E2CDA: TYPE 1: Durable, Energy-Efficient, Pausable Processing in Polymorphic Memories (DEEP3M)

E2CDA：类型 1：多态存储器中的耐用、节能、可暂停处理 (DEEP3M)

基本信息

批准号：
1740286
负责人：
Huili Grace Xing
金额：
$ 186.67万
依托单位：
Cornell University
依托单位国家：
美国
项目类别：
Continuing Grant
财政年份：
2017
资助国家：
美国
起止时间：
2017-10-01 至 2021-09-30
项目状态：
已结题

来源：
https://www.nsf.gov/awardsearch/showAward?AWD_ID=1740286&HistoricalAwards=false
关键词：
E2CDA TYPE Durable Energy Efficient

项目摘要

In modern computer systems, memories located close to the processing unit must be fast with nearly infinite endurance to support operation rates exceeding a billion per second. However, these memories cannot be scaled to very small sizes, i.e. they are low-capacity, and/or they lose their contents when the power is off, i.e. they are volatile. Existing high-capacity non-volatile memories, such as solid-state hard drives, must typically be situated away from the processing unit. As a result, it takes extra time for a processing unit to fetch data, process them and store them back. Furthermore, most non-volatile memories can only be erased and written a finite number of times. An ultimate memory should be suitable to be embedded in all systems. The desired features of this memory include non-volatility, low-power operation, infinite endurance, large on-off ratios, excellent write-error rates, nanosecond writing time, sub-nanosecond reading time, and good scalability.This project uses an interdisciplinary approach spanning materials, devices, circuits and architectures to realize such a memory and paradigm-shifting in-memory-processing architectures. The outcome will be durable, energy-efficient, pausable processing in polymorphic memories (DEEP3M), where computational capabilities are pushed directly into the high-capacity memories enabling massively parallel computation with fast and energy-efficient memory access. This approach builds on recent breakthroughs in physics of magnetic switching and advanced materials, and enables a transformative, holistic exploration of processing and memory by re-imaging the memory device as a computing element itself. This view will provide new insights and an entirely new paradigm for the semiconductor industry in the emerging era of Big Data. The team will also provide interdisciplinary educational opportunities to students and public alike.

在现代计算机系统中，位于加工单元附近的记忆必须快速，几乎无限的耐力才能支撑每秒超过每秒十亿的操作率。但是，这些记忆不能缩放到很小的大小，即它们是低容量的，并且/或当电源关闭时，它们会失去内容，即它们是挥发性的。现有的高容量的非易失性记忆（例如固态硬盘驱动器）通常必须远离处理单元。结果，处理单元需要额外的时间来获取数据，对其进行处理并将其存储回。此外，大多数非易失性记忆只能删除并写有限次。最终的内存应适合嵌入所有系统中。此内存的所需功能包括非挥发性，低功率操作，无限的耐力，较大的开关比率，出色的写入率，纳秒写作时间，次纳秒秒阅读时间和良好的可扩展性。本项目使用跨学科的方法跨越材料，设备，电路，电路和体系来实现此类记忆和体系架构，并使用此类架构进行架构，并进行了式架构。该结果将在多态记忆（DEEP3M）中耐用，节能，可停止的处理，其中将计算能力直接推入高容量的记忆中，从而可以通过快速且能及节能的内存访问来实现大量平行的计算。这种方法是基于磁开关和高级材料物理的最新突破，并通过将存储器设备重新记录为计算元素本身，从而对处理和内存进行了变革性的整体探索。在新兴数据时代，这种观点将为半导体行业提供新的见解和全新的范式。该团队还将为学生和公众提供跨学科的教育机会。

项目成果

期刊论文数量（19）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

The new nitrides: layered, ferroelectric, magnetic, metallic and superconducting nitrides to boost the GaN photonics and electronics eco-system

DOI：
10.7567/1347-4065/ab147b
发表时间：
2019-06-01
期刊：
JAPANESE JOURNAL OF APPLIED PHYSICS
影响因子：
1.5
作者：
Jena, Debdeep;Page, Ryan;Xing, Huili Grace
通讯作者：
Xing, Huili Grace

Materials Relevant to Realizing a Field-Effect Transistor Based on Spin–Orbit Torques

DOI：
10.1109/jxcdc.2019.2961333
发表时间：
2019-12
期刊：
IEEE Journal on Exploratory Solid-State Computational Devices and Circuits
影响因子：
2.4
作者：
Phillip Dang;Zexuan Zhang;J. Casamento;Xiang Li;J. Singhal;D. Schlom;D. Ralph;H. Xing;D. Jena-D.
通讯作者：
Phillip Dang;Zexuan Zhang;J. Casamento;Xiang Li;J. Singhal;D. Schlom;D. Ralph;H. Xing;D. Jena-D.

Finite-Alphabet Wiener Filter Precoding for mmWave Massive MU-MIMO Systems

用于毫米波大规模 MU-MIMO 系统的有限字母维纳滤波器预编码

DOI：
10.1109/ieeeconf44664.2019.9048799
发表时间：
2019
期刊：
and Computers
影响因子：
0
作者：
Castaneda, Oscar;Jacobsson, Sven;Durisi, Giuseppe;Goldstein, Tom;Studer, Christoph
通讯作者：
Studer, Christoph

Soft-Output Finite Alphabet Equalization for mmWave Massive MIMO

毫米波大规模 MIMO 的软输出有限字母均衡

DOI：
10.1109/icassp40776.2020.9053097
发表时间：
2020
期刊：
Speech and Signal Processing (ICASSP
影响因子：
0
作者：
Castaneda, Oscar;Jacobsson, Sven;Durisi, Giuseppe;Goldstein, Tom;Studer, Christoph
通讯作者：
Studer, Christoph

Finite-Alphabet MMSE Equalization for All-Digital Massive MU-MIMO mmWave Communication

适用于全数字大规模 MU-MIMO 毫米波通信的有限字母 MMSE 均衡

DOI：
10.1109/jsac.2020.3000840
发表时间：
2020
期刊：
IEEE Journal on Selected Areas in Communications
影响因子：
16.4
作者：
Castaneda, Oscar;Jacobsson, Sven;Durisi, Giuseppe;Goldstein, Tom;Studer, Christoph
通讯作者：
Studer, Christoph