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A 24 kb Single-Well Mixed 3T Gain-Cell eDRAM with Body-Bias in 28 nm FD-SOI for Refresh-Free DSP Applications

Résumé

Logic-compatible gain-cell embedded DRAM (GC-eDRAM) is an emerging alternative to conventional SRAM for memory-dominated system-on-chip (SoC) designs due to its high-density, low-power, and two-ported operation. Although GCs have a limited data retention time (DRT) at deeply scaled technology nodes, there are many DSP applications which only require short-term data storage and can therefore avoid refresh. In this paper, we present a novel single-well mixed 3T GC implementation in 28 nm FD-SOI technology. The proposed GC is supplied with body-bias control to improve the DRT by suppressing the leakage through the write port, and extend the maximum operating frequency by forward body-biasing the read port. A 24 kbit GC-eDRAM macro implementing the proposed 3T GC was fabricated in 28 nm FD-SOI technology, resulting in the highest density logic-compatible embedded memory fabricated in any 28 nm process with over 2x higher density compared to a 6T SRAM cell, over 4x higher DRT compared to a conventional 3T GC, and 38 x 47 x lower static power compared to conventional single-ported and two-ported SRAMs.

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Static Random Access Memory
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Mémoire vive dynamique
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Mémoire (informatique)
En informatique, la mémoire est un dispositif électronique numérique qui sert à stocker des données. La mémoire est un composant essentiel, présent dans tous les ordinateurs, les consoles de jeux, les GPS et de nombreux appareils électroniques. Les mémoires sont vendues sous forme de pièces détachées de matériel informatique, ou de composants électroniques. Les différences entre les pièces sont la forme, l'usage qui en est fait, la technologie utilisée, la capacité de stockage et le rapport entre le coût et la capacité.
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