विशेष लेख | 15 नवंबर | विज्ञान एवं तकनीक | कंप्यूटिंग इतिहास

15 नवंबर 1971 को अमेरिकी कंपनी इंटेल (Intel) ने अपने 4004 माइक्रोप्रोसेसर की व्यावसायिक उपलब्धता की घोषणा की। इसे दुनिया का पहला व्यावसायिक रूप से उपलब्ध माइक्रोप्रोसेसर और एक ही चिप पर समाहित पहला पूर्ण सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट (CPU) माना जाता है। लगभग 2,300 ट्रांजिस्टर से बनी यह 4-बिट चिप आकार में बेहद छोटी थी, लेकिन इसका तकनीकी प्रभाव दूरगामी साबित हुआ। Intel 4004 ने यह प्रदर्शित किया कि प्रोग्रामेबल कंप्यूटिंग क्षमता को एक छोटे, सामान्य-उद्देश्य वाले चिप में समाहित कर विभिन्न उपकरणों में इस्तेमाल किया जा सकता है। Intel के इतिहास अभिलेख और स्मिथसोनियन के नेशनल म्यूजियम ऑफ अमेरिकन हिस्ट्री में इसे आधुनिक माइक्रोप्रोसेसर युग का महत्त्वपूर्ण आरंभ माना गया है।

कैलकुलेटर की जरूरत से जन्मा क्रांतिकारी विचार

Intel 4004 का विकास किसी सामान्य कंप्यूटर परियोजना के रूप में शुरू नहीं हुआ था। वर्ष 1969 में जापानी कंपनी निप्पॉन कैलकुलेटिंग मशीन कॉरपोरेशन (Nippon Calculating Machine Corporation), जिसे Busicom के नाम से भी जाना जाता था, ने अपने Busicom 141-PF प्रिंटिंग कैलकुलेटर के लिए Intel से विशेष एकीकृत परिपथ (Integrated Circuits) विकसित करने का अनुरोध किया। प्रारंभिक योजना में कैलकुलेटर के अलग-अलग कार्यों के लिए 12 कस्टम चिपों की जरूरत थी।

Intel के इंजीनियर टेड हॉफ (Ted Hoff) ने इस डिजाइन को अधिक सरल और लचीला बनाने का विकल्प सुझाया। उनका विचार था कि अनेक विशेष प्रयोजन वाली चिपों के बजाय कुछ चिपों का ऐसा समूह बनाया जाए, जिसमें एक प्रोग्रामेबल प्रोसेसर हो। इस प्रस्ताव से चार चिपों वाला MCS-4 सिस्टम विकसित हुआ। इसमें 4004 CPU के साथ ROM, RAM और इनपुट-आउटपुट नियंत्रण के लिए अलग चिपें शामिल थीं। इस तरह 4004 ने कैलकुलेटर के लिए विकसित परियोजना से आगे बढ़कर सामान्य-उद्देश्य वाले माइक्रोप्रोसेसर की संभावना खोली।

चार इंजीनियरों का योगदान

Intel 4004 की सफलता किसी एक व्यक्ति का काम नहीं थी। इसके विकास में Intel के टेड हॉफ, स्टैनले मेज़र (Stanley Mazor) और फेडेरिको फागिन (Federico Faggin) के साथ जापानी कंपनी Busicom के इंजीनियर मासातोशी शिमा (Masatoshi Shima) ने महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाई। हॉफ ने मूल वास्तुकला और प्रोग्रामेबल कंप्यूटिंग की अवधारणा को आकार दिया। मेज़र ने डिजाइन और निर्देश संरचना के विकास में योगदान दिया। फागिन ने चिप के वास्तविक सिलिकॉन डिजाइन और निर्माण प्रक्रिया का नेतृत्व किया। शिमा ने Busicom की आवश्यकताओं के अनुरूप लॉजिक डिजाइन और तकनीकी सहयोग दिया।

विशेष रूप से फागिन की सिलिकॉन-गेट MOS तकनीक में विशेषज्ञता ने 4004 को एक व्यावहारिक चिप के रूप में साकार करने में मदद की। यह उपलब्धि उस समय की निर्माण तकनीक की दृष्टि से उल्लेखनीय थी, क्योंकि एक छोटे सिलिकॉन क्षेत्र में हजारों ट्रांजिस्टर को विश्वसनीय ढंग से समाहित करना आसान नहीं था।

15 नवंबर 1971: व्यावसायिक घोषणा और तकनीकी विशेषताएँ

15 नवंबर 1971 को Intel ने व्यापारिक पत्रिका Electronic News में दो पृष्ठों का विज्ञापन प्रकाशित कर 4004 और उससे जुड़े MCS-4 चिप सेट की उपलब्धता की घोषणा की। विज्ञापन का संदेश था—एक नए युग के एकीकृत इलेक्ट्रॉनिक्स की शुरुआत। इसी तारीख को 4004 की व्यावसायिक शुरुआत का ऐतिहासिक संदर्भ माना जाता है।

Intel 4004 की प्रमुख विशेषताएँ थीं:

