দৈনিক ডিভাইসে আইসি চিপের সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন

আইসি চিপ এবং তাদের মূল কার্যাবলী সম্পর্কে বোঝা

আইসি চিপ কী এবং এগুলি কীভাবে কাজ করে?

সংহত বর্তনী, বা সংক্ষেপে আইসি চিপ, মূলত ক্ষুদ্র ক্ষুদ্র উপাদানের সংগ্রহ নিয়ে গঠিত ট্রানজিস্টর , প্রতিরোধক, ক্যাপাসিটর , এবং সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের একটি টুকরোতে, সাধারণত সিলিকনে, সরাসরি বিভিন্ন ধরনের সংযোগ তৈরি করা হয়। যখন উৎপাদনকারীরা হাজার বা এমনকি মিলিয়ন সংখ্যক এই ক্ষুদ্র উপাদানগুলিকে একটি নখের আকারের চেয়েও ছোট কিছুতে প্যাক করে, তখন তারা এমন চিপ তৈরি করে যা সংকেত বাড়ানো, ডেটা প্রক্রিয়াকরণ এবং বিদ্যুৎ বিতরণ পরিচালনা করার মতো খুবই জটিল কাজ করতে সক্ষম। আজকের ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট যেহেতু পরিবাহী উপকরণ, অন্তরক এবং অর্ধপরিবাহীগুলি একের উপরে এক স্তরে স্তরে সুপার নির্ভুলভাবে তৈরি করা হয়, তাই এটি কাজ করে। এই প্রযুক্তির ফলে আমাদের দৈনন্দিন ব্যবহারের গ্যাজেটগুলি—আমাদের স্মার্টফোন থেকে শুরু করে হাসপাতালের মনিটরিং সরঞ্জাম পর্যন্ত—আশ্চর্যজনক কাজ সম্পাদন করতে পারে, যদিও পুরানো প্রযুক্তির তুলনায় এখনও আপেক্ষিকভাবে কম শক্তি ব্যবহার করে।

আইসি চিপের প্রধান উপাদানগুলি

চারটি প্রাথমিক উপাদানের উপর আইসি চিপের কর্মক্ষমতা নির্ভর করে:

উপাদান	ভূমিকা	উদাহরণ প্রয়োগ
ট্রানজিস্টর	বৈদ্যুতিক সংকেতগুলি সুইচ বা প্রবর্ধন করুন	সিপিইউ লজিক গেট
প্রতিরোধক	ভোল্টেজ এবং কারেন্ট প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করুন	ভোল্টেজ ডিভাইডার
ক্যাপাসিটর	বৈদ্যুতিক চার্জ সঞ্চয় করুন এবং মুক্তি দিন	শব্দ ফিল্টারিং সার্কিট
ইন্টারকানেক্ট	উপাদানগুলির মধ্যে রুট সিগন্যাল স্থানান্তর	একটি চিপের উপর তামার ট্রেস

এই উপাদানগুলি একত্রে নিরবচ্ছিন্নভাবে কাজ করে, যেখানে 5nm লিথোগ্রাফির মতো অগ্রণী উৎপাদন প্রযুক্তি দ্রুততর এবং আরও দক্ষ প্রসেসিংয়ের জন্য ঘনিষ্ঠ ইন্টিগ্রেশন সম্ভব করে তোলে।

ডিজিটাল, অ্যানালগ এবং মিশ্র-সংকেত আইসি চিপ ব্যাখ্যা করা হল

• অ্যানালগ আইসি : শব্দ বা তাপমাত্রার মতো ধারাবাহিক বাস্তব জগতের সংকেতগুলি প্রক্রিয়া করে এবং অডিও প্রবর্ধক, মেডিকেল সেন্সর এবং পাওয়ার রেগুলেটরগুলিতে অপরিহার্য ভূমিকা পালন করে।
• ডিজিটাল আইসি : বাইনারি লজিক (0s/1s) ব্যবহার করে কাজ করে, যা মাইক্রোপ্রসেসর, মেমোরি চিপ এবং কম্পিউটিং সিস্টেমগুলিতে GPU কোরগুলির ভিত্তি গঠন করে।
• মিশ্র-সংকেত আইসি : অ্যানালগ এবং ডিজিটাল সার্কিট একত্রিত করে কণ্ঠস্বর বা গতির মতো বাস্তব জগতের ইনপুটগুলিকে ডিজিটাল ডেটাতে রূপান্তর করে, যা স্মার্টফোন এবং IoT ডিভাইসগুলিতে এদের অপরিহার্য করে তোলে।

