客座社论：新兴技术中超低功耗电路与系统设计进展专题

本期关于新兴技术中超低功耗电路与系统设计进展的专刊，展示了高性能、高能效电路设计者在新兴技术领域所面临的广泛挑战。为了提升能效和吞吐密度，设计人员已转向针对从互连器件到系统级节能的优化方法。本期文章体现了跨层方法，并涵盖了各种新兴技术、新型器件和架构。

本期包含八篇学术论文，其实验结果表明，通过在器件、逻辑和架构方面的创新，在不牺牲性能的情况下，具有实现超低功耗的潜力。每篇稿件均分配给至少三位审稿人，并在同行评审过程中经历了两轮或更多轮的修订。总共提交了26篇稿件，最终根据审稿意见以及与特刊主题的契合度，选定了以下八篇文章。

Gaillardon等人提出了一项从器件到架构的节能技术横向综述。他们探讨了多种新型器件架构，如全耗尽型平面器件、三栅结构和环绕栅结构，这些结构可在降低功耗的同时实现高性能。利用此类器件还可推动创新电路设计以及架构级的功耗管理方案，例如自适应电压频率调节。

Sitik等人提出了一种基于20nm FinFET的低摆幅时钟方法，旨在保持低摆幅时钟的动态功耗节省的同时，最小化漏电功耗、时钟偏斜和时序违规的影响。该技术为低功耗/高性能应用奠定了基础，并在高开关频率下实现了显著的功耗节省。

张等人探讨了资源池化，其中多个架构组件在核心之间共享，以提高三维多核处理器系统的能效并减少总芯片面积。他们提出了一种具有可共享缓存资源的三维多核架构，并引入了一种运行时管理策略，以提高三维系统的能效。

Khasanvis等人提出了一种基于石墨烯交叉阵列器件的低功耗多态存储器概念。他们展示了一种多态存储器设计，可在单个单元中存储多个比特。该项工作利用了一种双层石墨烯纳米带交叉阵列隧穿器件，该器件表现出负微分电阻，因此可用作多值逻辑，并可与CMOS光刻工艺结合实现。

康等人介绍了基于自旋的器件与电路，通过增加电子的自旋自由度，应用于存储器与逻辑等领域，以实现超低功耗系统。本教程涵盖了多种基于自旋的存储器和逻辑系统；包括翻转型MRAM、各种形式的STT‐MRAM、畴壁系统、自旋波逻辑，部分/动态可重构逻辑系统，以及神经形态框架等。
Azghadi等人提出了一种基于可编程神经形态VLSI器件的新型神经形态系统，该器件由硅神经元和事件驱动型突触组成，并包含可编程突触权重电路。该器件及神经形态系统为探索嵌入式神经形态事件驱动计算系统提供了一个实时低功耗计算平台。

Graziano等人研究了分子量子点细胞自动机（mQCA）作为一种用于高性能低功耗纳米级计算的新兴范式。他们对基于mQCA的电路进行了全面分析，并首次评估了mQCA的能量，这是该技术最具前景的特性。

在系统层面，Le等人研究了用于设计自主无线传感器网络的能量收集技术。作者提出了一种高效能量收集系统，该系统可兼容多种环境能源来源，如光、热或风。

Aida Todri‐Sanial CNRS‐LIRMM Sanjukta Bhanja 南佛罗里达大学 客座编辑