কম্পিউটার চিপ জগতে, বড় সংখ্যা প্রায়ই ভাল হয়. আরও কোর, উচ্চতর GHz, আরও FLOP, সমস্ত প্রকৌশলী এবং ব্যবহারকারীদের দ্বারা সমানভাবে কাঙ্ক্ষিত৷ কিন্তু সেমিকন্ডাক্টরের একটি পরিমাপ আছে যেটি শুধু গরম, এবং যত ছোট, তত ভালো। সেমিকন্ডাক্টর নির্মাণ এবং প্রযুক্তি নোড (ওরফে প্রক্রিয়া নোড) লিখুন।
কিন্তু এটা ঠিক কি, এবং কেন এটা এত গুরুত্বপূর্ণ? কেন এটি ন্যানোমিটারে পরিমাপ করা হয় এবং কেন আমরা সবাই তিল স্ট্রীটে যাচ্ছি এবং এই নিবন্ধটি 10, 7 এবং 5 নম্বর সহ আপনার কাছে নিয়ে আসছি?
চলুন প্রসেস নোডের জগতে ঘুরে আসি
তবে আমরা জিনিসগুলিতে আটকে যাওয়ার আগে, আপনি যদি আমাদের CPU আর্কিটেকচার সিরিজটি দেখেন তবে আপনি জিনিসগুলি আরও ভালভাবে বুঝতে পারবেন। প্রথম অংশে, আমরা প্রসেসর কীভাবে কাজ করে তার মূল নীতিগুলি কভার করি এবং দ্বিতীয় অংশে, আমরা পরীক্ষা করি যে ইঞ্জিনিয়াররা কীভাবে চিপগুলি পরিকল্পনা করে এবং ডিজাইন করে।
এই নিবন্ধের সাথে প্রাসঙ্গিক প্রধান বিভাগ হল কিভাবে কম্পিউটার চিপগুলি শারীরিকভাবে একত্রিত করা হয়। আপনি যদি নির্মাণ প্রক্রিয়ার গভীরভাবে বুঝতে চান, তাহলে আপনি ফটোলিথোগ্রাফির বিভাগটি মনোযোগ সহকারে পড়তে চাইতে পারেন, যখন এই বৈশিষ্ট্যটিতে আমরা এই বিষয়টিতে আরও ফোকাস করব, যা সংক্ষেপে আলোচনা করা হয়েছিল:
চিপ শিল্পে, একটি সুবিধার আকার একটি প্রক্রিয়া নোড নামক কিছুর সাথে সম্পর্কিত। আমরা উল্লেখ করেছি কিভাবে CPU গুলি ডিজাইন করা হয়েছে, পার্ট 3, এটি একটি মোটামুটি শিথিল শব্দ, কারণ বিভিন্ন নির্মাতারা চিপের বিভিন্ন দিক বর্ণনা করতে বাক্যাংশটি ব্যবহার করে, কিন্তু খুব বেশি দিন আগে নয়, এটি দুটি বিভাগের মধ্যে ক্ষুদ্রতম আকারের পার্থক্যকে বোঝায়। একটি ট্রানজিস্টর।
আজ এটি একটি বিপণন শব্দ এবং উত্পাদন পদ্ধতি তুলনা করার জন্য খুব দরকারী নয়। এটি বলেছে, ট্রানজিস্টরগুলি যে কোনও প্রসেসরের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য, কারণ তাদের দলগুলি চিপের ভিতরে বাহিত সমস্ত সংখ্যা ক্রাঞ্চ করে এবং ডেটা সঞ্চয় করে এবং একই প্রস্তুতকারকের কাছ থেকে একটি ছোট প্রক্রিয়া নোড একটি খুব পছন্দনীয় জিনিস। এখানে স্পষ্ট প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করা হয় কেন?