এই শ্রেণীবিভাগটি ইঞ্জিনিয়ারদের অনুকূলতম আইসি ধরন বাছাই করতে সাহায্য করে: সেন্সর ইন্টারফেসের জন্য এনালগ, গণনার জন্য ডিজিটাল এবং উভয়ের প্রয়োজনীয়তা রাখা স্মার্ট সিস্টেমের জন্য মিশ্র-সংকেত।

স্মার্টফোন এবং কম্পিউটারে আইসি চিপ: আধুনিক ডিজিটাল জীবনকে শক্তি প্রদান করছে

আধুনিক স্মার্টফোন এবং কম্পিউটারগুলি ক্ষুদ্রাকার, শক্তি-দক্ষ নকশাতে শক্তিশালী প্রক্রিয়াকরণ সরবরাহ করতে আইসি চিপের উপর নির্ভর করে। এই অণু-ইলেকট্রনিক উপাদানগুলি নির্দেশ কার্যকরী থেকে শুরু করে নেটওয়ার্ক সংযোগকে নিখুঁতভাবে পরিচালনা করে।

মোবাইল প্রসেসর এবং স্মার্টফোনে আইসি চিপের ভূমিকা

আধুনিক মোবাইল প্রসেসরগুলি সিস্টেম-অন-চিপ (SoC) প্রযুক্তির উপর নির্ভর করে, যেখানে CPU, GPU এবং বিভিন্ন AI উপাদানগুলি একটি ছোট সিলিকনের টুকরোতে একসাথে থাকে। উদাহরণস্বরূপ অ্যাপলের A সিরিজের চিপ বা কোয়ালকমের স্ন্যাপড্রাগন লাইনআপ নিন। এই চিপগুলি 4K ভিডিও পর্যন্ত পরিচালনা করতে পারে এবং এমনকি বাস্তব সময়ে ভাষা অনুবাদও করতে পারে, যা মাত্র কয়েক বছর আগে সম্ভব ছিল না। গত বছর লিঙ্কডইনের কিছু শিল্প প্রতিবেদন অনুযায়ী, এগুলি পুরানো মডেলগুলির তুলনায় প্রায় 20 শতাংশ কম তাপ উৎপন্ন করে, যদিও ব্যবহারের অবস্থার উপর নির্ভর করে সঠিক সংখ্যা ভিন্ন হতে পারে। এর ব্যবহারিক অর্থ হল যে আজকের স্মার্টফোনগুলি আর শুধু মৌলিক কম্পিউটারের সাথে প্রতিযোগিতা করছে না, বরং আমরা ঐতিহ্যগতভাবে কম-প্রান্তের ল্যাপটপগুলির কাছ থেকে যা আশা করি তার সমতুল্য স্তরে কাজ করছে।

কনজিউমার ডিভাইসগুলিতে পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট এবং কানেক্টিভিটি IC

পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PMIC)-এর মাধ্যমে স্মার্টফোনের বিভিন্ন উপাদানে ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করা হয়, যা IC-বিহীন সিস্টেমের তুলনায় পর্যন্ত 30% শক্তি অপচয় কমায় (STMicroelectronics 2024)। এদিকে, 5G মডেমে ব্যবহৃত মিলিমিটার-ওয়েভ IC গুলি 10 Gbps-এর বেশি ডাউনলোড গতি সক্ষম করে, যা নিরবচ্ছিন্ন স্ট্রিমিং এবং ক্লাউড গেমিংয়ের অভিজ্ঞতাকে সমর্থন করে।

