फ़ोल्डेबल स्क्रीन ने तेज़ी से प्रगति की है। अब माइक्रोप्रोसेसर भी मोड़ने योग्य हो रहे हैं।

The foldable screen market has seen some major advancements over the last few years, with the first consumer versions now available. These flexible devices have helped to alter the capabilities and way people use their electronics. Now, it’s time for flexible microprocessors to get in on the fun. Here’s what you need to know about these innovative devices and how they could reshape the electronics market moving forward.

सेमीकंडक्टर

सेमीकंडक्टर को पहली बार मध्य 1800 के दशक में आविष्कार किया गया था और तब से आज के डायोड, ट्रांज़िस्टर और इंटीग्रेटेड सर्किट में एक महत्वपूर्ण तत्व बन गया है। इन उपकरणों को विभिन्न तरीकों से बनाया जा सकता है और सिलिकॉन, जर्मेनियम और गैलिएम आर्सेनाइड सहित कई मुख्य सामग्री का उपयोग किया जाता है। सेमीकंडक्टर आज की उन्नत तकनीक, जैसे क्वांटम कंप्यूटिंग, आर्टिफिशियल इंटेलिजेंस और एज कंप्यूटिंग, का भी एक मूलभूत निर्माण खंड हैं।

आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स में सेमीकंडक्टर की महत्वपूर्ण भूमिका को देखते हुए, यह आश्चर्यजनक नहीं है कि इन उपकरणों के आकार, क्षमताओं और ऊर्जा खपत आवश्यकताओं को सुधारने के लिए काफी प्रयास किए गए हैं। हाल ही में उद्योग में काफी उत्साह उत्पन्न करने वाली एक घटना Pragmatic Semiconductor की Flex‑RV चिप श्रृंखला का परिचय है।

Flex-RV

Flex-RV FlexIC Foundry द्वारा लॉन्च किए गए पहले उत्पादों में से एक है। ये इकाइयाँ पहली लचीली 32‑बिट, कम‑लागत माइक्रोप्रोसेसर हैं जो व्यावसायिक रूप से उपलब्ध हुई हैं। वे कई लाभ प्रदान करती हैं जो भविष्य में वैश्विक स्तर पर स्मार्ट डिवाइसों की एक विशाल श्रृंखला में देखी जा सकती हैं। विशेष रूप से, स्मार्ट डिवाइस कम क्लॉक फ़्रीक्वेंसी वाले माइक्रोप्रोसेसर पर कार्य कर सकते हैं, जिससे Flex‑RV को एक आदर्श क्षेत्र बनाता है।

स्रोत – Pragmatic Semiconductor लचीला माइक्रोप्रोसेसर

लचीले माइक्रोप्रोसेसर अध्ययन

Flex‑RV को हाल ही में प्रकाशित एक अध्ययन में उजागर किया गया था, जो Nature Journal में आया है और लचीले माइक्रोप्रोसेसर अवधारणा, उसके कार्य, अनुप्रयोग और समग्र प्रदर्शन के बारे में बात करता है। रिपोर्ट दर्शाती है कि Flex‑RV एक 32‑बिट माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग करता है जो एक ओपन RISC‑V डिज़ाइन पर आधारित है, जिससे निर्माताओं द्वारा प्रतिबंधों के बिना अधिक नवाचार संभव हो जाता है।

विशेष रूप से, प्रोग्रामेबल प्रोसेसर कई हाई‑लेवल भाषाओं में लिखे गए प्रोग्राम को निष्पादित कर सकता है, जिससे ऑनबोर्डिंग और संगतता संबंधी चिंताएँ कम हो जाती हैं। अध्ययन गहराई से जाता है और सामान्य तथा मोड़े हुए स्थितियों में माइक्रोप्रोसेसर की कार्यक्षमता को प्रदर्शित करता है। पहला मोड़ने योग्य नॉन‑सिलिकॉन RISC‑V माइक्रोप्रोसेसर होने के नाते, शोधकर्ता 32‑बिट माइक्रोप्रोसेसर की क्षमताओं का परीक्षण करने के लिए उत्सुक थे।