প্রসেসরের জগতে অবিলম্বে কিছুই ঘটে না এবং বৈদ্যুতিক শক্তির উত্সের প্রয়োজন ছাড়া এটি ঘটে না। বড় উপাদানগুলি তাদের অবস্থান পরিবর্তন করতে বেশি সময় নেয়, সংকেতগুলি ভ্রমণ করতে বেশি সময় নেয় এবং প্রসেসরের শক্তি স্থানান্তর করতে আরও শক্তির প্রয়োজন হয়। নিস্তেজ দেখতে চেষ্টা না করে, এমনকি বড় উপাদানগুলি আরও শারীরিক স্থান নেয়, তাই চিপগুলি নিজেই বড় হয়।
উপরের ছবিতে, আমরা তিনটি পুরানো ইন্টেল CPU দেখতে পাচ্ছি। বাম দিক থেকে শুরু করে, আমাদের কাছে 2006 সেলেরন, 2004 পেন্টিয়াম এম, এবং 1995 সালের সত্যিকারের পুরানো পেন্টিয়াম রয়েছে। তাদের যথাক্রমে 65, 90 এবং 350 এনএম প্রসেস নোড রয়েছে। অন্য কথায়, 24 বছরের পুরানো ডিজাইনের গুরুত্বপূর্ণ অংশগুলি 13 বছরের পুরানো ডিজাইনের চেয়ে 5 গুণ বড়। আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ পার্থক্য হল যে নতুন চিপ প্রায় 290 মিলিয়ন ট্রানজিস্টর প্যাক করে, যখন আসল পেন্টিয়ামে মাত্র 3 মিলিয়নের বেশি; প্রায় একশ গুণ কম।
যদিও প্রক্রিয়া নোডের হ্রাস শুধুমাত্র আংশিক কারণে যে সাম্প্রতিক নকশাটি শারীরিকভাবে ছোট এবং আরও ট্রানজিস্টর রয়েছে, এটি ইন্টেলে এটি চালু করতে সক্ষম হওয়ার ক্ষেত্রে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
কিন্তু এখানে আসল কিকার: সেলেরন পেন্টিয়ামের 12W এর তুলনায় মাত্র 30W তাপ উৎপন্ন করে। এই তাপটি আসে যে চিপে সার্কিটের চারপাশে বিদ্যুৎ ঠেলে বিভিন্ন প্রক্রিয়ার কারণে শক্তি হারিয়ে যায় এবং বেশিরভাগ তাপ হিসাবে মুক্তি পায়। হ্যাঁ, 30 হল 12 এর চেয়ে বড় একটি সংখ্যা, কিন্তু ভুলে যাবেন না যে চিপে প্রায় 100 গুণ বেশি ট্রানজিস্টর রয়েছে৷
তাই যদি একটি ছোট প্রসেস নোড থাকার সুবিধাটি ছোট চিপগুলিতে হয়, আরও ট্রানজিস্টর ব্যবহার করে যা দ্রুত স্যুইচ করতে পারে – যা আমাদের প্রতি সেকেন্ডে আরও বেশি গণনা দেয় – এবং তাপ হিসাবে কম শক্তি নষ্ট হয়, আরেকটি প্রশ্ন জিজ্ঞাসা করে: কেন প্রতিটি চিপ ব্যবহার করছে না? বিশ্বের ক্ষুদ্রতম সম্ভাব্য প্রক্রিয়া নোড?
আলোকিত হোক
এই মুহুর্তে, আমাদের ফটোলিথোগ্রাফি নামক একটি প্রক্রিয়ার দিকে নজর দেওয়া দরকার: আলো একটি ফটোমাস্ক নামক কিছুর মধ্য দিয়ে যায়, যা কিছু এলাকায় আলোকে আটকায় এবং অন্যগুলিতে এটি করতে দেয়। যেখান থেকে এটি যায়, আলোকে তারপর একটি ছোট জায়গায় ঘনীভূত করা হয় এবং তারপর এটি চিপ নির্মাণে ব্যবহৃত একটি বিশেষ স্তরের সাথে বিক্রিয়া করে, যা বিভিন্ন অংশগুলি কোথায় ঘটতে চলেছে তা নির্ধারণ করতে সহায়তা করে।
এটিকে আপনার হাতের এক্স-রে-এর মতো ভাবুন: হাড়গুলি রশ্মিকে অবরুদ্ধ করে, ফটোমাস্ক হিসাবে কাজ করে, যখন মাংস হাতের অভ্যন্তরীণ কাঠামোর একটি চিত্র তৈরি করার সময় এটিকে অনুমতি দেয়।
আলো সত্যিই ব্যবহৃত হয় না – এমনকি পুরানো পেন্টিয়ামের মতো চিপগুলির জন্যও, এটি খুব বড়। আপনি হয়তো ভাবছেন যে পৃথিবীতে আলোর কোন আকার থাকতে পারে, তবে তা তরঙ্গদৈর্ঘ্যের দিক থেকে। আলোকে ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ওয়েভ বলা হয়, যা বৈদ্যুতিক এবং চৌম্বক ক্ষেত্রের একটি অবিচ্ছিন্ন চক্রাকার মিশ্রণ।
যদিও আমরা আকারগুলি কল্পনা করার জন্য একটি ক্লাসিক সাইন তরঙ্গ ব্যবহার করি, তড়িৎ চৌম্বকীয় তরঙ্গের কার্যত কোন আকৃতি নেই। এটা আরো ক্ষেত্রে যে তারা কোন কিছুর সাথে ইন্টারঅ্যাক্ট করার সময় যে প্রভাবগুলি তৈরি করে তা সেই প্যাটার্ন অনুসরণ করে।