কম্পিউটিং পারফরম্যান্স: CPU, GPU এবং সার্ভার-গ্রেড IC চিপ

উচ্চ-কার্যকারিতার কম্পিউটিং বিশেষায়িত IC আর্কিটেকচারের উপর নির্ভর করে। AMD-এর Ryzen সিরিজের মতো ডেস্কটপ CPU 5nm FinFET প্রযুক্তি ব্যবহার করে 72mm² ডাইয়ে 16টি কোর প্যাক করে, যেখানে সার্ভার-গ্রেড GPU 2020-এর মডেলগুলির তুলনায় AI ট্রেনিং কাজ 12 গুণ দ্রুত প্রক্রিয়া করে। জেনারেটিভ AI এবং রিয়েল-টাইম রে ট্রেসিং-এর মতো নতুন প্রযুক্তির পিছনে এই অগ্রগতিই ভিত্তি হয়ে আছে।

ক্ষুদ্রাকার IC প্রযুক্তি দ্বারা চালিত ওয়্যারেবল এবং স্বাস্থ্য মনিটরিং ডিভাইস

স্মার্টওয়াচ এবং ফিটনেস ট্র্যাকার: কম শক্তি খরচের IC একীভূতকরণ

আমাদের স্মার্টওয়াচ এবং ফিটনেস ব্যান্ডের ভিতরে অবস্থিত ক্ষুদ্র আইসি চিপগুলি হল যা এই ডিভাইসগুলিকে এতটা কার্যকর রাখে এবং তবুও সারাদিন চলে। এগুলি জিপিএস ট্র্যাকিং পরিচালনা করে, হৃদস্পন্দন মনিটর করে এবং ব্যাটারি খুব দ্রুত খালি না হওয়ার মতো করে ব্লুটুথ সংযোগ নিয়ন্ত্রণ করে। গত বছর শীর্ষ চিপ নির্মাতাদের প্রকাশিত গবেষণায় দেখা গেছে যে কিছু নতুন কম শক্তি খরচকারী মাইক্রোকন্ট্রোলার আইসি পুরানো মডেলগুলির তুলনায় প্রায় 40% শক্তি ব্যবহার কমিয়ে দেয়। বাজারের প্রবণতা দেখলে, 2024 সালে শুধুমাত্র স্বাস্থ্য মেট্রিক্সে ফোকাস করা পরিধেয় প্রযুক্তির বিক্রয় বিশ্বব্যাপী 8.4 কোটির বেশি ছাড়িয়েছে। এর মধ্যে প্রায় 62% ডিভাইসে চার্জের মধ্যে দীর্ঘতর ব্যবহারের সময় দেওয়ার জন্য উন্নত পাওয়ার ম্যানেজমেন্ট ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট (PMIC) অন্তর্ভুক্ত ছিল।

মিক্সড-সিগন্যাল আইসি সহ বায়োমেট্রিক সেন্সিং এবং রিয়েল-টাইম স্বাস্থ্য মনিটরিং

মিক্সড-সিগন্যাল আইসি-এর মধ্যে অ্যানালগ সেন্সর এবং ডিজিটাল প্রসেসিং-এর সমন্বয় ঘটেছে, যা দৈনন্দিন গ্যাজেটগুলিকে চিকিৎসা সরঞ্জামের জন্য আগে সংরক্ষিত স্তরের স্বাস্থ্য মেট্রিক্স ট্র্যাক করতে সক্ষম করে। এই ক্ষুদ্র অপটিক্যাল বায়োসেন্সরগুলি ADC-এর সাথে একত্রে কাজ করে রক্তে অক্সিজেনের মাত্রা (SpO2) প্রায় 98% নির্ভুলতার সাথে পরীক্ষা করে, যখন এগুলি ওয়্যারেবলের মধ্যে এমনভাবে ফিট করা হয় যা একটি দশ পয়সার কয়েনের চেয়েও পাতলা। 2023 সালে পনমন ইনস্টিটিউটের একটি সদ্য প্রকাশিত গবেষণায় একটি অসাধারণ তথ্য পাওয়া গেছে—এই ওয়্যারেবল সিস্টেমের মাধ্যমে রিয়েল-টাইম ECG মনিটরিং হৃদরোগীদের হাসপাতালে পুনরায় ভর্তি হওয়ার হার প্রায় 22% কমিয়ে দেয়। আরও আকর্ষণীয় হল এই অনবোর্ড AI চিপগুলি কত দ্রুত সমস্যা খুঁজে বার করে। এগুলি কেবল 15 সেকেন্ডের মধ্যে অ্যাট্রিয়াল ফাইব্রিলেশনের মতো অনিয়মিত হৃদস্পন্দন ধরতে পারে, যা বড় ছাঁচে তাকালে বছরে প্রায় 10,000 ব্যবহারকারীর জন্য প্রায় 740,000 ডলার সাশ্রয় করে বলে কিছু অনুমান বলছে।

