മൈക്രോപ്രൊസസ്സർ

കമ്പ്യൂട്ടറിന്റെ മർമ്മപ്രധാന ഘടകമായ സെൽട്രൽ പ്രൊസസ്സിങ്ങ് യൂണിറ്റിനെ(CPU) സം‌യോജിപ്പിച്ച് ഒരു ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടിൽ അടക്കം ചെയ്തിരിക്കുന്നതാണ് മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ. വാക്വംട്യൂബുകൾ ഉപയോഗിച്ചിരുന്ന ഭീമൻ കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ സ്ഥാനത്ത് ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങിയപ്പോൾ ചെറുതാകാൻ തുടങ്ങിയ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ അനേകം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഒന്നിച്ച് ചേർത്ത മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങിയപ്പോൾ ഇന്നു കാണുന്ന വലിപ്പത്തിലേക്ക് സാധാരണ ഉപയോഗത്തിനുള്ളവ ചെറുതാകാൻ തുടങ്ങി.^[1] ഒന്നോ അതിലധികമോ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകൾ കൂട്ടിച്ചേർ‍ത്താണ് കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ സെണ്ട്രൽ പ്രൊസസ്സിങ്ങ് യൂണിറ്റ് ഉണ്ടാക്കുന്നത്. ഇതിലെ അടിസ്ഥാനഘടകങ്ങൾ നിർദ്ദേശങ്ങളും വിവരങ്ങളും മെമ്മറിയിൽ നിന്നെടുക്കുന്ന ഭാഗം, അതിനെ മനസ്സിലാക്കുന്ന ഭാഗം, നിയന്ത്രിക്കുന്ന ഭാഗം, കണക്കുകൂട്ടലുകൾ നടത്തുന്ന ഭാഗം എന്നിവയാണ്.

ഒരു ഇന്റൽ 80462DX2 മൈക്രോപ്രോസസറിന്റെ അച്ച് (ഡൈ) (യഥാർത്ഥ വലിപ്പം: 12×6.75 മി.മീ) അതിന്റെ പാക്കേജിങ്ങിൽ

പിന്നുള്ളതും ഇല്ലാത്തതുമായ മൈക്രോപ്രൊസസ്സുറകൾ

ടെക്സസ് ഇൻസ്ട്രുമെന്റ്സ് ടിഎംഎസ്(TMS)1000

ഇന്റൽ 4004

മോട്ടറോള 6800 (MC6800)

x86-64 പ്രൊസസർ (AMD Ryzen 5 2600, Zen+, 2017 അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളത്)

എഎംഡി റൈസൺ(AMD Ryzen) 7 1800X (2016, സെൻ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ളത്) ഒരു മദർബോർഡിലെ എഎം4(AM4) സോക്കറ്റിലുള്ള പ്രോസസർ

ചരിത്രം

ആദ്യകാലങ്ങളിൽ

1960കളുടെ ആദ്യകാലങ്ങളിൽ ഫെയർ‌ചൈൽഡ് എന്ന കമ്പനി ആദ്യത്തെ ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ(ഐ.സി.) വിപണിയിൽ എത്തിച്ചു ഏതാണ്ടിതേകാലത്തു തന്നെ ടെക്സാസ് ഇൻസ്ട്രുമെന്റ്സും ഐ.സി. നിർമ്മാണം തുടങ്ങിയിരുന്നു. 1962ൽ ആദ്യമായി ടി.ടി.എൽ. ഉപയോഗിച്ചുള്ളവയും 1968ൽ സി.മോസ്(C.Mos-Complementary MOSfet) സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിക്കുന്നവയും വിപണിയിൽ വന്നു. സാങ്കേതിക വിദ്യയിലും, നിർമ്മാണ സാങ്കേതിക വിദ്യയിലും, വസ്തുക്കളിലും നൂതനമായ രീതികൾ പല കമ്പനികളും ആവിഷ്കരിച്ച് കൊണ്ടിരുന്നു. ഇത് ഒരു ഐ.സിയിൽ സം‌യോജിപ്പിക്കാൻ സാധിക്കുന്ന ഘടകങ്ങളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും വലിപ്പം കുറക്കുകയും ചെയ്തു കൊണ്ടിരുന്നു. ഈ സാഹചര്യത്തിലാണ് ഫെയർചൈൽഡിന്റെ ഗവേഷണവികസന വിഭാഗത്തിന്റെ മേധാവിയായിരുന്ന ഗോര്ഡൻ മൂർ തന്റെ പ്രസിദ്ധമായ പ്രവചനം നടത്തുന്നത് ഇത് പിന്നീട് ചെറിയ മാറ്റങ്ങളോടെ മൂർസ് ലാ എന്നറിയപ്പെട്ടു തുടങ്ങി

