কেস ব্যানার

ইতিহাসের ধারা বদলে দেওয়া একটি চিপ

ইতিহাসের ধারা বদলে দেওয়া একটি চিপ

এই চিপের আগমন চিপ উন্নয়নের গতিপথ বদলে দিয়েছে!

১৯৭০-এর দশকের শেষের দিকে, ৮-বিট প্রসেসর তখনও সবচেয়ে উন্নত প্রযুক্তি ছিল, এবং সেমিকন্ডাক্টর ক্ষেত্রে CMOS প্রক্রিয়াগুলি অসুবিধার মধ্যে ছিল। AT&T বেল ল্যাবসের প্রকৌশলীরা ভবিষ্যতের দিকে একটি সাহসী পদক্ষেপ নিয়েছিলেন, চিপ কর্মক্ষমতার ক্ষেত্রে প্রতিযোগীদের ছাড়িয়ে যাওয়ার প্রচেষ্টায়, উদ্ভাবনী ৩২-বিট প্রসেসর আর্কিটেকচারের সাথে অত্যাধুনিক ৩.৫-মাইক্রন CMOS উৎপাদন প্রক্রিয়াগুলিকে একত্রিত করে, IBM এবং Intel কে ছাড়িয়ে যান।

যদিও তাদের আবিষ্কার, বেলম্যাক-৩২ মাইক্রোপ্রসেসর, ইন্টেল ৪০০৪ (১৯৭১ সালে প্রকাশিত) এর মতো পূর্ববর্তী পণ্যগুলির বাণিজ্যিক সাফল্য অর্জন করতে ব্যর্থ হয়েছিল, তবুও এর প্রভাব ছিল গভীর। আজ, প্রায় সমস্ত স্মার্টফোন, ল্যাপটপ এবং ট্যাবলেটের চিপগুলি বেলম্যাক-৩২ দ্বারা প্রবর্তিত পরিপূরক ধাতু-অক্সাইড সেমিকন্ডাক্টর (CMOS) নীতির উপর নির্ভর করে।

১৯৮০ এর দশক ঘনিয়ে আসছিল, এবং AT&T নিজেকে রূপান্তরিত করার চেষ্টা করছিল। কয়েক দশক ধরে, "মাদার বেল" নামে পরিচিত টেলিযোগাযোগ জায়ান্ট মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের ভয়েস যোগাযোগ ব্যবসায় আধিপত্য বিস্তার করেছিল এবং এর সহযোগী সংস্থা ওয়েস্টার্ন ইলেকট্রিক আমেরিকান বাড়ি এবং অফিসে প্রায় সমস্ত সাধারণ টেলিফোন তৈরি করেছিল। মার্কিন ফেডারেল সরকার অবিশ্বাসের ভিত্তিতে AT&T-এর ব্যবসা ভেঙে ফেলার আহ্বান জানিয়েছিল, কিন্তু AT&T কম্পিউটার ক্ষেত্রে প্রবেশের সুযোগ দেখতে পেয়েছিল।

কম্পিউটার কোম্পানিগুলি ইতিমধ্যেই বাজারে সুপ্রতিষ্ঠিত হওয়ায়, AT&T-এর কাছে তাল মেলানো কঠিন হয়ে পড়ে; তাদের কৌশল ছিল লাফিয়ে লাফিয়ে এগিয়ে যাওয়া, এবং Bellmac-32 ছিল এর মূল চালিকাশক্তি।

বেলম্যাক-৩২ চিপ পরিবারকে IEEE মাইলস্টোন পুরষ্কারে ভূষিত করা হয়েছে। এই বছর নিউ জার্সির মারে হিলের নোকিয়া বেল ল্যাবস ক্যাম্পাসে এবং ক্যালিফোর্নিয়ার মাউন্টেন ভিউতে কম্পিউটার ইতিহাস জাদুঘরে উন্মোচন অনুষ্ঠান অনুষ্ঠিত হবে।

