(मायक्रोप्रोसेसर). संगणकीय उपकरण. सूक्ष्मप्रक्रियक हे एक अंकीय इलेक्ट्रॉनिक उपकरण आहे, ज्यामध्ये लाखो ट्रांझिस्टर एकत्रितपणे जोडलेले असतात. सूक्ष्मप्रक्रियक संगणकाचा गाभा आहे. संगणकाची सर्व कामे ही सूक्ष्मप्रक्रियकाच्या मदतीने होतात. सूक्ष्मप्रक्रियक संगणक नियंत्रित करण्यापासून ते उद्वहन (Lift) नियंत्रित करणे यासारखी सर्व कार्य करण्यास मदत करतात. संगणक करतो त्या प्रत्येक गोष्टीचे वर्णन संगणक प्रणालीच्या निर्देशानुसार केले जाते आणि सूक्ष्मप्रक्रियक या सूचना काही सेकंदात लाखो वेळा चालवतात. अंत:स्थापित प्रणालीमध्ये वापरण्यासाठी सूक्ष्मप्रक्रियकाचा शोध 1970 मध्ये लागला. भ्रमणध्वनी, वाहने, लष्करी शस्त्रे आणि घरगुती उपकरणे यांसारख्या गोष्टींमध्ये अद्याप बहुतांश लोक सूक्ष्मप्रक्रियक वापरतात. सूक्ष्मप्रक्रियक हा संगणकातील नियंत्रक घटक असून त्याला अंकगणित आणि तर्क विभाग (ALU) प्रक्रिया करण्यास सक्षम असलेल्या लहान चिपवर जोडलेले असते आणि तो त्याला जोडलेल्या इतर उपकरणांशी संवाद साधू शकतो. सूक्ष्मप्रक्रियक द्व‍िमान अंक प्रणालीमध्ये (Binary) माहिती संगणकाला पुरवताे, सूक्ष्मप्रक्रियक त्या माहितीवर प्रक्रिया करतो आणि नंतर स्मृतीमध्ये संग्रहित सूचनांच्या आधारे माहिती प्रदान करतो. सूक्ष्मप्रक्रियकाच्या अंकगणित आणि तर्क विभागात नियंत्रण विभाग वापरून माहितीवर प्रक्रिया केली जाते. सूक्ष्मप्रक्रियक हे ४, ८, १६, ३२ व ६४ बिटचे असतात.
सूक्ष्मप्रक्रियक सामान्यत: माहिती मिळविणे, त्याचे निसंकेतन करणे आणि त्याला कार्यान्वित करणे अशा तीन टप्प्यांत काम करतात. माहिती मिळविणे या टप्प्यांत, संगणकाच्या स्मृतीमधून सूक्ष्मप्रक्रियकामध्ये सूचना कॉपी केली जाते. निसंकेतन टप्प्यात सूक्ष्मदर्शक सूचना व काय प्रक्रिया करायचे ते ठरवतात आणि कार्यान्वित टप्प्यात ही प्रक्रिया केली जाते.
सूक्ष्मप्रक्रियक वापरण्याचे काही वैशिष्टे पुढीलप्रमाणे आहेत. : चिप्सच्या किंमती फारच कमी असतात. त्यांचा आकार हा लहान चकतीच्या (chip) आकाराचा असतो. धातू ऑक्साइड अर्धसंवाहका तंत्रज्ञानाचा वापर करून त्यांना उत्पादित केले जातात आणि त्यांच्या निर्मितीत कमी उर्जा वापरली जाते तसेच त्यातील चकत्या नादुरुस्त होण्याचे प्रमाण खूपच कमी असते, म्हणूनच ते विश्वसनीय आहेत.
सूक्ष्मप्रक्रियक एक एकल संकलित मंडल असते, त्यात एका सिलिकॉन अर्धसंवाहक चिपेवर अनेक उपयुक्त कार्ये करण्याकरिता समाकलित केली गेली असतात. माहितीची देवाणघेवाण सुलभ करण्यासाठी बस प्रणाली विविध विभागांशी जोडते. यामध्ये माहितीचे आदान-प्रदान व्यवस्थित करण्यासाठी माहिती, पत्ता आणि नियंत्रण बसचा समावेश असतो. केंद्रीय प्रक्रियात्मक विभागामध्ये एक किंवा अधिक अंकगणित व तार्किक विभाग (एएलयू), नोंदवह्यांसारखे नोंदणी आणि नियंत्रण विभाग असते. नोंदणींच्या आधारे सूक्ष्मप्रक्रियकाच्या पिढ्यांचे वर्गीकरण केले जाऊ शकते. सूक्ष्मप्रक्रियकामध्ये सामान्य हेतू आणि सूचना चालविण्यासाठी आणि कार्यक्रम चालविताना पत्ता किंवा माहिती संग्रहित करण्यासाठी विशिष्ट प्रकारांची नोंद असतात. अंकगणित व तार्किक विभागात माहितीवर सर्व अंकगणितीय व तार्किक प्रक्रिया करून गणना करते आणि सूक्ष्मप्रक्रियकाचा आकार उदा., १६ बिट किंवा ३२ बिट निर्दिष्ट करते.