স্মার্ট হোম এবং IoT: দৈনন্দিন যন্ত্রপাতিতে এম্বেডেড আইসি চিপ

স্মার্ট রেফ্রিজারেটর, ওয়াশিং মেশিন এবং থার্মোস্ট্যাটগুলিতে নিয়ন্ত্রণ আইসি

আধুনিক যন্ত্রপাতিগুলিতে ব্যবহৃত মোটর নিয়ন্ত্রণ আইসি ফ্রিজগুলিতে কম্প্রেসারের দক্ষতা উন্নত করা এবং ওয়াশারগুলিতে জলপ্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করার মতো বিষয়গুলিকে উন্নত করতে সাহায্য করে, যার ফলে এই ডিভাইসগুলি শান্তভাবে চলে এবং বিভিন্ন অবস্থার সাথে ভালভাবে খাপ খায়। বাজারের প্রবণতা বিশ্লেষণ করলে দেখা যায় যে গত বছর ফিউচার মার্কেট ইনসাইটস অনুসারে এই ধরনের ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলির মোট চাহিদার প্রায় 21.2 শতাংশ ভাগ গ্রাহক যন্ত্রপাতি দখল করে রয়েছে। থার্মোস্ট্যাটগুলিও অ্যানালগ আইসি প্রযুক্তির উপর নির্ভর করে, যা আমরা যে তাপমাত্রার পরিবর্তন অনুভব করি তা সঠিক ডিজিটাল পাঠ্যে রূপান্তরিত করে যাতে আমাদের বাড়িগুলি স্বাচ্ছন্দ্যযুক্ত থাকে, যা মাত্র আধা ডিগ্রি সেলসিয়াসের মধ্যে রেঞ্জে থাকে।

হোম অটোমেশন সক্ষম করার জন্য মাইক্রোকন্ট্রোলার এবং সেন্সর

আমাদের বাড়িগুলিতে 32-বিট মাইক্রোকন্ট্রোলারগুলি IoT নেটওয়ার্কের মাধ্যমে আসা সত্যিকারের সময়ের তথ্যগুলি পরিচালনা করে। এগুলি মূলত গতি সনাক্তকারী, আর্দ্রতা সনাক্তকারী এবং আমরা সদ্য সব জায়গায় দেখছি এমন স্মার্ট প্লাগগুলির মতো জিনিসগুলি থেকে সংকেতগুলির জন্য ট্রাফিক কপের মতো কাজ করে। সদ্য প্রকাশিত শিল্প প্রতিবেদন অনুযায়ী, আজকের দিনে হোম অটোমেশন গ্যাজেটগুলির প্রায় দুই তৃতীয়াংশের মধ্যে মিশ্র সংকেত চিপ থাকে। এই উপাদানগুলি তাপমাত্রা পরিবর্তন নিরীক্ষণ থেকে শুরু করে একই সঙ্গে Wi-Fi সংযোগ পরিচালনা পর্যন্ত সবকিছু পরিচালনা করে। এটি সাধারণ মানুষের জন্য কী অর্থ বহন করে? এর মানে হল আমাদের ফ্রিজগুলি আসলে বিদ্যুৎ মূল্য বৃদ্ধি পাওয়ার সময় তা শিখতে পারে এবং স্বয়ংক্রিয়ভাবে অফ-পিক সময়ে কাজ পরিবর্তন করতে পারে। সুরক্ষা ক্যামেরাগুলি তখন আর কেউ ঘরে না থাকলে ক্ষমতা নষ্ট করে চলতে থাকে না, বরং কেবল তখনই চালু হয় যখন তারা বাসিন্দাদের ভিত্তিতে পরিচিত চলাচলের প্যাটার্ন সনাক্ত করে।