प्रोसेसर क्षमता: 4-बिट सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट।
ट्रांजिस्टर: लगभग 2,300।
क्लॉक गति: लगभग 740 किलोहर्ट्ज़।
निर्देश निष्पादन: परिस्थितियों के अनुसार लगभग 46,000 से 92,000 निर्देश प्रति सेकंड।
पैकेज: 16-पिन सिरेमिक ड्यूल-इन-लाइन पैकेज।
तकनीक: सिलिकॉन-गेट MOS निर्माण प्रक्रिया।

स्मिथसोनियन के संग्रहालय रिकॉर्ड में 4004 को एक चिप पर मौजूद पहला पूर्ण CPU और पहला व्यावसायिक माइक्रोप्रोसेसर बताया गया है। इसकी 4-बिट संरचना आज के 64-बिट प्रोसेसर की तुलना में बहुत सीमित थी, लेकिन 1971 में यह एक बड़ी इंजीनियरिंग उपलब्धि थी।

Busicom के साथ समझौता और Intel के लिए नया बाजार

विकास के शुरुआती चरण में 4004 और संबंधित चिपों के व्यावसायिक अधिकार Busicom के पास थे, क्योंकि परियोजना उसी के कैलकुलेटर के लिए शुरू की गई थी। लेकिन Intel के इंजीनियरों और प्रबंधन ने समझा कि प्रोग्रामेबल माइक्रोप्रोसेसर का उपयोग केवल एक कैलकुलेटर तक सीमित नहीं रहना चाहिए। 1971 में बातचीत के बाद Intel ने Busicom से कैलकुलेटर के अलावा अन्य उपयोगों के लिए चिप परिवार के विपणन अधिकार प्राप्त किए। इस समझौते ने Intel को 4004 को व्यापक बाजार में पेश करने का अवसर दिया।

यह निर्णय कंपनी के लिए रणनीतिक रूप से महत्त्वपूर्ण साबित हुआ। Intel, जो उस समय मुख्य रूप से मेमोरी चिप बनाने वाली कंपनी के रूप में काम कर रही थी, धीरे-धीरे माइक्रोप्रोसेसर विकास और निर्माण के क्षेत्र में अग्रणी बनने लगी। 4004 के बाद कंपनी ने 8008 और फिर 8080 जैसे अधिक सक्षम प्रोसेसर विकसित किए।

माइक्रोप्रोसेसर ने कंप्यूटिंग की दिशा कैसे बदली?

4004 से पहले अनेक इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों में नियंत्रण और गणना के लिए अलग-अलग लॉजिक सर्किट या विशेष उद्देश्य वाली चिपों की आवश्यकता होती थी। माइक्रोप्रोसेसर ने इन कार्यों को एक प्रोग्रामेबल केंद्रीय इकाई में समेटने की दिशा दिखाई। इससे उत्पाद डिजाइन में लचीलापन बढ़ा और अलग-अलग अनुप्रयोगों के लिए हार्डवेयर को नए सिरे से तैयार करने की जरूरत कुछ हद तक कम हुई।

4004 स्वयं मुख्यधारा के व्यक्तिगत कंप्यूटरों का प्रोसेसर नहीं बना; उसकी 4-बिट क्षमता और सीमित मेमोरी एड्रेसिंग उसे कैलकुलेटर तथा नियंत्रित कार्यों वाले उपकरणों के लिए अधिक उपयुक्त बनाती थी। लेकिन इसने जिस अवधारणा को व्यावसायिक रूप दिया, उसी ने आगे चलकर माइक्रो कंप्यूटर, औद्योगिक नियंत्रण, संचार उपकरण, घरेलू इलेक्ट्रॉनिक्स और अनेक डिजिटल प्रणालियों के विकास का रास्ता खोला। 1974 में आया Intel 8080 जैसे 8-बिट प्रोसेसर अधिक सक्षम कंप्यूटिंग प्रणालियों के विकास में अगला महत्त्वपूर्ण कदम बने।

आधुनिक डिजिटल युग की नींव

आज स्मार्टफोन, लैपटॉप, सर्वर, कारों के इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण, चिकित्सा उपकरणों, औद्योगिक मशीनों और इंटरनेट से जुड़े उपकरणों में माइक्रोप्रोसेसर तथा उनसे विकसित प्रोसेसिंग तकनीक का व्यापक उपयोग होता है। इन आधुनिक प्रणालियों की क्षमता 1971 के Intel 4004 से असाधारण रूप से आगे निकल चुकी है, लेकिन प्रोग्रामेबल कंप्यूटिंग को एक छोटे चिप में समाहित करने की मूल अवधारणा ने ही इस विकास को गति दी।

15 नवंबर 1971 की घोषणा को इसलिए केवल एक नए उत्पाद का बाजार में आना नहीं कहा जा सकता। यह उस तकनीकी बदलाव का प्रतीक थी जिसने कंप्यूटिंग शक्ति को छोटा, अपेक्षाकृत सुलभ और अनेक प्रकार के उपकरणों में उपयोग योग्य बनाने की दिशा में निर्णायक कदम उठाया। लगभग 2,300 ट्रांजिस्टर वाली Intel 4004 चिप ने आधुनिक माइक्रोप्रोसेसर उद्योग के विकास की आधारशिला रखने में महत्त्वपूर्ण भूमिका निभाई।