২৩৪

অনন্য চিপ

৮-বিট চিপের শিল্প মান অনুসরণ করার পরিবর্তে, AT&T-এর নির্বাহীরা বেল ল্যাবস ইঞ্জিনিয়ারদের একটি বিপ্লবী পণ্য তৈরির জন্য চ্যালেঞ্জ জানান: প্রথম বাণিজ্যিক মাইক্রোপ্রসেসর যা একক ঘড়ির চক্রে ৩২ বিট ডেটা স্থানান্তর করতে সক্ষম। এর জন্য কেবল একটি নতুন চিপই নয়, একটি নতুন স্থাপত্যেরও প্রয়োজন ছিল - যা টেলিযোগাযোগ স্যুইচিং পরিচালনা করতে পারে এবং ভবিষ্যতের কম্পিউটিং সিস্টেমের মেরুদণ্ড হিসেবে কাজ করতে পারে।

"আমরা কেবল একটি দ্রুততর চিপ তৈরি করছি না," নিউ জার্সির বেল ল্যাবসের হোলমডেলের স্থাপত্য গোষ্ঠীর নেতৃত্বদানকারী মাইকেল কন্ড্রি বলেন। "আমরা এমন একটি চিপ ডিজাইন করার চেষ্টা করছি যা ভয়েস এবং কম্পিউট উভয়কেই সমর্থন করতে পারে।"

৩৪৫

সেই সময়ে, CMOS প্রযুক্তিকে NMOS এবং PMOS ডিজাইনের একটি প্রতিশ্রুতিশীল কিন্তু ঝুঁকিপূর্ণ বিকল্প হিসেবে দেখা হত। NMOS চিপগুলি সম্পূর্ণরূপে N-টাইপ ট্রানজিস্টরের উপর নির্ভর করত, যা দ্রুত কিন্তু শক্তি-ক্ষুধার্ত ছিল, যখন PMOS চিপগুলি ধনাত্মক চার্জযুক্ত গর্তের চলাচলের উপর নির্ভর করত, যা খুব ধীর ছিল। CMOS একটি হাইব্রিড ডিজাইন ব্যবহার করেছিল যা শক্তি সাশ্রয় করার সাথে সাথে গতি বৃদ্ধি করেছিল। CMOS এর সুবিধাগুলি এতটাই আকর্ষণীয় ছিল যে শিল্প শীঘ্রই বুঝতে পেরেছিল যে দ্বিগুণ ট্রানজিস্টরের প্রয়োজন হলেও (প্রতিটি গেটের জন্য NMOS এবং PMOS), এটি মূল্যবান।

মুরের আইন অনুসারে বর্ণিত সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তির দ্রুত বিকাশের সাথে সাথে, ট্রানজিস্টরের ঘনত্ব দ্বিগুণ করার খরচ নিয়ন্ত্রণযোগ্য এবং অবশেষে নগণ্য হয়ে ওঠে। যাইহোক, যখন বেল ল্যাবস এই উচ্চ-ঝুঁকিপূর্ণ জুয়া শুরু করে, তখন বৃহৎ আকারের CMOS উৎপাদন প্রযুক্তি অপ্রমাণিত ছিল এবং খরচ তুলনামূলকভাবে বেশি ছিল।

এতে বেল ল্যাবস ভীত হয়নি। কোম্পানিটি ইলিনয়ের হোলমডেল, মারে হিল এবং নেপারভিলে অবস্থিত তার ক্যাম্পাসগুলির দক্ষতা কাজে লাগিয়ে সেমিকন্ডাক্টর ইঞ্জিনিয়ারদের একটি "স্বপ্নের দল" তৈরি করে। এই দলে ছিলেন কন্ড্রে, চিপ ডিজাইনের একজন উদীয়মান তারকা স্টিভ কন, আরেকজন মাইক্রোপ্রসেসর ডিজাইনার ভিক্টর হুয়াং এবং AT&T বেল ল্যাবসের কয়েক ডজন কর্মচারী। তারা ১৯৭৮ সালে একটি নতুন CMOS প্রক্রিয়া আয়ত্ত করতে শুরু করে এবং শুরু থেকেই একটি ৩২-বিট মাইক্রোপ্রসেসর তৈরি করে।

