สาระการเรียนรู้
3.1 บทนำ
3.2 ส่วนประกอบของซีพียู
3.3 สถาปัตยกรรมของซีพียู
3.4 หลักการทำงานของซีพียู
3.5 การติดต่อระหว่างอุปกรณ์รอบข้างกับซีพียู
3.6 พัฒนาการของซีพียู
3.7 เอเอ็มดี เค5
3.8 เพนเทียม II
3.9 เซลเลอรอน
ผลการเรียนรู้ที่คาดหวัง
1. รู้ถึงส่วนประกอบของซีพียู
2. สามารถบอกถึงสถาปัตยกรรม
3. รู้ถึงหลักการทำงานของซีพียู และการติดต่อระหว่างอุปกรณ์
4. ทราบถึงการพัฒนาการของซีพียู
พื้นฐานความรู้ที่ควรมี
1. อธิบายส่วนประกอบของซีพียูได้
2. อธิบายถึงสถาปัตยกรรมของซีพียูได้
3. สามารถบอกถึงหลักการทำงานของซีพียู และการติดต่อระหว่างอุปกรณ์รอบข้างได้
4. อธิบายถึงการพัฒนาการของซีพียู ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันได้
บทนำ
หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โปรเซลเซอร์ (Processor) หรือ ชิป(Chip) นับเป็นอุปกรณ์ที่มีความสำคัญมากที่สุดของฮาร์ดแวร์เพราะมีหน้าที่ในการประมวลผลข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อน เข้ามาทางอุปกรณ์อินพุต ตามชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการใช้งาน
รูปที่1 แสดงภาพของหน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู |
1. ส่วนควบคุม (Control Unit) เป็นศูนย์กลางการควบคุมการทำงานภายในหน่วยประมวลผล
2. ส่วนการคำนวณทางคณิตศาสตร์และตรรกะศาสตร์ (Arithmetic/Logic Unit) เป็นส่วนของการคำนวณต่างๆ
3.ส่วนหน่วยความจำและรีจีสเตอร์ (Primary Memory/Register) ช่วยในการเก็บข้อมูลชั่วคราวเพื่อนำไปประมวลหรือจัดเตรียมข้อมูลก่อนและหลังการจัดเก็บข้อมูล
รูปที่2 แสดงการทำงานของซีพียู |
ส่วนประกอบของซีพียู
ส่วนประกอบหลัก
มีส่วนประกอบ 3 ส่วนใหญ่ ๆ ซึ่งได้แก่
- Execution Unit (EU)
- Arithmetic Logic Unit (ALU)
- Bus Interface Unit
- Execution Unit จะเป็นส่วนที่ทำการคำนวณและประมวลผลคำสั่งที่ถูกนำเข้ามาภายในตัวซีพียู เมื่อกระทำคำสั่งในขั้นตอนนี้แล้ว มีการคำนวณทางด้านคณิตศาสตร์เกิดขึ้นแบบง่าย ๆ ก็จะทำการคำนวณให้เสร็จสิ้น แล้วส่งออกสู่การแสดงผล
- Arithmetic Logic Unit เป็นส่วนที่ทำหน้าที่คำนวณและเปรียบเทียบข้อมูล หรือตรวจสอบเงื่อนไขต่าง ๆ โดยไม่จำเป็นต้องไปส่งให้ส่วนการประมวลผลแบบตัวเลขทศนิยม (Math Co Processor) ทำงาน แค่ ALU ก็พอแล้ว