ആദ്യത്തെ മൈകോപ്രൊസസ്സറുകൾ

കമ്പ്യൂട്ടർ പൂർണ്ണമായും ഒരു ചിപ്പിൽ അടക്കം ചെയ്യുക എന്ന ആശയം 1950കളുടെ ആദ്യം മുതലേ ലേഖനങ്ങളിൽ വന്നു തുടങ്ങിയിരുന്നു^[2], 1960കളുടെ അവസാനമായപ്പോഴേക്കും പുതിയതും നിലവിലുണ്ടായിരുന്നതുമായ ഒട്ടേറെ കമ്പനികൾ ഈ ലക്ഷ്യത്തിനു വേണ്ടിയുള്ള ശ്രമം തുടങ്ങിയിരുന്നു. 1971ൽ ടെക്സാസ് ഇൻസ്റ്റ്റുമെന്റ്സ് ആദ്യത്തെ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറായ TMS1000 അവരുടെ കാൽക്കുലേറ്ററിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങി എന്നാലും ഒരു മൈക്രോപ്രൊസസ്സർ എന്ന നിലയിൽ ആദ്യം വിപണിയിലെത്തുന്നത് ഇന്റൽ നിർമ്മിച്ച ഇന്റൽ 4004 ആണ്. 108KHz ക്ലോക്ക്‌സ്പീഡ് ഉണ്ടായിരുന്ന ഇതിൽ 2800 ഓളം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ ഉൾ‍ക്കൊള്ളിച്ചിരുന്നു. 1972ൽ ഇന്റൽ അവരുടെ ഇന്റൽ 8008 പുറത്തിറക്കി ഇതിന്റെ ഘടന 4004 ന്റേതു തന്നെയായിരുന്നെങ്കിലും അതിൽ നിന്നും വ്യത്യസ്തമായി ഇതൊരു 8ബിറ്റ് മൈക്രോപ്രൊസസ്സറായിരുന്നു. ഇതിനു ശേഷം ഇന്റൽ 32ബിറ്റ് മൈക്രോപ്രൊസസ്സറായ ഇന്റൽ‍ 432 വിപണിയിൽ എത്തിച്ചെങ്കിലും ഒട്ടും ശ്രദ്ധിക്കപ്പെട്ടില്ല.

പൂർണ്ണതയിലേക്കുള്ള പ്രയാണം

ഇന്റൽ 1974ൽ 2MHz ഉള്ള ഇന്റൽ 8080 പുറത്തിറക്കി, ആദ്യത്തെ പി.സി ആയ ആൽടയർ കമ്പ്യൂട്ടറിൽ ഇതുപയോഗിച്ചു. പിന്നീട് പുറത്തിറക്കിയ ഇന്റൽ 8085 വൻവിജയമായിരുന്നു ചില മൈക്രോകണ്ട്രോളറുകളിലായി ഇന്നും ഇത് ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്. 1978ൽ ഇന്റൽ യഥാർഥ 16ബിറ്റ് പ്രൊസസ്സറായ ഇന്റൽ 8086 പുറത്തിറക്കി ഇന്റൽ ഐറ്റനിയം ഒഴികെ ഇന്റലിന്റെ ഇന്നുവരെയുള്ള എല്ലാ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറിന്റെയും അടിസ്ഥാനം ഇന്റൽ 8086 ആണ്.

ഐ.ബി.എം പേഴ്സണൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ

1979ൽ ഇന്റൽ പുറത്തിറക്കിയ ഇന്റൽ 8088 ആയിരുന്നു ഐ.ബി.എം പി.സി. യുടെയും അതിന്റെ ക്ലോണുകളുടെയും പ്രൊസസ്സർ. 4.77 മുതൽ 8 വരെ ക്ലോക്‌സ്പീഡ് ഉണ്ടായിരുന്ന ഇതിൽ 29000 ത്തോളം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുണ്ടായിരുന്നു.

മോട്ടോറോള 68000

1979ൽ മോട്ടോറോള അവരുടെ പ്രൊസസ്സറായ മോട്ടോറോള 68000 പുറത്തിറക്കി 32ബിറ്റ് രജിസ്റ്ററുകളും അഡ്രസ്സ്പേസും ഉണ്ടായിരുന്നെങ്കിലും ഇതിനെ പുറത്തേക്കുള്ള ബസ് 16ബിറ്റ് ആയിരുന്നു. എംബഡഡ് ഉപയോഗങ്ങൾക്കു വേണ്ടി പ്രധാനമായും നിർമ്മിക്കപ്പെട്ട ഇതിന്റെ ഘടന ഡി.ഇ.സി പി.ഡി.പി-11 ൽ നിന്നും പ്രചോദനമുൾക്കൊണ്ടതായിരുന്നു. മോട്ടോറോള 68000 ആപ്പിൽ മാക്കിന്റോഷ്, അമിഗ, അട്ടാരി മുതലായവയിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ തുടങ്ങി. ഇന്നു നിലവിലുള്ള ഏറ്റവും വേഗതയേറിയ പ്രൊസസ്സറുകളിൽ ഒന്നായ പവ്വർപിസിയുടെ മുൻ‌ഗാമിയാണ് മോട്ടോറോള 68000

