या ब्लॉग पोस्टमध्ये, आपण इलेक्ट्रॉनिक्समध्ये एपी हा एक महत्त्वाचा घटक का आहे आणि संगणकीय कामगिरी आणि उर्जा कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी ते का विकसित होत राहतात याचा शोध घेऊ.
AP म्हणजे अॅप्लिकेशन प्रोसेसर आणि तो शब्दशः इलेक्ट्रॉनिक उपकरणाचा "मेंदू" आहे, जिथे सर्व लॉजिक ऑपरेशन्स आधारित असतात. हा एक महत्त्वाचा घटक आहे जो डिव्हाइसच्या कामगिरीवर, वीज वापरावर आणि इतर गोष्टींवर मोठा प्रभाव टाकू शकतो. AP चे वर्गीकरण आणि विकास इतर सामान्य संगणक घटकांपासून वेगळे करण्याचे कारण म्हणजे CPU आणि GPU, AP हे सर्व इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये आढळतात, मोठ्या आणि लहान. दुसऱ्या शब्दांत, AP हे विशेष संगणन आणि कम्युनिकेशन चिप्स, USB, NPU इत्यादी असंख्य इंटरफेस उपकरणांवर नियंत्रण ठेवण्याची क्षमता यांचे संयोजन आहे. म्हणून, जेव्हा नवीन वैशिष्ट्ये जोडली जातात तेव्हा AP विकास एकत्र केला पाहिजे.
तुम्ही बघू शकता की, एपी केवळ संगणकीय कामगिरीसाठी विकसित केले जात नाहीत आणि गेल्या दशकात यामध्ये प्रचंड प्रगती झाली आहे, ज्यामध्ये विविध नवीन तंत्रज्ञानाचा वापर केला जात आहे. याचे एक उत्तम उदाहरण म्हणजे स्मार्टफोन. २००७ मध्ये स्टीव्ह जॉब्सचा आयफोन १ लाँच करण्यात आला होता, तर स्मार्टफोनला आजच्या स्थितीत विकसित होण्यासाठी सुमारे १५ वर्षे लागली. खूप पूर्वी, मी प्राथमिक शाळेत असताना, सेल फोन असामान्य होते आणि त्यावर उच्च-कार्यक्षमता असलेले गेम खेळणे किंवा एलटीई इंटरनेट कम्युनिकेशन वापरणे हे अकल्पनीय होते. फोन कसे मोठे, पातळ आणि वेगवान झाले आहेत याच्या केंद्रस्थानी एपी तंत्रज्ञान आहे आणि ते येथूनच चांगले होणार आहे. खाली, आपण या एपी तंत्रज्ञानाचे अधिक तपशीलवार वर्णन करू.
एपी चिप्स तुमच्या नखाच्या आकारापेक्षा लहान असतात आणि प्रत्येक कंपनीच्या स्मार्टफोनमध्ये आढळतात. एपी बनवणारी वैशिष्ट्ये अधिकाधिक वैविध्यपूर्ण होत असताना, एपीमध्ये काही प्रमुख घटक असणे आवश्यक आहे: प्रथम, त्याला सीपीयूची आवश्यकता असते, एक तथाकथित "मायक्रोप्रोसेसर". पूर्वी, हे बहुतेकदा ट्रान्झिस्टर होते, परंतु आजकाल ते नॅनो प्रक्रियेत तयार केले जातात. आधुनिक एपी सुमारे 10 नॅनोमीटर (एनएम) च्या प्रक्रियेने बनवले जातात आणि सुमारे 6 अब्ज ट्रान्झिस्टर एकत्रित करू शकतात. प्रक्रियेचा नॅनोमीटर स्केल जितका लहान असेल तितके जास्त ट्रान्झिस्टर एकत्रित केले जाऊ शकतात. सीपीयू नंतर, पुढील सर्वात महत्वाचा घटक मेमरी आहे. एपीमध्ये, एक मेमरी ब्लॉक असतो जो रॅम आणि मेमरीसाठी जबाबदार असतो. हा भाग मुळात क्षमता वाढवून सोडवला जातो, जो सध्या बहुतेक डीडीआर मेमरी आहे.
वर वर्णन केलेल्या दोन मुख्य घटकांव्यतिरिक्त, उत्पादनाच्या विशेष वैशिष्ट्यांसाठी किंवा कार्यक्षमतेसाठी AP विकसित केले जातात ज्यावर जोर देणे आवश्यक आहे. AP मध्ये आघाडी घेणारा नवीनतम उद्योग म्हणजे स्मार्टफोन उद्योग, म्हणून स्मार्टफोनवर लागू होणाऱ्या AP च्या काही इतर सहायक भागांवर एक नजर टाकूया.