स्मृती विभागात आज्ञावल्या व प्रदत्त (माहिती) आणि आणि सूक्ष्मप्रक्रियक प्राथमिक आणि दुय्यम स्मृतीमध्ये विभागले जातात. आदान व प्रदान विभाग माहिती स्वीकारण्यासाठी आणि पाठविण्याकरिता सूक्ष्मप्रक्रियक आय / ओ परिघीय उपकरणांशी संवाद करते.
सूक्ष्मप्रक्रियकाच्या पिढ्या : फेअरचाइल्ड सेमीकंडक्टर (स्था. १९५७ ) या कंपनीतील गॉर्डन मूर, रॉबर्ट नॉइस आणि अँड्र्यू ग्रो यांनी १९५९मध्ये पहिला संकलित मंडल (इंटिग्रेटेड सर्किट; IC) शोधला. त्यांनतर १९६८मध्ये त्यांनी या कंपनीला राजीनामा दिला आणि स्वतःची स्वतंत्र इंटिग्रेटेड इलेक्ट्रॉनिक्स (इंटेल) कंपनी सुरू केली. १९७१मध्ये प्रथम मायक्रोप्रोसेसर इंटेल ४००४ (microprocessor intel 4004) या सूक्ष्मप्रक्रियकाचा शोध लागला.
पहिली पिढी : पहिल्या पिढीच्या सूक्ष्मप्रक्रियकाचा इतिहासाचा हा १९७१–७३ चा काळ होता. १९७१ मध्ये इंटेलने पहिले सूक्ष्मप्रक्रियक ४००४ तयार केले, जे एका घड्याळाच्या वेगाने ७४० किलो हर्ट्झ (kHz) वेगाने धावतील. या कालावधीत बाजारात रॉकवेल इंटरनॅशनल पीपीएस-४, इंटेल-८००८ आणि नॅशनल सेमीकंडक्टर आयएमपी -१६ सूक्ष्मप्रक्रियक वापरात होते. परंतु, हे सर्व ट्रांझिस्टर- ट्रांझिस्टर लॉजिक सुसंगत प्रक्रियक नव्हते.
द्वितीय पिढी : १९७३–७८ या कालावधीत मोटोरोला ६८०० आणि ६८०१, इंटेल-८०८५ आणि झिलोग-झेड ८० सारख्या अतिशय कार्यक्षम ८-बिट सूक्ष्मप्रक्रियकाची अंमलबजावणी करण्यात आली, ते सर्वात लोकप्रिय होते. त्यांच्या वेगवान वेगामुळे ते महाग होते कारण ते एनएमओएस (N-channel Metal-oxide Semiconductor) तंत्रज्ञानावर आधारित होते.
तिसरी पिढी : या कालावधीत १६-बिट सूक्ष्मप्रक्रियक एचएमओएस (high metal oxide semiconductor) तंत्रज्ञानाचा वापर करून तयार केले गेले. १९७९–८० पर्यंत इंटेल ८०८६/८०१८६/८०२८६ आणि मोटोरोला ६८००० आणि ६८०१० विकसित केले गेले. या सूक्ष्मप्रक्रियकांची गती दुसर्‍या पिढीच्या सूक्ष्मप्रक्रियकेपेक्षा चार पट चांगली होती.
चौथी पिढी : १९८१ ते १९९५ या काळात या पिढीने एचसीएमओएस फॅब्रिकेशन वापरुन ३२-बिट मायक्रोप्रोसेसर विकसित केले. इंटेल -८०३८६ आणि मोटोरोलाचे ६८०२०/६८०३० लोकप्रिय प्रोसेसर होते.
पाचवी पिढी : १९९५ पासून आतापर्यंत ही पिढी उच्च-कार्यक्षमता आणि उच्च-गती प्रक्रियक आणत आहे. ही ६४-बिट प्रक्रियक वापरतात. अशा प्रक्रियकांमध्ये पेंटियम, सेलेरॉन, ड्युअल आणि क्वाड-कोर प्रक्रियकांचा समावेश आहे.
सूक्ष्मप्रक्रियक हा प्रत्येक पिढ्यांमध्ये विकसित झाला आहे आणि पाचव्या पिढीतील सूक्ष्मप्रक्रियक विशिष्टतेमध्ये प्रगती दर्शवितात. सूक्ष्मप्रक्रियकाच्या पाचव्या पिढीतील काही प्रक्रियकांची उदा., इंटेल सेलेरॉन (Intel Celeron), पेंटियम (Pentium), झीऑन (Xeon) ही आहेत.
कळीचे शब्द :#processor, #bit, #logicunit, #controlunit.
संदर्भ :
- https://www.brainspire.com/blog/what-is-a-microprocessor-and-how-does-it-work
- https://www.tutorialspoint.com/microprocessor/microprocessor_overview.htm२
- https://www.elprocus.com/microprocessor-history-and-brief-information-about-its-generations
- https://www.geeksforgeeks.org/evolution-of-microprocessors/
समीक्षक : रत्नदीप देशमुख
