માઈક્રો પ્રોસેસર

માઈક્રો પ્રોસેસર - ચીરાગ પટેલ Dec 24, 2007

માણસના શરીરમાં કેટલાં બધાં અવયવો છે! એમાંથી કેટલાંક દેખાય છે, જ્યારે કેટલાકનું કામ દેખાય છે. દરેક અવયવોને નીયંત્રીત કરતું અંગ છે - મગજ. જો મગજ બંધ તો બધું જ બંધ. દરેક જીવ કે યંત્રમાં કોઈ એક એવું અંગ હશે જ, કે જે સમગ્ર દેહ/યંત્રને સંચાલીત કરતું હશે. આ બ્લોગ (વીજાંશ) જે વીષયને સમજવા પ્રયત્ન કરે છે, તે કમ્પ્યુટર નામના યંત્રને આભારી છે. કમ્પ્યુટરને સંચાલીત/નીયંત્રીત કરતું અંગ છે - સેંટ્રલ પ્રોસેસીંગ યુનીટ (Central Processing Unit અથવા ટુંકમાં CPU). દરેક કમ્પ્યુટરમાં એક કે એકથી વધુ માઈક્રોપ્રેસેસર (Microprocessor) વડે સીપીયુ બને છે (આપણા મગજના જુદા જુદા ભાગ મળીને એક યુનીટ - મગજ બનાવે એ જ પ્રમાણે). માઈક્રોપ્રોસેસરમાં અસંખ્ય (કરોડોની સંખ્યામાં) સુક્ષ્મ ટ્રાંઝીસ્ટર(Transistor) હોય છે. મગજનાં જ્ઞાનતંતુઓની માફક જ આ બધાં ટ્રાંઝીસ્ટર ભેગાં મળીને કામ કરતાં હોય છે.

જેવી રીતે પ્રાણીની ઉત્ક્રાંતી થવાથી મગજનું કદ વધતું ગયું છે અને મગજની કામગીરી વધતી ચાલી છે, એવી જ રીતે માઈક્રોપ્રોસેસરની ક્ષમતામાં વધારો થતો જાય છે. Moore's Law (મુરનો નીયમ) પ્રમાણે દર 18 મહીને માઈક્રોપ્રોસેસરની ક્ષમતા બમણી થતી હોય છે. (એક ગુજરાતીને પોરસાવાનું આથી વધુ મોટું કારણ કયું હોય? જે રોકાણ 18 મહીને બમણું થતું હોય એમા કયો લાલો પાછો હટે?). પહેલવહેલા માઈક્રોપ્રોસેસરની જે ક્ષમતા હતી, એ કરતાં 1 કરોડગણી વધુ ક્ષમતા અને એના કરતાં 5મા ભાગનું કદ આજના પ્રોસેસરમાં છે! અને આ પ્રગતી માત્ર 25 વર્ષમાં જ થઈ છે (... ભારે ઝડપી ઉત્ક્રાંતી, ભારે કરી ... )!

આવા માઈક્રોપ્રોસેસરમાં ગાણીતીય અને તાર્કીક કામ કરવા માટે એ.એલ.યુ. (ALU or Airthmetic and Logic Unit) હોય છે. માહીતીનો સંગ્રહ કરવા મેમરી યુનીટ(MU or Memory Unit) હોય છે. કામકાજ કરવા હાથ-પગ જેવાં રજીસ્ટર (Registor) હોય છે. આ બધાં યુનીટ કેટલાં બીટની માહીતી એકસાથે આપ-લે કરે છે એના પરથી એમના નામ પડે છે. જેમ કે, 8-બીટ, 16-બીટ, 32-બીટ અને 64-બીટ મશીન. એટલે કે, માઈક્રોપ્રોસેસર એના એક કોળીયામાં આટલા બીટની ક્ષમતાનો માહીતીનો જથ્થો લઈ શકે છે (બસ, વધુમાં વધુ 64-બીટ? આપણે બંદા તો એક કોળીયામાં ચોખાનાં 150 દાણા ખાઈ શકીએ ;-) ). 8-બીટ એટલે 1 બાઈટ એવું યાદ છે ને?

પહેલ વહેલું માઈક્રોપ્રોસેસર ઈંટેલ (Intel) કમ્પનીએ 4004, ટેક્ષાસ ઈંસ્ટ્રુમેંટ્સ (Texas Instruments) TMS 1000, અને ગેરેટ એઆઈ રીસર્ચ (Garrett AiResearch) CADC બનાવ્યું હતું. આ ત્રણેય લગભગ સાથે-સાથે જ બઝારમાં મુકાયા હતાં. આ બધાં 1970ની આસપાસ 4-બીટના માઈક્રોપ્રોસેસર તરીકે આવ્યાં હતાં.