শক্তি দক্ষতা মানগুলি অ্যানালগ IC চিপ গ্রহণকে বাড়িয়ে দিচ্ছে

২০২৫ সালের ইইউ-এর ইকোডিজাইন নিয়মগুলি উৎপাদকদের প্রতিদিনের ব্যবহারের ঘরোয়া যন্ত্রপাতিতে আরও অ্যানালগ আইসি প্রযুক্তি অন্তর্ভুক্ত করতে বাধ্য করছে, যা ২০১৯ সাল থেকে এখন পর্যন্ত স্ট্যান্ডবাই মোডে বিদ্যুৎ খরচ প্রায় ৪০% হ্রাস করতে সক্ষম হয়েছে। ভোল্টেজ রেগুলেটর এবং সেই উন্নত পিএমআইসি উপাদানগুলি হল সেই জিনিস যা এই গ্যাজেটগুলিকে নিষ্ক্রিয় অবস্থায় সেই গুরুত্বপূর্ণ ১ ওয়াট চিহ্নের নীচে থাকার সময় ENERGY STAR-এর মানদণ্ড পূরণ করতে দেয়। এগিয়ে এগিয়ে যাওয়ার কথা বিবেচনা করে, শিল্প বিশ্লেষকদের ভবিষ্যদ্বাণী যে ২০২৯ সালের মধ্যে এই অ্যানালগ চিপগুলির বাজার প্রায় ১৭ বিলিয়ন মার্কিন ডলার বৃদ্ধি পাবে। সম্প্রতি প্রকাশিত বাজার বিশ্লেষণ প্রতিবেদন অনুযায়ী, স্মার্ট থার্মোস্ট্যাট এবং আধুনিক তাপন/শীতলীকরণ ব্যবস্থা এই পরিবর্তনের অগ্রণী ভূমিকা পালন করছে। নিয়ন্ত্রণমূলক চাহিদা এবং শক্তি দক্ষতার জন্য ভোক্তাদের প্রত্যাশা পূরণ করতে কোম্পানিগুলি ত্রাসে ছুটছে—এই সংখ্যাগুলি দ্রুত অগ্রগতির গল্প বলে।

বিনোদন ব্যবস্থা: অডিও, ভিডিও এবং গেমিং-এ উচ্চ কার্যকারিতা সম্পন্ন আইসি চিপ

স্ট্রিমিং ডিভাইস এবং স্মার্ট টিভি: ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের মাধ্যমে সিগন্যাল প্রসেসিং

স্ট্রিমিং ডিভাইস এবং স্মার্ট টিভির মূল অংশ হল সেই ক্ষুদ্র আইসি চিপগুলি যা পর্দার পিছনে কাজ করে উচ্চ-রেজোলিউশন ভিডিওগুলি ডিকোড, প্রসেস এবং প্রেরণ করে। এই ছোট চিপগুলি 4K-এর চেয়েও ভালো চিত্র তৈরি করা, ঝাঁকুনি ভরা গতিকে মসৃণ করা এবং আমাদের ইন্টারনেট সংযোগের গুণমান অনুযায়ী ভিডিওর মান সামঞ্জস্য করা ইত্যাদি কাজ করে। কিছু বিশেষায়িত চিপ HDR কন্টেন্ট পরিচালনা করার জন্য নির্দিষ্টভাবে তৈরি করা হয়, যার ফলে রঙ আরও সমৃদ্ধ হয় এবং কালো আরও গভীর হয়, কিন্তু টিভিতে লাগানো ছোট স্ট্রিমিং স্টিকগুলিতে ব্যাটারি খুব তাড়াতাড়ি খালি হয় না। এখন 8K কন্টেন্টের জন্য প্রায় 12 গিগাবিট প্রতি সেকেন্ড গতির কথা বলা হচ্ছে, যা এখনও অধিকাংশ মানুষের প্রয়োজন নেই, তবু প্রতিযোগিতা উদ্ভাবনকে এগিয়ে নিয়ে যায় বলে উৎপাদকরা তা তৈরি করতে থাকে।