ML क्षमताएँ

शोध और नई चिप लेआउट का एक सबसे अनूठा पहलू ML (Machine Learning) क्षमताओं का समावेश था। इंजीनियरों ने डिवाइस में एक प्रोग्रामेबल ML हार्डवेयर एक्सेलेरेटर सफलतापूर्वक एम्बेड किया। विशेष रूप से, टीम ने इंडियम गैलिएम जिंक ऑक्साइड (IGZO) थिन‑फ़िल्म ट्रांज़िस्टर्स (TFTs) का उपयोग करके स्वामित्व वाले SIMD (single instruction multiple data) इंजन को समर्थन दिया। यह इंजन मैट्रिक्स गुणन और पोस्ट‑प्रोसेसिंग ऑपरेशनों में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

लचीले माइक्रोप्रोसेसर परीक्षण

इंजीनियरों ने अपने डिवाइस का परीक्षण शुरू किया, जिसमें लचीले पॉलीइमाइड सब्सट्रेट पर इंडियम गैलिएम जिंक ऑक्साइड थिन‑फ़िल्म ट्रांज़िस्टर्स का उपयोग किया गया। उल्लेखनीय रूप से, मोड़ने योग्य माइक्रोप्रोसेसर की मोटाई 30 µm थी। प्रक्रिया की शुरुआत प्रोसेसर को 45 µm मोटी अल्ट्राथिन लचीली PCB से जोड़ने से हुई। इस कार्य को पूरा करने के लिए, इंजीनियरों को एक नई निर्माण विधि “over‑edge printing (OEP)” बनानी पड़ी।

The chip was designed to operate as a system-on-a-chip (SOC) around the Serv CPU. Notably, Serv CPU differs from traditional CPUs in that its 32-bit processor executes commands bit by bit. This approach lowers computational hardware demand. It also provides low design complexity, reducing manufacturing and integration costs.

Researchers connected the Server CPU and bendable microprocessor. Additionally, they integrated a register file (RF), a debug switch, a multiplexor switch,  an on-chip RAM block, an arbiter, a Random Access Memory (RAM) interface, and a General-purpose Input/Output (GPIO) interface. This strategy required the chip to leverage an off-chip memory to access code. As such, a custom Serial Peripheral Interface (SPI) was also required.

लचीले माइक्रोप्रोसेसर परिणाम

परीक्षण परिणामों ने लचीले माइक्रोप्रोसेसर के सफल संचालन को दर्शाया। Flex‑RV को FlexPCB पर असेंबल किया गया और 60 kHz की गति पर क्लॉक किया गया। यह प्रदर्शन माइक्रोप्रोसेसर के +5 mm के वक्रता तक मोड़े जाने पर भी बाधित नहीं हुआ, जो आज के नाज़ुक चिप्स की तुलना में एक बड़ा उन्नयन है।

टीम ने परीक्षण प्रोग्राम चलाते हुए विद्युत खपत को भी दर्ज किया। उन्हें यह देखकर उत्साह हुआ कि लचीला माइक्रोप्रोसेसर आवश्यक प्रदर्शन प्रदान कर सकता है जबकि ऊर्जा खपत 6 mW से कम रहती है। विशेष रूप से, पारंपरिक चिप्स की तुलना में औसतन केवल 4.3 % प्रदर्शन परिवर्तन देखा गया। ये परीक्षण परिणाम Flex‑RV चिपसेट की विशाल संभावनाओं को उजागर करते हैं।

लचीले माइक्रोप्रोसेसर के लाभ

लचीले माइक्रोप्रोसेसर भविष्य के कई कारणों से महत्वपूर्ण हैं। सबसे पहले, वे कंप्यूटिंग तक पहुंच को लोकतांत्रिक बना सकते हैं। उनका अल्ट्रा‑लो कॉस्ट और आसान निर्माण प्रक्रिया एकीकरण को सुधारती है और डेवलपर्स को अधिक वस्तुओं को स्मार्ट बनाने में सक्षम बनाती है बिना लागत बढ़ाए। इस प्रकार, जो लोग पहले स्मार्ट तकनीक का आनंद नहीं ले पा रहे थे, वे जल्दी ही इन सिस्टम्स तक पहुंच प्राप्त करेंगे।