ડ્યુઅલ કોર પ્રોસેસર (Dual-core Processor) હવે વપરાશમાં આવતાં જાય છે. 64-બીટના પ્રોસેસરનું કદ એટલું જ રાખીને એમાં બે પ્રોસેસર ફીટ કરવાથી ડ્યુઅલ કોર પ્રોસેસર બને છે (આપણી એક ખોપરીની અંદર, ખોપરીનું કદ વધાર્યા વગર બે મગજ ફીટ કરી દઈએ, એવું)! એ જ પ્રમાણે હવે તો ક્વૅડ કોર (Quad-core) અને એઈટ કોર (Eight-core) પ્રોસેસર અમુક હાઈ-પ્રોસેસીંગ સીસ્ટમમાં વપરાય છે (એક જ ખોપરીમાં આઠ મગજ!!!).

આપણે બોલચાલની ભાષાને સાંકેતીક શબ્દોમાં ફેરવીએ તો અક્ષરોની સંખ્યા ઘટાડી શકીએ. ૐ કે સ્વસ્તીક આનું પ્રાચીન ઉદાહરણ છે. એ પ્રમાણે માઈક્રોપ્રોસેસરની માહીતીની આપ-લે કરવાની જે ભાષા છે, એના શબ્દો ઘટાડીને જે માઈક્રોપ્રોસેસર બને છે એમને રીસ્ક પ્રોસેસર (RISC or Reduced Instruction Set Computer) કહે છે. માઈક્રોપ્રોસેસરની ભાષાને એસેમ્બ્લી લેંગ્વેજ (Assembly Language) કહે છે. એમાં પણ પ્રગતી થઈને હવે 64-બીટ પ્રોસેસર મળે છે એને સીસ્ક (CISC or Complex Instruction Set Computer) કહેવાય છે. આમ, માઈક્રોપ્રોસેસરનું કદ, માહીતી આપ-લે ક્ષમતા, ભાષા દરેકમાં ધરખમ ફેરફાર આવતાં જ જાય છે. (આપણે આપણા વીચારોને ભાષાનાં વાઘાં પહેરાવ્યાં વગર જ્ઞાનતંતુઓની આપ-લેની વીજ-રાસાયણીક ભાષામાં વાત કરી શકીએ?)

માઈક્રોપ્રોસેસરને માઈક્રોકંટ્રોલર (Micro-controller), ડીજીટલ સીગ્નલ પ્રોસેસર (Digital Signal Processor or DSP), સીસ્ટમ ઓન ચીપ (SoC or System-on-Chip) વગેરે નામે પણ ઓળખવામાં આવે છે. ખાસ કામ માટે વપરાતાં માઈક્રોપ્રોસેસરને જે તે કામ મુજબનું નામ આપવામાં આવે છે. જેમ કે, ગ્રાફીક્સનું કામ કરતાં પ્રોસેસરને GPU or Graphics Processing Unit કહે છે.

જુદી-જુદી કમ્પનીના પ્રોસેસરની ડીઝાઈનમાં થોડાં પાયાનાં ફેરફાર હોય છે. ઈંટેલના પ્રોસેસર લીટલ એંડીયન(Little Endian) કહેવાય છે, જ્યારે પાવર પીસી (PowerPC) બીગ એંડીયન (Big Endian) કહેવાય છે. 32-બીટ પ્રોસેસર હોય અને લીટલ એંડીયન હોય તો બીટ 0નું સ્થાન જમણી બાજુ હોય અને બીટ 31 ડાબી બાજુ હોય, જ્યારે બીગ એંડીયનમાં બીટ 0નું સ્થાન ડાબી બાજુ અને બીટ 31નું સ્થાન જમણી બાજુ હોય (આપણે આપણું મોઢું અરીસામાં જોઈએ તો કેવું પ્રતીબીંબ કેવું પલટાયેલું લાગે છે, એવું જ).

કેટલાંક પ્રચલીત પ્રોસેસર બ્રાંડ: 65xx, ARM, RCA, DEC, Intel, MIPS, Motorola 6800, IBM POWER, OpenRISC, PA-RISC, SPARC, AMD, Xilinx વગેરે.

ઈતીશ્રી માઈક્રોપ્રોસેસર કથાયૈ નમઃ॥