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Une nouvelle architecture de FPGA à mémoires magnétiques pour calculer plus vite


​Les circuits programmables à haut débit suscitent un intérêt croissant mais leur vitesse est limitée par le temps d'accès à la mémoire et leur consommation doit être sans cesse réduite. Une équipe de l'Inac propose une architecture nouvelle, basée sur des mémoires magnétiques non-volatiles et sobres en énergie, qui permet de concilier complexité et rapidité d'exécution. 
Publié le 17 octobre 2018

Certains circuits comme les Asic (Application Specific Integrated Circuit) sont optimisés pour une fonction. D'autres sont plus versatiles. C'est le cas des FPGA (Field Programmable Gate Array) : ces circuits programmables sont utilisés notamment pour le prototypage rapide.

Les briques de base des FPGA sont des « tables de correspondance » (Look-Up Table, LUT). Ces tables permettent de remplacer un calcul par la simple consultation d'un tableau à N entrées. Elles sont habituellement stockées dans des mémoires volatiles et gourmandes en énergie qu'il serait intéressant de remplacer par des mémoires magnétiques, non-volatiles et potentiellement plus sobres en énergie (MRAM, Magnetic Random Access Memory).

Or quand le nombre N de variables d'entrée augmente, le temps de lecture de la table explose. Pour s'affranchir de cette limite, les chercheurs de l'Inac proposent une nouvelle architecture de LUT où le « chemin » de lecture ne passe désormais que par un transistor au lieu de N en série. De cette manière, le temps de lecture devient indépendant de la complexité de la table.

Une telle LUT a été réalisée en process hybride CMOS/MRAM à 130 nm pour 8 entrées avec des jonctions tunnel magnétiques (MRAM). Le temps de lecture est réduit de 55 % par rapport à l'architecture classique. 

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