ডিজাইন আর্কিটেকচার দিয়ে শুরু করুন

কন্ড্রে ছিলেন একজন প্রাক্তন IEEE ফেলো এবং পরবর্তীতে ইন্টেলের প্রধান প্রযুক্তি কর্মকর্তা হিসেবে দায়িত্ব পালন করেন। তার নেতৃত্বাধীন স্থাপত্য দলটি এমন একটি সিস্টেম তৈরিতে প্রতিশ্রুতিবদ্ধ ছিল যা স্থানীয়ভাবে ইউনিক্স অপারেটিং সিস্টেম এবং সি ভাষাকে সমর্থন করে। সেই সময়ে, ইউনিক্স এবং সি ভাষা উভয়ই এখনও প্রাথমিক পর্যায়ে ছিল, কিন্তু তাদের আধিপত্য বিস্তারের লক্ষ্য ছিল। সেই সময়ে কিলোবাইট (KB) এর অত্যন্ত মূল্যবান মেমরি সীমা অতিক্রম করার জন্য, তারা একটি জটিল নির্দেশিকা সেট চালু করেছিল যার জন্য কম কার্যকর পদক্ষেপের প্রয়োজন ছিল এবং এক ঘড়ির চক্রের মধ্যে কাজগুলি সম্পন্ন করা যেত।

ইঞ্জিনিয়াররা এমন চিপও ডিজাইন করেছেন যা VersaModule Eurocard (VME) সমান্তরাল বাস সমর্থন করে, যা বিতরণকৃত কম্পিউটিং সক্ষম করে এবং একাধিক নোডকে সমান্তরালভাবে ডেটা প্রক্রিয়াকরণের অনুমতি দেয়। VME-সামঞ্জস্যপূর্ণ চিপগুলি রিয়েল-টাইম নিয়ন্ত্রণের জন্যও ব্যবহার করা সম্ভব করে।

দলটি ইউনিক্সের নিজস্ব সংস্করণ তৈরি করেছে এবং শিল্প অটোমেশন এবং অনুরূপ অ্যাপ্লিকেশনগুলির সাথে সামঞ্জস্য নিশ্চিত করার জন্য এটিকে রিয়েল-টাইম ক্ষমতা দিয়েছে। বেল ল্যাবসের প্রকৌশলীরা ডমিনো লজিকও আবিষ্কার করেছিলেন, যা জটিল লজিক গেটগুলিতে বিলম্ব কমিয়ে প্রক্রিয়াকরণের গতি বৃদ্ধি করেছিল।

জেন-হসুন হুয়াং-এর নেতৃত্বে একটি জটিল মাল্টি-চিপ যাচাইকরণ এবং পরীক্ষা প্রকল্প, বেলম্যাক-৩২ মডিউলের মাধ্যমে অতিরিক্ত পরীক্ষা এবং যাচাইকরণ কৌশল তৈরি এবং চালু করা হয়েছিল যা জটিল চিপ তৈরিতে শূন্য বা প্রায় শূন্য ত্রুটি অর্জন করেছিল। এটি ছিল বিশ্বের প্রথম খুব বৃহৎ স্কেল ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (VLSI) পরীক্ষার। বেল ল্যাবস ইঞ্জিনিয়াররা একটি পদ্ধতিগত পরিকল্পনা তৈরি করেছিলেন, বারবার তাদের সহকর্মীদের কাজ পরীক্ষা করেছিলেন এবং শেষ পর্যন্ত একাধিক চিপ পরিবার জুড়ে নিরবচ্ছিন্ন সহযোগিতা অর্জন করেছিলেন, যার ফলে একটি সম্পূর্ণ মাইক্রোকম্পিউটার সিস্টেম তৈরি হয়েছিল।

