Power gating is commonly used to reduce leakage current in SRAM memories; leakage current has a large impact on SRAM energy consumption. We first focus on power gating FinFET SRAMs and then evaluate three techniques to reduce the leakage power and energy-delay product (EDP) of six- and eight-transistor (6T, 8T) FinFET SRAM cells. We compare the EDP savings obtained using: 1) power gating FinFETs; 2) near-threshold operation at $V_{\mathrm{ DD}}=0.6$ V instead of the nominal $V_{\mathrm{ DD}}=1$ V; and 3) alternative SRAM cells with shorted gate (SG) and low power (LP) configured FinFETs; LP-configuration reverse-biases a FinFET’s back gate and reduces leakage current by up to 97%. SRAM cells with higher leakage benefit the most from power gating since they see the largest reductions in leakage current. Sharing power gating transistors among multiple SRAM cells can lead to more leakage current savings, but causes slower read and write speeds which can diminish their effectiveness. Alternative SRAM cells with lower leakage benefit the most from near-threshold operation to further reduce leakage current. Near-threshold operation and/or power gating reduces the 6T SG FinFET SRAM scheme’s EDP slightly more than using the 8T SG FinFET SRAM scheme, but using an LP 8T SRAM scheme, such as LP_INV1.2, with near-threshold operation is more effective than power gating and provides the largest reductions in EDP. The design techniques recommended by this brief can enable longer battery life for small sensor systems and thus greater reliability for Internet-of-Things (IoT) devices.

中文翻译：

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有效的低泄漏 6T 和 8T FinFET SRAM：使用具有反向偏置 FinFET、接近阈值操作和电源门控的单元

电源门控通常用于减少 SRAM 存储器中的漏电流；漏电流对SRAM能耗有很大影响。我们首先关注功率门控 FinFET SRAM，然后评估三种技术，以降低六晶体管和八晶体管（6T、8T）FinFET SRAM 单元的泄漏功率和能量延迟积 (EDP)。我们比较了使用以下方法获得的 EDP 节省：1) 电源门控 FinFET；2) 在 $V_{\mathrm{ DD}}=0.6$ V 而不是标称的 $V_{\mathrm{ DD}}=1$ V 处的接近阈值操作；3) 具有短路栅极 (SG) 和低功率 (LP) 配置 FinFET 的替代 SRAM 单元；LP 配置反向偏置 FinFET 的背栅，最多可将漏电流降低 97%。具有较高泄漏电流的 SRAM 单元从电源门控中获益最多，因为它们的泄漏电流降低幅度最大。在多个 SRAM 单元之间共享电源门控晶体管可以节省更多漏电流，但会导致读取和写入速度变慢，从而降低其有效性。具有较低泄漏的替代 SRAM 单元从近阈值操作中受益最大，以进一步降低泄漏电流。与使用 8T SG FinFET SRAM 方案相比，近阈值操作和/或功率门控降低了 6T SG FinFET SRAM 方案的 EDP，但使用具有近阈值操作的 LP 8T SRAM 方案（例如 LP_INV1.2）更​​有效与电源门控相比，可最大程度地降低 EDP。本简介推荐的设计技术可以延长小型传感器系统的电池寿命，从而提高物联网 (IoT) 设备的可靠性。但会导致读取和写入速度变慢，从而降低其有效性。具有较低泄漏的替代 SRAM 单元从近阈值操作中受益最大，以进一步降低泄漏电流。与使用 8T SG FinFET SRAM 方案相比，近阈值操作和/或功率门控降低了 6T SG FinFET SRAM 方案的 EDP，但使用具有近阈值操作的 LP 8T SRAM 方案（例如 LP_INV1.2）更​​有效与电源门控相比，可最大程度地降低 EDP。本简介推荐的设计技术可以延长小型传感器系统的电池寿命，从而提高物联网 (IoT) 设备的可靠性。但会导致读取和写入速度变慢，从而降低其有效性。具有较低泄漏的替代 SRAM 单元从近阈值操作中受益最大，以进一步降低泄漏电流。与使用 8T SG FinFET SRAM 方案相比，近阈值操作和/或功率门控降低了 6T SG FinFET SRAM 方案的 EDP，但使用具有近阈值操作的 LP 8T SRAM 方案（例如 LP_INV1.2）更​​有效与电源门控相比，可最大程度地降低 EDP。本简介推荐的设计技术可以延长小型传感器系统的电池寿命，从而提高物联网 (IoT) 设备的可靠性。与使用 8T SG FinFET SRAM 方案相比，近阈值操作和/或功率门控降低了 6T SG FinFET SRAM 方案的 EDP，但使用具有近阈值操作的 LP 8T SRAM 方案（例如 LP_INV1.2）更​​有效与电源门控相比，可最大程度地降低 EDP。本简介推荐的设计技术可以延长小型传感器系统的电池寿命，从而提高物联网 (IoT) 设备的可靠性。与使用 8T SG FinFET SRAM 方案相比，近阈值操作和/或功率门控降低了 6T SG FinFET SRAM 方案的 EDP，但使用具有近阈值操作的 LP 8T SRAM 方案（例如 LP_INV1.2）更​​有效与电源门控相比，可最大程度地降低 EDP。本简介推荐的设计技术可以延长小型传感器系统的电池寿命，从而提高物联网 (IoT) 设备的可靠性。