH5介导的SOCS3-m6A去甲基化修饰在颅脑损伤后小胶质细胞炎性激活中的调控作用及机制研究
  • 批准号:
    82301557
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
miRNA前体小肽miPEP在葡萄低温胁迫抗性中的功能研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    50 万元
  • 项目类别:
PKM2苏木化修饰调节非小细胞肺癌起始细胞介导的耐药生态位的机制研究
  • 批准号:
    82372852
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于翻译组学理论探究LncRNA H19编码多肽PELRM促进小胶质细胞活化介导电针巨刺改善膝关节术后疼痛的机制研究
  • 批准号:
    82305399
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
CLDN6高表达肿瘤细胞亚群在非小细胞肺癌ICB治疗抗性形成中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82373364
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Collaborative Research: SHF: Small: LEGAS: Learning Evolving Graphs At Scale
协作研究:SHF:小型:LEGAS:大规模学习演化图
  • 批准号:
    2331301
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Efficient and Scalable Privacy-Preserving Neural Network Inference based on Ciphertext-Ciphertext Fully Homomorphic Encryption
合作研究:SHF:小型:基于密文-密文全同态加密的高效、可扩展的隐私保护神经网络推理
  • 批准号:
    2412357
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: LEGAS: Learning Evolving Graphs At Scale
协作研究:SHF:小型:LEGAS:大规模学习演化图
  • 批准号:
    2331302
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Technical Debt Management in Dynamic and Distributed Systems
合作研究:SHF:小型:动态和分布式系统中的技术债务管理
  • 批准号:
    2232720
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Quasi Weightless Neural Networks for Energy-Efficient Machine Learning on the Edge
合作研究:SHF:小型:用于边缘节能机器学习的准失重神经网络
  • 批准号:
    2326895
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 22.5万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了