अत्यल्प लागत

आज के सर्वश्रेष्ठ चिप फाउंड्रीज़ की तुलना में, मोड़ने योग्य माइक्रोप्रोसेसिंग निर्माताओं और उपभोक्ताओं दोनों के लिए व्यापक रूप से लागत बचत करती है। सब‑डॉलर निर्माण प्रक्रिया सिलिकॉन की तुलना में बहुत कम है। आज के सिलिकॉन चिप्स की बड़ी लागत इस बात पर निर्भर करती है कि उन्हें विशिष्ट स्थानों में फिट करना पड़ता है। कम‑लागत लचीले माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग करके इन महंगे और अक्सर अत्याधुनिक सिलिकॉन चिप फाउंड्रीज़ पर निर्भरता को कम किया जा सकता है, जिससे लागत बचत और भी बढ़ेगी।

ओपन सोर्स

Flex‑RV के गेम‑चेंजर होने का एक और बड़ा कारण यह है कि यह ओपन सोर्स है। ओपन सोर्स प्रोजेक्ट कई लाभ प्रदान करते हैं। सबसे पहले, वे नवाचार को प्रेरित करते हैं क्योंकि कोई भी उनके फीचर्स के साथ इंटरैक्ट कर सकता है और उन्हें विकसित कर सकता है। इसके अतिरिक्त, लाइसेंस शुल्क न होने के कारण लागत कम होती है, जो नवाचार को सीमित करता है। इस प्रकार, Flex‑RV Intel (INTC ) & AMD के x86 और Arm के ARMvX जैसे स्वामित्व वाले प्रदाताओं के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकता है।

टिकाऊ

टिकाऊपन एक और बोनस है जिसे नजरअंदाज नहीं किया जा सकता। आज के सिलिकॉन चिप्स नाज़ुक होते हैं और पर्यावरणीय स्थितियों के प्रति बहुत संवेदनशील होते हैं। उनकी कठोर प्रकृति का मतलब है कि उन्हें हर उपयोग‑केस पर फिट करने के लिए अनुकूलित किया जाता है। यह फॉर्म‑फ़िटिंग टिकाऊपन को और घटा सकती है। सिलिकॉन बोर्डों द्वारा उपयोग किए जाने वाले कठोर चिप पैकेजिंग को समाप्त करने से डेवलपर्स अधिक उपयोगी और मजबूत चिप्स बना सकते हैं।

कम ऊर्जा आवश्यकताएँ

Flex‑RV चिपसेट उचित प्रदर्शन के साथ न्यूनतम ऊर्जा खपत प्रदान करता है। उल्लेखनीय रूप से, Flex‑RV चिप 60 kHz पर कार्य कर सकती है जबकि केवल लगभग 6 mW शक्ति का उपभोग करती है। यह कम ऊर्जा खपत छोटे कार्बन फुटप्रिंट, कम गर्मी उत्पन्न करने और पर्यावरण को कम नुकसान पहुंचाने का परिणाम देती है।

तेज़ टर्नअराउंड

नए Flex‑RV चिप्स के बाजार में लाने का एक और बड़ा लाभ तेज़ टर्नअराउंड है। इन्हें कम सामग्री की आवश्यकता होती है और निर्माण प्रक्रिया बहुत कम जटिल होती है। इस प्रकार, इन चिप्स को कम समय में और गैर‑पुनरावर्ती इंजीनियरिंग लागत के साथ बनाया जा सकता है।