- Bus Interface Unit จะทำหน้าที่ในการที่ทำให้ซีพียูสามารถติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอกได้ โดยผ่านช่องทางของเจ้า Bus Interface Unit
สถาปัตยกรรมของซีพียู
ประกอบด้วย 2 แบบคือ
1.สถาปัตยกรรมแบบ CISC:Complex Instruct on Set Computing
หลักการทำงานของซีพียู
2.การติดต่อแบบอินเตอร์รัพ (interrupt) ลักษณะการติดต่อแบบนี้จะลดข้อเสียแบบพอลลิ่งได้มาก มีขั้นตอนดังนี้คือ เมื่ออุปกรณ์ตัวใดต้องการส่งข้อมูล มันจะส่งสัญญาณผ่านทางแชนแนลไปบอกซีพียู เมื่อซีพียูรับทราบแล้วจะหยุดงานที่ทำอยู่ชั่วคราว เพื่อให้อุปกรณ์ทำการส่งข้อมูลจนกระทั่งเสร็จสิ้นลง ซีพียูจึงกลับไปทำงานที่ทำค้างไว้ต่อ เปรียบได้กับการที่คุณครูสอนไปเรื่อยๆ เมื่อนักเรียนคนใดมีคำถามจะถาม ก็ยกมือเป็นการบอกให้คุณครูรับทราบ (ส่งสัญญาณให้ซีพียู) เมื่อคุณครูเห็นนักเรียนยกมือ (CPU รับรู้การต้องการส่งข้อมูล) ก็หยุดสอนชั่วคราวเปิดโอกาสให้นักเรียนได้ถาม (ส่งข้อมูล) และตอบคำถาม เมื่อนักเรียนเข้าใจในปัญหาที่มีอยู่ (การส่ง ข้อมูลสิ้นสุดลง) ครูก็เริ่มสอนนักเรียนต่อไป (ซีพียูกลับมาทำงานที่ค้างไว้) การติดต่อแบบอินเตอร์รัพต์ ซีพียูไม่ต้องเสียเวลาในการตรวจเช็คความต้องการส่งข้อมูลของอุปกรณ์ ทุกตัว และในทำนองเดียวกันอุปกรณ์ก็ไม่ต้องเสียเวลารอแต่อย่างไรก็ตามซีพียูอาจไม่สามารถหยุดงานที่กำลังทำอยู่ได้ในทันที ในกรณีนี้อุปกรณ์ตัวนั้นต้องรอจนกระทั่งงานที่ซีพียูกำลังทำอยู่นี้เสร็จสิ้นลงเสียก่อน มันจึงส่งข้อมูลได้
บิต มีส่วนคำนวณตรรก ๒ ชุด และได้ปรับปรุงหน่วยความจำขนาดเล็กๆ ที่รวดเร็ว ให้มีประสิทธิภาพที่ดีและรวดเร็วยิ่งขึ้น
เป็นสถาปัตยกรรมการออกแบบซีพียูที่ใช้ในเครื่องซีพียูทั่วๆไป แต่เดิมแนวความคิดที่จะทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้รวดเร็วขึ้น จะใช้วิธีการเพิ่มขีดความสามารถของคำสั่งทำให้คำสั่งหนึ่งต้องทำงานเพิ่มขึ้นและซับซ้อน ด้วยวิธีนี้ทำให้สถาปัตยกรรมของตัวซีพียูต้องสนับสนุนชุดคำสั่งใหม่ๆ เพิ่มขึ้น
ประกอบด้วย ไซเคิล (Cycle) การทำงานของแต่ละคำสั่งจะใช้จำนวนไซเคิลไม่เท่ากัน บางคำสั่งทำงานเสร็จภายในไซเคิล ความคิดนี้จึงกลายมาเป็นคอมพิวเตอร์ในกลุ่ม CISC และความคิดนี้ได้พัฒนาต่อเนื่องมาเป็นลำดันจนถึงปัจจุบันซีพียูหลายตัว เช่น 80386 80486 จนมาถึง Pentium 4 ก็ใช้แนวความคิดนี้ สถาปัตยกรรมแบบนี้จะทำให้การออกแบบวงจรภายในซับซ้อนมาก แต่ง่ายกับโปรแกรมเมอร์ในการเรียนรู้คำสั่งเพราะการประมวลผลทั้งหมดจะกระทำในตัวซีพียู ซึ่งถ้าคำสั่งซับซ้อนมากๆก็จะทำให้การประมวลผลช้า