റിസ്ക്(RISC) പ്രൊസസ്സറുകളുടെ വരവ്

1980കളുടെ ആദ്യത്തോടെ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറിൽ ഉൾക്കൊള്ളിക്കാൻ പറ്റുന്ന ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുടെ എണ്ണത്തിൽ വൻ വർദ്ധനയുണ്ടായി. ഈ കാലഘട്ടത്തിൽ സ്റ്റാൻഫോർഡ് സർ‌വകലാശാലയിലും ബെർക്‌ലി സർവ്വകലാശാലയിലും നടത്തപ്പെട്ടിരുന്ന രണ്ട് പദ്ധതികളുടെ ഫലമായി റിസ്ക്, മിപ്സ് എന്നീ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ പുറത്തുവന്നു. റിസ്കിൽ തന്നെ വ്യത്യസ്ത രീതികൾ പിന്തുടരുന്ന പല തരം പ്രൊസസ്സറുകൾ പുറത്ത് വന്നു. ഈ കാലഘട്ടത്തിൽ മൈക്രോപ്രൊസസ്സറുകളുടെ വില കുറയാനും വികസിത രാജ്യങ്ങളിൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ സർ‌വ്വസാധാരണമാകാനും തുടങ്ങി.

ബർക്‌ലി റിസ്ക്

1980ൽ ബർക്‌ലി സർ‌വകലാശാല റിസ്ക് പ്രൊജക്ട് എന്ന പദ്ധതി തുടങ്ങി, പൈപ്പ്‌ലൈനിങ്ങ്ലും ധാരാളം രജിസ്റ്ററുകൾ ഉൾക്കൊള്ളിക്കുന്നതിലുമായിരുന്നു അവരുടെ പ്രധാന ശ്രദ്ധ. 1982ൽ ഇവരുടെ ആദ്യത്തെ പ്രൊസസ്സർ പുറത്തിറങ്ങി. 44000 ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളും 32 നിർദ്ദേശകങ്ങളും മാത്രമുണ്ടായിരുന്ന ഈ പ്രോസസ്സർ പക്ഷേ ഒരു ലക്ഷത്തോളം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുണ്ടായിരുന്ന അന്നത്തെ ഏത് പ്രൊസസ്സറിനെക്കാളും മികച്ചതായിരുന്നു. 1983ൽ റിസ്ക്-2 പുറത്തിറങ്ങി 39 നിർദ്ദേശകങ്ങളുണ്ടായിരുന്ന ഇത് റീസ്ക്-1 നേക്കാളും മൂന്നുമടങ്ങ് വേഗതയുള്ളതായിരുന്നു. സൺ മൈക്രോസിസ്റ്റത്തിന്റെ സ്പാർക്ക് പ്രൊസസ്സർ ഇതിൽ നിന്നും പ്രചോദനമുൾക്കൊണ്ട് നിർ‍മ്മിച്ചതാണ്.

മിപ്സ്

1981 സ്റ്റാൻസ്ഫോർഡ് സർവ്വകലാശാലയിലെ ജോൺ ഹെന്നസിയും കൂട്ടരും മിപ്സിന്റെ ആദ്യരൂപം നിർമ്മിക്കാനുള്ള ശ്രമം തുടങ്ങി. ശേഷി വർദ്ധിപ്പിക്കാനായി നടപ്പിൽ വരുത്താൻ ബുദ്ധിമുട്ടുള്ളതെങ്കിലും വളരെ ആഴത്തിലുള്ള പൈപ്പ്‌ലൈനിങ്ങ് ആയിരുന്നു ഇവരുടെ ലക്ഷ്യം. എല്ലാ നിർദ്ദേശകങ്ങളും ഒരൊറ്റ ക്ലോക്ക് സൈക്കിളിൽ തന്നെ പ്രാവർത്തികമാക്കിയിരുന്നു എന്നതായിരുന്നു ഇതിന്റെ ഒരു പ്രത്യേകത. സിലിക്കോൺ ഗ്രാഫിക്സിന്റെ പ്രവർത്തനശേഷിയേറിയ കമ്പ്യൂട്ടറുകളിൽ അടുത്തകാലം വരെ ഉപയോഗിച്ചിരുന്നത് മിപ്സ് പ്രൊസസ്സർ ആയിരുന്നു, ഇപ്പോളിത് പ്രധാനമായും എംബഡഡ് ഉപയോഗങ്ങളിലാണുള്ളത്.