नवाचार को प्रेरित करें

नए लचीले माइक्रोप्रोसेसर तकनीक का एक सबसे बड़ा आकर्षण यह है कि यह नवाचार के एक नए युग को शुरू करेगा। ये कम‑लागत माइक्रोप्रोसेसर इंजीनियरों को अधिक वस्तुओं को स्मार्ट बनाने में सक्षम करेंगे, जिससे उपभोक्ताओं के लिए कनेक्टिविटी और उपयोगिता में सुधार होगा। यह शिक्षा, अकादमिक और औद्योगिक शोध के बीच अधिक सामंजस्य भी लाएगा।

शोधकर्ता

Pragmatic Semiconductor लचीले माइक्रोप्रोसेसर पर क्रांतिकारी शोध के पीछे की कंपनी है। विशेष रूप से, Emre Ozer, Pragmatic में प्रोसेसर विकास के वरिष्ठ निदेशक, इस परियोजना के मुख्य शोधकर्ता के रूप में कार्य किया। इस अध्ययन में Qamcom सहित हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर विशेषज्ञों का समर्थन भी शामिल था। अतिरिक्त रूप से, हार्वर्ड विश्वविद्यालय के इंजीनियरों ने भाग लिया।

लचीले माइक्रोप्रोसेसर को एकीकृत कर सकने वाली कंपनियां और समृद्धि

ऐसी कई कंपनियां हैं जो इस तकनीक को एकीकृत करके अपने उत्पादों को सुधार सकती हैं। ये कंपनियां वर्तमान में फॉर्म‑फ़िटेड चिप्स पर निर्भर हैं, जिससे उनकी कीमतें बढ़ गई हैं और टिकाऊपन घट गया है। Flex‑RV विकल्पों का एकीकरण उनके उत्पादों के आकार और लागत को आगे बढ़ते हुए कम करने में मदद कर सकता है।

1. Abbott Laboratories (ABT)

Abbott Laboratories (ABT ) 1888 में डॉ. एबॉट द्वारा स्थापित होने के बाद से स्वास्थ्य क्षेत्र में एक प्रमुख खिलाड़ी रहा है, जिसका उद्देश्य उनके एल्कलॉइड मेडिकल ग्रेन्यूल्स को देश भर में फैलाना था। 1907 तक, कंपनी एक अंतरराष्ट्रीय दवाओं और स्वास्थ्य उत्पादों की आपूर्ति करने वाली बन गई। आज, यह मेडिकल डिवाइस और वेयरेबल्स क्षेत्र में शीर्ष प्रदर्शनकर्ता है।

ABT मूल्य चार्ट

Abbott Laboratories कई वेयरेबल्स प्रदान करता है जो रोगियों को वास्तविक समय में उनके स्वास्थ्य को ट्रैक करने में मदद करते हैं। यदि लचीले माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग निर्माण में किया जाए तो इन डिवाइसों में बड़े सुधार और कम लागत देखी जा सकती है। आज, Abbott Laboratories का मार्केट कैप लगभग +$194.7B है, जिससे यह वेयरेबल्स स्वास्थ्य सेक्टर में एक्सपोज़र चाहने वाले किसी भी पोर्टफ़ोलियो के लिए एक समझदार जोड़ बनता है।

लचीले माइक्रोप्रोसेसर का भविष्य

लचीले माइक्रोप्रोसेसिंग तकनीक का भविष्य उज्ज्वल है। कई उद्योगों में वेयरेबल्स और सिंगल‑यूज़ इलेक्ट्रॉनिक्स की मजबूत मांग है। कल्पना करें स्मार्ट पैकेजिंग जो आप जो उत्पाद खरीद रहे हैं उसकी प्रमुख जानकारी प्रकट करती है, सिंगल‑यूज़ स्मार्ट हेल्थकेयर टेस्ट, और बहुत कुछ।

इन सभी प्रगति को आने वाले महीनों में सामान्य बनना संभव है यदि लचीली माइक्रोप्रोसेसिंग तकनीक सफल हो जाती है। अभी के लिए, यह शोध मोड़ने योग्य इलेक्ट्रॉनिक्स बनाने की दौड़ में एक मोड़ बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है।

अन्य कूल कंप्यूटिंग प्रोजेक्ट्स के बारे में यहाँ जानें।