2. สถาปัตยกรรมแบบ RISC: Reduces Instruction Set Computing
ปี ค.ศ.1975 กลุ่มนัดวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ได้พัฒนาซีพียูที่มีสถาปัตยกรรมแบบ RISC: Reduces Instruction Set Computing โดยให้ซีพียู ทำงานด้วยไซเคิลที่แน่นอน และลดจำนวนคำสั่งลงให้เหลือคำสั่งพื้นฐานมมากที่สุด แล้วใช้หลักการทำงานแบบไปป์ไลน์ (Pipeline) จึงนับว่าเป็น
สถาปัตยกรรมที่ได้ทำการแก้ปัญหาของ RISC โดยใช้การประมวลผลแบบง่ายๆเป็นการพัฒนาประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ให้มีความเร็วสูงขึ้น เนื่องจากออกแบบซีพียูไม่ซับซ้อนเหมือนอย่าง RISC จึงง่ายต่อการพัฒนาประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์แบบ RISC จึงทำงานได้เร็ว ซึ่งต่อมาบริษัท ซัรไมโครซิสเต็มก็นำมาใช้เป็นซีพียูหลักในเครื่อง SPARC และจะพบได้ในเครื่องระดับเวิร์คสเตชั่นขึ้นไป
การทำงานของคอมพิวเตอร์จะเริ่มจากผู้ใช้ป้อนข้อมูลผ่านทางอุปกรณ์ของหน่วยรับเข้า (Input device) เช่น คีย์บอร์ด เมาส์ ข้อมูลจะถูกเปลี่ยนให้เป็นสัญญาณดิจิทัล ซึ่งประกอบด้วยเลข 0 และ 1 แล้วส่งต่อไปยังหน่วยประมวลผลกลาง เพื่อประมวลผลตามคำสั่ง ในระหว่างการประมวลผล หากมี (Random Access Memory: RAM) ซึ่งทำหน้าที่เก็บข้อมูลจากการประมวลผลเป็นการชั่วคราว ขณะเดียวกัน อาจมีคำสั่งให้นำผลลัพธ์จากการประมวลผลดังกล่าวไปแสดงผลผ่านทางอุปกรณ์ผ่านทางอุปกรณ์ของหน่วยส่งออก เช่น จอภาพ หรือ เครื่องพิมพ์ ดังรูปที่ 3.2 นอกจากนี้เราสามารถบันทึกข้อมูลที่อยู่ในอนาคต โดยการอ่านข้อมูลที่บันทึกในสื่อดังกล่าวผ่านทางเครื่องขับหรือไดร์ฟ (drive) การส่งผ่านข้อมูลไปยังหน่วยต่างๆ ภายในระบบคอมพิวเตอร์จะผ่านทางระบบบัส (bus)
การติดต่อระหว่างอุปกรณ์รอบข้างกับซีพียู
1.การติดต่อแบบพอลลิ่ง (polling) ลักษณะการติดต่อแบบนี้คือ ทุกๆ ช่วงเวลาหนึ่ง (Quantum time) ซีพียูจะหยุดงานที่ทำอยู่ชั่วคราวและไปตรวจเช็คที่แต่ละแชนแนลเพื่อดูว่า มีอุปกรณ์ตัวใดบ้างต้องการส่งข้อมูลมาให้ซีพียูจากอุปกรณ์แรกไปถึงอุปกรณ์สุดท้าย ถ้าอุปกรณ์ต้องการส่งข้อมูล ซีพียูก็จะรับข้อมูลมาแต่ถ้าอุปกรณ์นั้นไม่ต้องการส่งข้อมูล ซีพียูก็จะเปลี่ยนไปตรวจสอบอุปกรณ์ตัวอื่นต่อไปจนกระทั่งตรวจสอบครบหมด