ریزپردازنده ها (قسمت اول)

تکنولوژی پیشرفته امروز تحولات خود را مدیون عرضه ریزپردازنده های جدید و تواناتر است. قابل ذکر است که در پیشرفت ریزپردازنده ها صنعت نیمه هادی نقش اصلی و تعیین کننده داشته است. در این پست قصد داریم مروری بر سیر تکاملی ریزپردازنده ها داشته باشیم.

در سال 1624 پاسکال دانشمند فرانسوی اولین کامپیوتر را اختراع کرد. این کامپیوتر بصورت مکانیکی کار می کرد و می توانست عمل جمع را انجام دهد. این کامپیوتر دارای وزن و قیمت زیاد بود و نتوانست به کار خود ادامه دهد.

حدود 300 سال بعد و در سال 1930 نوع دیگری از کامپیوتر ساخته شد. این کامپیوتر مبتنی بر فناوری الکترومکانیکی بود و توانایی انجام عملیات ریاضی را داشت.

با ساخت اولین کامپیوتر الکترونیکی در سال 1946 در دانشگاه پنسیلوانیا سرفصل جدیدی در صنعت کامپیوتر باز شد. این کامپیوتر موسوم به ENIAC بود که 30 تن وزن داشت و از 18000 لامپ خلا ساخته شده بود.

در اوایل دهه 1970 میلادی، انقلاب دیگری در صنعت کامپیوتر اتفاق افتاد، شرکت APPLE با استفاده از نسل اولیه تراشه های ریزپردازنده، اولین کامپیوتر شخصی را به بازار عرضه کرد و به فاصله کمی در سال 1975 شرکت IBM نیز با کمک دو شرکت تازه تاسیس Intel و Microsoft از همین نوع کامپیوتر تولید نمود.

بدون تردید تحول روزافزون در فناوری ساخت نیمه هادی ها و مدارهای مجتمع عامل اصلی پیشرفت ریزپردازنده ها است. به همین دلیل در ادامه اشاره مختصری به پیشرفت در فناوری ساخت نیمه هادی در چند دهه اخیر خواهیم داشت.

• ·         لامپ های خلا[1] از سال 1946 میلادی تا 1957 بازار کامپیوتر ها را در اختیار داشتند.

• ·         ظهور ترانزیستور در سال 1958 انقلابی در صنعت الکترونیک و کامپیوتر بوجود آورد و تا سال 1964 قطعات اصلی تشکیل دهنده سیستم های کامپیوتری بودند.

• ·         سال 1965 صنعت الکترونیک شاهد انقلاب دیگری بود و آن ظهور مدارهای مجتمع [2]IC بود. در نسل اول این مدارها تنها تا 100 ترانزیستور در یک تراشه قرار داده می شد که به آن [3]SSI می گویند.

• ·         سال 1971 مدارهای مجتمع در اندازه MSI[4] که می توانستند بین 100 تا 3000 ترانزیستور را در یک تراشه جا دهند، تولید و به بازار عرضه شدند. قرار دادن این تعداد از ترانزیستور در یک تراشه امکان طراحی نسل اول ریزپردازنده ها را برای محققین فراهم کرد.

• ·         بین سال های 1971 تا 1977 مدارهای مجتمع در اندازه LSI[5] با 3000 تا 100000 ترانزیستور در یک تراشه عرضه شدند.

• ·         از سال 1978 تا کنون [6]VLSI بازار مدارهای مجتمع را به خود اختصاص داده است و با قرار دادن 100000 تا 100000000 ترانزیستور در یک تراشه زمینه بسیار مناسبی را برای ارائه ریزپردازنده های پر قدرت با کاربردهای متنوع فراهم کرده است. بطوریکه ریزپردازنده های موجود در بازار در حال حاضر عمدتا از این نوع فناوری استفاده می کنند.

• ·         امروزه شاهد ارائه تراشه هایی حتی با بیش از 100 میلیون ترانزیستور هستیم که به آن ULSI[7] می گویند.

منتظر قسمت های بعدی این مقاله باشید.

برگرفته از کتاب ریزپردازنده های پیشرفته تالیف دکتر سید احمد معتمدی استاد دانشگاه صنعتی امیرکبیر

---

[1]  Vacuum Tube

[2]  Integrated Circuit

[3]  Small Scale Integration

[4]  Medium Scale Integration

[5]  Large Scale Integration

[6]  Very Large Scale Integration

[7]  Ultra Large Scale Integration