പവ്വർ

പേഴ്സണൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകളുടെ പുതുയുഗം

1982ൽ ഇന്റൽ‍ അവരുടെ ഇന്റൽ 80286 പുറത്തിറക്കി, ഇതിന്റെ മുൻഗാമികളായ 8086നും 8088നും വേണ്ടി നിർമ്മിച്ച എല്ലാ സോഫ്റ്റ്വെയറുകളും ഇതിൽ പ്രവർത്തിപ്പിക്കാനാകും എന്നതായിരുന്നു ഇതിന്റെ പ്രത്യേകത ഇന്റലിന്റെ ആദ്യത്തെ ഈ തരത്തിലുള്ള പ്രൊസസ്സറായിരുന്നു ഇന്റൽ 80286. 1985ൽ പുറത്തിറങ്ങിയ ഇന്റൽ 808386 ആയിരുന്നു ആദ്യത്തെ പേഴ്സണൽ കമ്പ്യൂട്ടറിന് വേണ്ടിയുണ്ടാക്കിയ 32ബിറ്റ് പ്രൊസസ്സർ. 27500 ഓളം ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളുണ്ടായിരുന്ന ഇത് മൾട്ടിടാസ്കിങ്ങ് ചെയ്യാൻ സഹായിക്കാൻ കഴിവുള്ളതായിരുന്നു. ഇതിൽ പ്രവർത്തിക്കാൻ പറ്റിയ ഒരു 32ബിറ്റ് ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സിസ്റ്റം പുറത്തുവരാൻ പിന്നേയും വർഷങ്ങൾ എടുത്തെങ്കിലും പ്രവർത്തനശേഷിയേറിയതും എന്നാൽ നിലവിലുള്ള 16ബിറ്റ് ഓപ്പറേറ്റിംഗ് സിസ്റ്റങ്ങളിൽ ഉപയോഗിക്കാൻ സാധിക്കുകയും ചെയ്യുമായിരുന്ന ഒട്ടേറെ സൊഫ്റ്റ്വെയറുകൾ പുറത്തുവന്നു.

90കളിലെ പുതിയ പ്രതീക്ഷകൾ

1990കൾ ലോകത്തിലൊട്ടേറെ മാറ്റങ്ങൾ ദർശ്ശിച്ച കാലഘട്ടമായിരുന്നു അതിലേറ്റവും പ്രധാനപ്പെട്ടവ ആദ്യപകുതിയിലെ ശീതയുദ്ധത്തിന്റെ അന്ത്യവും രണ്ടാം പകുതിയിലെ ഇന്റർനെറ്റിന്റെ പ്രചാരവുമായിരുന്നു. ശീതയുദ്ധാനന്തരം യുണിക്സ് അധിഷ്ഠിത സെർ‌വറുകളുടെ പട്ടാള ഉപയോഗത്തിനുള്ള വിപണി കാര്യമായി ശോഷിച്ചു, പുതിയ മൈക്രോപ്രൊസസ്സർ സാങ്കേതിക വിദ്യകൾ ഉണ്ടാക്കിക്കൊണ്ടിരുന്ന കമ്പനികൾക്ക് മറ്റു വിപണികൾ തേടേണ്ട അവസ്ഥ സംജാതമായി. ഏതാണ്ടിതേകാലത്തു തന്നെ ഇന്റർനെറ്റ് പട്ടാള-സർ‌വകലാശാലാ ചട്ടക്കൂടുകൾക്കതീതമായി പുതിയ മേഖലകളിലേക്ക് വളരാൻ തുടങ്ങി. ഇത് മൈക്രോപ്രൊസസ്സർ നിർമ്മിക്കുന്ന കമ്പനികൾക്ക് പരസ്പര യുദ്ധത്തിനുള്ള പുതിയ മേഖലകൾ തുറന്നു കൊടുത്തു. ശേഷികൂടിയവ 64ബിറ്റിലേക്കും പേഴ്സണൽ കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ 16ബിറ്റിൽ നിന്ന് 32 ബിറ്റിലേക്കും മാറാൻ തുടങ്ങി. 90കൾ പ്രധാനമായും ഘടനയ്ക്കും മറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യകൾക്കും അതീതമായി ക്ലോക്ക്‌സ്പീഡിലുള്ള വർദ്ധനക്കു പിറകെയുള്ള ഭ്രാന്തമായ പ്രയാണത്തിന്റെ കാലഘട്ടമായിരുന്നു.

ഇന്റലിന്റെ സംഭാവനകൾ

പ്രധാനഘടകങ്ങൾ

പ്രവർത്തനം

വർഗ്ഗീകരണം

ഉപയോഗത്തെ അടിസ്ഥാനമാക്കി

ഘടനയെ അടിസ്ഥാനമാക്കി

ഉപയോഗങ്ങൾ

പുതിയ കാര്യങ്ങൾ

ഭാവിയിൽ