بررسی منطق نانو مغناطیس در طراحی مدارهای نانومتریک ابر رسانا

به روز رسانی تغییرات پیش آمده در ساختارهای نانوالکترونیک مبتنی بر شارژ، از طریق تغییر حالت مدارهای منطقی با استفاده از سوئیچینگ FET یا سلولهای کوانتومی بهم جفت شده بصورت بیسیم ، انجام می شود. یکی از رویکردهای جایگزین برای این روشهای معمول مبتنی بر شارژ، استفاده از منطق نانومغناطیس ۱در حوزه نانوالکترونیک است . اتلاف توان منطق CMOS در پیاده سازی با طول گیت کمتر از ۱۰ نانومتر قابل قبول نخواهد بود. منطق QCA نیز در دمای نزدیک به صفر درجه کلوین با مشکل انجام عملیات مواجه خواهد شد. نانومغناطیس به عنوان یک تکنولوژی نوید بخش ، به دلیل سرعت بالای اجرای دستورالعملها، کمترین میزان اتلاف توان را نسبت به منطق های CMOS و QCA دارد. منطق نانو منغناطیس می تواند به شکل QCAمغناطیسی ، جایگزین مناسبی برای منطق CMOS باشد. در این تحقیق ، محدودیتها و چالشهای منطق CMOS و QCA را بررسی نموده و منطق نانومغناطیس را به عنوان تکنولوژی جایگزین معرفی می کنیم . در این راستا، منطق تک اسپین ۲، به عنوان یکی از گزینه های احتمالی معرفی می گردد. اما لزوم وجود محیطهای بسیار سرد برای توسعه آن، پیش روی در این مسیر را با مشکل مواجه نموده است . اگرچه منطق نانو مغناطیس به دلیل سرعت بالای اجرای دستورات، اتلاف توان کمتری نسبت به دو منطق دیگر دارد، اما با کنار گذاشتن منطقی مانند QCA می تواند به معنی از دست دادن ویژگی های آن باشد. همچنین به دلیل افزایش تعداد دستورات در منطق NML و به دلیل ماهیت ساختاری منطق اسپین ، افزایش پیچیدگی محاسباتی را خواهیم داشت . در نتیجه تحمل پذیری خطا پایین می آید. یکی از رویکردهای محاسباتی نوین برای رفع این مشکل در NML استفاده از محاسبات تصادفی ۳است . بنابراین بهترین رویکرد، ترکیب منطق نانومغناطیس با تکنولوژی هایی همچون QCA است . در نهایت ، تحقق یک ماشین سلولی کوانتومی مغناطیسی ،۴ می تواند از طریق آرایه ماشین های مغناطیسی قابل بازپیکربندی ۵توسعه یابد.

کلیدواژه ها:

منطق QCA ، منطق NML ، منطق CMOS ، منطق SSL ، تکنولوژی MQCA ، تکنیک راهبردی RAMA