মিক্সড-সিগন্যাল আইসি প্রযুক্তি ব্যবহার করে অডিও এবং ভিডিও উন্নতি

মিশ্র সংকেত ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলি পুরানো ধরনের অ্যানালগ অডিও সংকেত এবং আধুনিক ডিজিটাল প্রসেসিং প্রযুক্তির মধ্যে সংযোগস্থল হিসাবে কাজ করে, যা শব্দ বাতিলকরণ, স্পেশাল অডিও প্রভাব এবং আমাদের আজকের স্মার্ট টিভিতে দেখা যায় এমন ডাইনামিক কনট্রাস্ট বৃদ্ধির মতো বৈশিষ্ট্যগুলি সম্ভব করে তোলে। এই ছোট চিপগুলি রিয়েল-টাইম ভিডিও উন্নয়ন অ্যালগরিদমকে শক্তি দেয় যা আসলে কৃত্রিম বুদ্ধিমত্তা (AI) এর সাথে কাজ করে সাধারণ 1080p কনটেন্টকে আপস্কেল করতে যাতে তা প্রায় 4K উপাদানের মতো দেখায়। এই উপাদানগুলির অভ্যন্তরে ADC (অ্যানালগ টু ডিজিটাল কনভার্টার) রয়েছে যা 192 কিলোহার্টজের বেশি গতিতে নমুনা নেয়, যা সাউন্ডবার এবং হোম থিয়েটার সিস্টেমগুলিকে সেই পেশাদার স্টুডিও মানের অডিও অভিজ্ঞতা দেয় যা অধিকাংশ মানুষ তাদের লিভিং রুমে কখনও সম্ভব বলে ভাবেনি। এই সম্পূর্ণ সেটআপকে আসলে আকর্ষণীয় করে তোলে হল কীভাবে এটি পুরানো সরঞ্জামের সাথে সামঞ্জস্য বজায় রাখে এবং তবুও আমাদের পর্দা এবং স্পিকারগুলি একসাথে কী করতে পারে তার সীমানা ঠেলে দেয়।

2023 সালে গেমিং কনসোল এবং উন্নত IC পারফরম্যান্সের চাহিদা

রে ট্রেসিংয়ের মাধ্যমে 120 ফ্রেম প্রতি সেকেন্ড বা তার বেশি মসৃণ এবং বাস্তবসম্মত আলোকসজ্জার প্রভাব চাওয়া গেমারদের কারণে টেরাফ্লপসের প্রসেসিং ক্ষমতার সাথে একসঙ্গে বিপুল পরিমাণ ডেটা পরিচালনা করতে সক্ষম এমন ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলির চাহিদা বাড়ছে। 2023 সালে পনম্যান ইনস্টিটিউটের সদ্য প্রকাশিত গবেষণা অনুযায়ী, সর্বোচ্চ স্তরের গেমিং রিগগুলির অর্ধেকের বেশি এখন শীর্ষস্থানীয় গ্রাফিক্স কার্ড দিয়ে সজ্জিত যা চরম চাহিদাযুক্ত ট্রিপল এ গেম চালানোর সময় ইনপুট ল্যাগকে দশ মিলিসেকেন্ডের নিচে রাখে। কনসোল নির্মাতারাও এই ক্ষেত্রে অংশগ্রহণ করেছেন, তাপ নিয়ন্ত্রণ করার পাশাপাশি ভালো কর্মক্ষমতা প্রদানের জন্য 5nm প্রক্রিয়া প্রযুক্তির চিপগুলি বেছে নিচ্ছেন। এই সমস্ত উন্নতির কারণে গত বছরের তুলনায় ক্লাউড গেমিং পরিষেবাগুলির 33 শতাংশ বৃদ্ধি দেখা যাচ্ছে। এই প্ল্যাটফর্মগুলির পিছনে থাকা সার্ভারগুলিতেও শিল্প-শক্তির প্রসেসরের প্রয়োজন হয় কারণ এগুলি বিভিন্ন ডিভাইসে একসঙ্গে লক্ষাধিক মানুষের জন্য গেমগুলি তৈরি করে।