जेव्हा वापरकर्ता ॲप किंवा मनोरंजनाचा आनंद घेत असतो तेव्हा ग्राफिक्स हा सर्वात महत्वाचा घटक असतो, कारण ते स्क्रीनवर आउटपुट हाताळतात आणि त्यांना खूप उच्च कार्यक्षमतेची आवश्यकता नसते, त्यांना मोठ्या प्रमाणात गणना आवश्यक असते. ही गणना हाताळण्यासाठी मुख्य प्रोसेसरचा वेग कमी होईल, म्हणून GPUs वापरले जातात, जे समांतर लहान कोरांचा संग्रह आहेत. स्मार्टफोनच्या प्रतिमेची गुणवत्ता सुधारत असताना, अधिक चांगले GPU कार्यप्रदर्शन आवश्यक आहे आणि गेमला जितकी जास्त मागणी असेल तितके ग्राफिक्स अधिक महत्त्वाचे आहेत. GPUs देखील CPU पेक्षा अधिक उर्जा कार्यक्षम आहेत.
संप्रेषण हा स्मार्टफोनचा सर्वात महत्वाचा पैलू आहे आणि त्याची ओळख निश्चित करतो. संप्रेषणाशिवाय, स्मार्टफोन हे एका पोर्टेबल मनोरंजन उपकरणापेक्षा अधिक काही नसते. संप्रेषणाचे दोन प्रकार आहेत: वायर्ड आणि वायरलेस. वायर्ड कम्युनिकेशन्स वायरवर उच्च गती प्रदान करतात, तर स्मार्टफोन वायरलेस कम्युनिकेशन्सना प्राधान्य देतात. वायरलेस कम्युनिकेशन्समध्ये फोन कॉल, टेक्स्टिंग, LTE, Wi-Fi, ब्लूटूथ, USB-C, NFC आणि बरेच काही समाविष्ट आहे. फोन कॉल आणि टेक्स्टच्या विपरीत, इंटरनेट कम्युनिकेशनला मोठ्या प्रमाणात डेटा पाठवण्यासाठी आणि प्राप्त करण्यासाठी उच्च पातळीच्या तंत्रज्ञानाची आवश्यकता असते. आम्हाला परिचित असलेले इंटरनेट कम्युनिकेशन तंत्रज्ञान 4G आणि 5G LTE आहेत, ज्यांना संप्रेषण करण्यासाठी विशेष मोडेमची आवश्यकता असते. अलीकडे, 5G तंत्रज्ञानास समर्थन देण्यासाठी APs 5G मोडेमसह सुसज्ज केले जात आहेत. वायरलेस इंटरनेट कम्युनिकेशन व्यतिरिक्त, APs कडे USB, HDMI आणि USB-C प्रकार सारख्या विशिष्ट टर्मिनल्सना समर्थन देण्यासाठी संबंधित तंत्रज्ञान देखील आहेत.
शेवटची परंतु किमान नाही पॉवर मॅनेजमेंट सर्किटरी आहे. हे सर्किट, जे एपीची उर्जा कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी आवश्यक आहे, इलेक्ट्रॉनिक्सच्या स्थिरतेमध्ये महत्त्वपूर्ण भूमिका बजावते. हे पॉवर व्यवस्थापित करण्यासाठी CPU च्या ऑपरेशनचे नियमन करते, जसे की लो-पॉवर मोड आणि उच्च-कार्यक्षमता मोड.
CPU व्यतिरिक्त, स्मार्टफोन्समध्ये विविध संगणकीय कार्ये असलेले प्रोसेसर असतात, जसे की जायरोस्कोप, तापमान सेन्सर, चुंबकीय क्षेत्र सेन्सर आणि इतर सूक्ष्म-सेन्सर. कृत्रिम बुद्धिमत्तेची गणना करणारे NPU देखील विविध प्रोसेसरमध्ये मोठ्या प्रमाणात तयार केले जात आहेत.
या एपींना चांगल्या कामगिरीसह विकसित करण्यासाठी, नवीन तंत्रज्ञान लागू केले जात आहे. नवीनतम तंत्रज्ञान समजावून सांगण्यापूर्वी, सेमीकंडक्टर कसे बनवले जातात याची मूलभूत प्रक्रिया स्पष्ट करूया. सर्व AP अर्धसंवाहक प्रक्रिया वापरून बनवले जातात. उच्च ऊर्जेचा वापर करून सिलिकॉन वेफर्सवर सर्किट्स डिझाइन करण्याची आणि रेखाटण्याची प्रक्रिया एपी तयार करण्यासाठी पुनरावृत्ती केली जाते, जी नंतर इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांमध्ये घटक म्हणून वापरली जातात. आधुनिक APs 1900 च्या दशकाप्रमाणे मोठ्या ट्रान्झिस्टर किंवा वायर्सने बनवले जात नाहीत, त्यामुळे ही प्रक्रिया तुलनेने सोपी आहे, परंतु त्यासाठी मोठ्या प्रमाणात अचूकता आणि अचूकता आवश्यक आहे.