এরপর আসে সবচেয়ে চ্যালেঞ্জিং অংশ: চিপের প্রকৃত উৎপাদন।

"সেই সময়, লেআউট, পরীক্ষা এবং উচ্চ-ফলনশীল উৎপাদন প্রযুক্তি খুবই দুর্লভ ছিল," স্মরণ করে কাং, যিনি পরবর্তীতে কোরিয়া অ্যাডভান্সড ইনস্টিটিউট অফ সায়েন্স অ্যান্ড টেকনোলজির (KAIST) সভাপতি এবং IEEE-এর একজন ফেলো হয়েছিলেন। তিনি উল্লেখ করেন যে পূর্ণ-চিপ যাচাইকরণের জন্য CAD সরঞ্জামের অভাব দলটিকে বড় আকারের ক্যালকম্প অঙ্কনগুলি মুদ্রণ করতে বাধ্য করেছিল। এই স্কিম্যাটিকগুলি দেখায় যে কীভাবে ট্রানজিস্টর, তার এবং আন্তঃসংযোগগুলিকে একটি চিপের মধ্যে সাজানো উচিত যাতে কাঙ্ক্ষিত আউটপুট পাওয়া যায়। দলটি টেপ দিয়ে মেঝেতে সেগুলি একত্রিত করে, একপাশে 6 মিটারেরও বেশি লম্বা একটি বিশাল বর্গক্ষেত্র তৈরি করে। কাং এবং তার সহকর্মীরা রঙিন পেন্সিল দিয়ে প্রতিটি সার্কিট হাতে আঁকেন, ভাঙা সংযোগ এবং ওভারল্যাপিং বা ভুলভাবে পরিচালিত আন্তঃসংযোগগুলি সন্ধান করেন।

ভৌত নকশা সম্পূর্ণ হওয়ার পর, দলটি আরেকটি চ্যালেঞ্জের মুখোমুখি হয়: উৎপাদন। চিপগুলি পেনসিলভানিয়ার অ্যালেনটাউনে অবস্থিত ওয়েস্টার্ন ইলেকট্রিক প্ল্যান্টে তৈরি করা হয়েছিল, কিন্তু কাং স্মরণ করেন যে ফলনের হার (ওয়েফারে চিপের শতাংশ যা কর্মক্ষমতা এবং মানের মান পূরণ করে) খুব কম ছিল।

এই সমস্যা সমাধানের জন্য, কাং এবং তার সহকর্মীরা প্রতিদিন নিউ জার্সি থেকে প্ল্যান্টে গাড়ি চালিয়ে যেতেন, তাদের হাতা গুটিয়ে নিতেন এবং মেঝে ঝাড়ু দেওয়া এবং পরীক্ষার সরঞ্জাম ক্যালিব্রেট করা সহ যা কিছু প্রয়োজন ছিল তা করতেন, যাতে সৌহার্দ্য তৈরি করা যায় এবং সকলকে বোঝানো যায় যে প্ল্যান্টটি যে সবচেয়ে জটিল পণ্য তৈরি করার চেষ্টা করেছে তা সত্যিই সেখানে তৈরি করা যেতে পারে।

"দল গঠনের প্রক্রিয়াটি সুষ্ঠুভাবে সম্পন্ন হয়েছে," কাং বলেন। "কয়েক মাস পর, ওয়েস্টার্ন ইলেকট্রিক চাহিদার চেয়েও বেশি পরিমাণে উচ্চমানের চিপ উৎপাদন করতে সক্ষম হয়।"

বেলম্যাক-৩২ এর প্রথম সংস্করণ ১৯৮০ সালে প্রকাশিত হয়েছিল, কিন্তু এটি প্রত্যাশা পূরণ করতে ব্যর্থ হয়েছিল। এর কর্মক্ষমতা লক্ষ্যমাত্রা ছিল মাত্র ২ মেগাহার্টজ, ৪ মেগাহার্টজ নয়। প্রকৌশলীরা আবিষ্কার করেন যে সেই সময়ে তারা যে অত্যাধুনিক তাকেদা রিকেন পরীক্ষার সরঞ্জামগুলি ব্যবহার করছিলেন তা ত্রুটিপূর্ণ ছিল, প্রোব এবং টেস্ট হেডের মধ্যে ট্রান্সমিশন লাইনের প্রভাবের কারণে ভুল পরিমাপ করা হয়েছিল। পরিমাপের ত্রুটিগুলি সংশোধন করার জন্য তারা তাকেদা রিকেন দলের সাথে একটি সংশোধন টেবিল তৈরি করতে কাজ করেছিলেন।

দ্বিতীয় প্রজন্মের বেলম্যাক চিপগুলির ঘড়ির গতি ছিল ৬.২ মেগাহার্টজ-এর বেশি, কখনও কখনও ৯ মেগাহার্টজ-এরও বেশি। সেই সময়ে এটি বেশ দ্রুত বলে বিবেচিত হত। ১৯৮১ সালে আইবিএম তাদের প্রথম পিসিতে যে ১৬-বিট ইন্টেল ৮০৮৮ প্রসেসর প্রকাশ করেছিল, তার ঘড়ির গতি ছিল মাত্র ৪.৭৭ মেগাহার্টজ।

কেন বেলম্যাক-৩২ করেনি'মূলধারায় না আসা

প্রতিশ্রুতি থাকা সত্ত্বেও, বেলম্যাক-৩২ প্রযুক্তি ব্যাপকভাবে বাণিজ্যিকভাবে গ্রহণযোগ্যতা পায়নি। কন্ড্রির মতে, AT&T ১৯৮০-এর দশকের শেষের দিকে সরঞ্জাম প্রস্তুতকারক NCR-এর দিকে নজর দেওয়া শুরু করে এবং পরে অধিগ্রহণের দিকে ঝুঁকে পড়ে, যার অর্থ কোম্পানিটি বিভিন্ন চিপ পণ্য লাইন সমর্থন করার সিদ্ধান্ত নেয়। ততক্ষণে, বেলম্যাক-৩২-এর প্রভাব বাড়তে শুরু করে।

"বেলম্যাক-৩২ এর আগে, NMOS বাজারে আধিপত্য বিস্তার করেছিল," কন্ড্রি বলেন। "কিন্তু CMOS দৃশ্যপট বদলে দিয়েছে কারণ এটি কারখানায় এটি বাস্তবায়নের জন্য আরও কার্যকর উপায় হিসেবে প্রমাণিত হয়েছে।"

সময়ের সাথে সাথে, এই উপলব্ধি সেমিকন্ডাক্টর শিল্পকে নতুন রূপ দেয়। CMOS আধুনিক মাইক্রোপ্রসেসরের ভিত্তি হয়ে উঠবে, যা ডেস্কটপ কম্পিউটার এবং স্মার্টফোনের মতো ডিভাইসগুলিতে ডিজিটাল বিপ্লবকে শক্তিশালী করবে।

বেল ল্যাবসের সাহসী পরীক্ষা - একটি অপরীক্ষিত উৎপাদন প্রক্রিয়া ব্যবহার করে এবং চিপ স্থাপত্যের একটি সম্পূর্ণ প্রজন্মকে বিস্তৃত করে - প্রযুক্তির ইতিহাসে একটি মাইলফলক ছিল।

অধ্যাপক কাং যেমনটি বলেছেন: “আমরা যা সম্ভব ছিল তার সামনের সারিতে ছিলাম। আমরা কেবল একটি বিদ্যমান পথ অনুসরণ করছিলাম না, আমরা একটি নতুন পথ তৈরি করছিলাম।” অধ্যাপক হুয়াং, যিনি পরে সিঙ্গাপুর ইনস্টিটিউট অফ মাইক্রোইলেক্ট্রনিক্সের ডেপুটি ডিরেক্টর হয়েছিলেন এবং একজন IEEE ফেলোও, তিনি আরও বলেন: “এর মধ্যে কেবল চিপ আর্কিটেকচার এবং ডিজাইনই ছিল না, বরং বৃহৎ আকারের চিপ যাচাইকরণও অন্তর্ভুক্ত ছিল – CAD ব্যবহার করে কিন্তু আজকের ডিজিটাল সিমুলেশন টুল বা এমনকি ব্রেডবোর্ড ছাড়াই (সার্কিট উপাদানগুলি স্থায়ীভাবে একসাথে সংযুক্ত হওয়ার আগে চিপ ব্যবহার করে একটি ইলেকট্রনিক সিস্টেমের সার্কিট ডিজাইন পরীক্ষা করার একটি আদর্শ উপায়)।”

কন্ড্রি, কাং এবং হুয়াং সেই সময়ের কথা স্নেহের সাথে স্মরণ করেন এবং অনেক AT&T কর্মীর দক্ষতা এবং নিষ্ঠার প্রতি প্রশংসা প্রকাশ করেন যাদের প্রচেষ্টায় বেলম্যাক-৩২ চিপ পরিবার সম্ভব হয়েছিল।


পোস্টের সময়: মে-১৯-২০২৫