एपी कामगिरी सुधारण्याचे दोन मार्ग आहेत. हार्डवेअरच्या बाबतीत कामगिरी सुधारण्यासाठी, शक्य तितके अचूक असणे आणि दिलेल्या जागेत शक्य तितके सर्किट पॅक करणे हे ध्येय आहे. यासाठी निवडीची पद्धत म्हणजे जाडी कमी करणे, जी अलीकडेच 7nm प्रक्रियांसह व्यावसायिकीकृत केली गेली आहे. तथापि, प्रक्रियेतील अंतर कमी होत असताना, ती क्वांटम मेकॅनिकली अस्थिर होते. उदाहरणार्थ, जेव्हा दोन तारांमधून विद्युत प्रवाह वाहतो, जर तारा पुरेसे जवळ अंतरावर असतील तर इलेक्ट्रॉन तारा ओलांडू शकतात आणि त्यांचे विद्युत प्रवाह मूल्य अनपेक्षित असू शकते. म्हणून, प्रक्रियेतील अंतर कमी करण्याच्या मर्यादा आहेत आणि अलिकडच्या वर्षांत अधिक स्थिर आणि अचूक तारा काढण्यासाठी तंत्रे विकसित केली गेली आहेत.
आतापर्यंत आर्गॉन फ्लोराईड प्रकाशाचा वापर करून सर्किट्स काढल्या जात होत्या. 7nm प्रक्रियेसाठी लहान तरंगलांबी आवश्यक असल्याने, तरंगलांबी कमी करण्यासाठी द्रवाचा अपवर्तक निर्देशांक वापरला गेला. तथापि, यामुळे सर्किट सुबकपणे काढण्यात अडचणी निर्माण होतात. या समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाश वापरणारे तंत्रज्ञान विकसित केले जात आहे. अल्ट्राव्हायोलेट लाइटची तरंगलांबी कमी असते आणि त्याचा वापर द्रवपदार्थांच्या गरजेशिवाय सर्किट काढण्यासाठी केला जाऊ शकतो, परिणामी सर्किट्स स्वच्छ होतात.
नवीनतम सॉफ्टवेअर प्रगतीमध्ये ऊर्जा कार्यक्षमता वाढवण्याच्या तंत्रांचा समावेश आहे. आजकाल, एपी प्रोसेसरमध्ये कामगिरीपेक्षा पॉवर कार्यक्षमता अधिक महत्त्वाची आहे आणि स्मार्टफोन निवडताना, आपण कामगिरीपेक्षा बॅटरी लाइफला महत्त्व देतो. पॉवर कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी, आम्ही अनावश्यक ऑपरेशन्स कमी करतो आणि कामगिरी आणि पॉवर ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी कोरचे ऑपरेशन सहजतेने व्यवस्थापित करतो. हे सीपीयूला मोठ्या आणि लहान संरचनेत विभाजित करून केले जाते: मोठे कोर उच्च-कार्यक्षमता ऑपरेशन्स करतात परंतु उच्च पॉवर डिसिपेशन करतात आणि लहान कोर कमी-कार्यक्षमता ऑपरेशन्स करतात परंतु कमी पॉवर डिसिपेशन करतात. अलिकडच्या वर्षांत, पॉवर व्यवस्थापन अधिक कार्यक्षम करण्यासाठी ही रचना मोठ्या, मध्यम आणि लहान मध्ये विभागली गेली आहे.
एपी तंत्रज्ञान हे नवीन तंत्रज्ञान नाही; ते पूर्वी एम्बेडेड सिस्टीमवर लागू केले गेले आहे आणि सामान्य इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचा अविभाज्य भाग आहे. तथापि, गेल्या दशकात स्मार्टफोन उद्योगाच्या विकासामुळे एपी तंत्रज्ञानाची गुंतवणूक आणि विकास लक्षणीयरीत्या पुढे गेला आहे. दहा वर्षे खूप काळ वाटू शकतात, परंतु उद्योगाच्या दृष्टिकोनातून, हा खूप कमी काळ आहे. हार्डवेअरच्या बाबतीत, आम्ही प्रक्रिया सुधारण्यास आणि अधिक अचूक काम करण्यासाठी अत्यंत अल्ट्राव्हायोलेट प्रकाशाचा वापर करण्यास सक्षम आहोत आणि सॉफ्टवेअरच्या बाबतीत, आम्ही अजूनही वीज कमी करण्यासाठी काम करत आहोत. अजूनही अनेक सुधारणा करायच्या आहेत आणि नवीन तंत्रज्ञान आणि पद्धती समस्या सोडवण्याचा प्रयत्न करत राहतील. इलेक्ट्रॉनिक्स आपल्या जीवनाचा अधिकाधिक भाग बनत असताना, त्यांची भूमिका अधिकाधिक महत्त्वाची होत जाईल. एपी तंत्रज्ञान विकसित होत राहील आणि प्रत्येक नवीन इलेक्ट्रॉनिक उपकरणासह, एपी तंत्रज्ञान त्याच्यासोबत विकसित होईल. म्हणून, एपीबद्दल जाणून घेणे खूप महत्वाचे आहे आणि अलिकडच्या वर्षांत एपीवर लागू झालेल्या नवीन तंत्रज्ञानांना समजून घेणे उद्योगाच्या भविष्याचा अंदाज घेण्यासाठी महत्वाचे आहे.