ซีพียูจะกลับไปทำงานของมันตามเดิม วนรอบ (Loop) การทำงานเช่นนี้เรื่อยไปลักษณะของการพอลลิ่ง อาจยกตัวอย่างของการสอนหนังสือในห้องเรียนมาประกอบเพื่อความเข้าใจ ข้อเสียของการพอลลิ่งคือ ในกรณีที่อุปกรณ์ต่างๆ ไม่ต้องการส่งข้อมูลเลย ซีพียูจะเสียเวลาที่ต้องตรวจเช็คอุปกรณ์ทุกตัว และอีกประการหนึ่งคืออุปกรณ์ที่ต้องการส่งข้อมูลจะส่งข้อมูลให้ซีพียูได้เฉพาะเมื่อถึงเวลาที่ซีพียูตรวจเช็คมาถึงตัวมันเท่านั้น ทำให้อุปกรณ์นั้นเสียเวลาในการรอ
การติดต่อระหว่างอุปกรณ์รอบข้างกับซีพียู
1.การติดต่อแบบพอลลิ่ง (polling) ลักษณะการติดต่อแบบนี้คือ ทุกๆ ช่วงเวลาหนึ่ง (Quantum time) ซีพียูจะหยุดงานที่ทำอยู่ชั่วคราวและไปตรวจเช็คที่แต่ละแชนแนลเพื่อดูว่า มีอุปกรณ์ตัวใดบ้างต้องการส่งข้อมูลมาให้ซีพียูจากอุปกรณ์แรกไปถึงอุปกรณ์สุดท้าย ถ้าอุปกรณ์ต้องการส่งข้อมูล ซีพียูก็จะรับข้อมูลมาแต่ถ้าอุปกรณ์นั้นไม่ต้องการส่งข้อมูล ซีพียูก็จะเปลี่ยนไปตรวจสอบอุปกรณ์ตัวอื่นต่อไปจนกระทั่งตรวจสอบครบหมด ซีพียูจะกลับไปทำงานของมันตามเดิม วนรอบ (Loop) การทำงานเช่นนี้เรื่อยไปลักษณะของการพอลลิ่ง อาจยกตัวอย่างของการสอนหนังสือในห้องเรียนมาประกอบเพื่อความเข้าใจ ข้อเสียของการพอลลิ่งคือ ในกรณีที่อุปกรณ์ต่างๆ ไม่ต้องการส่งข้อมูลเลย ซีพียูจะเสียเวลาที่ต้องตรวจเช็คอุปกรณ์ทุกตัว และอีกประการหนึ่งคืออุปกรณ์ที่ต้องการส่งข้อมูลจะส่งข้อมูลให้ซีพียูได้เฉพาะเมื่อถึงเวลาที่ซีพียูตรวจเช็คมาถึงตัวมันเท่านั้น ทำให้อุปกรณ์นั้นเสียเวลาในการรอ
2.การติดต่อแบบอินเตอร์รัพ (interrupt) ลักษณะการติดต่อแบบนี้จะลดข้อเสียแบบพอลลิ่งได้มาก มีขั้นตอนดังนี้คือ เมื่ออุปกรณ์ตัวใดต้องการส่งข้อมูล มันจะส่งสัญญาณผ่านทางแชนแนลไปบอกซีพียู เมื่อซีพียูรับทราบแล้วจะหยุดงานที่ทำอยู่ชั่วคราว เพื่อให้อุปกรณ์ทำการส่งข้อมูลจนกระทั่งเสร็จสิ้นลง ซีพียูจึงกลับไปทำงานที่ทำค้างไว้ต่อ เปรียบได้กับการที่คุณครูสอนไปเรื่อยๆ เมื่อนักเรียนคนใดมีคำถามจะถาม ก็ยกมือเป็นการบอกให้คุณครูรับทราบ (ส่งสัญญาณให้ซีพียู) เมื่อคุณครูเห็นนักเรียนยกมือ (CPU รับรู้การต้องการส่งข้อมูล) ก็หยุดสอนชั่วคราวเปิดโอกาสให้นักเรียนได้ถาม (ส่งข้อมูล) และตอบคำถาม เมื่อนักเรียนเข้าใจในปัญหาที่มีอยู่ (การส่ง ข้อมูลสิ้นสุดลง) ครูก็เริ่มสอนนักเรียนต่อไป (ซีพียูกลับมาทำงานที่ค้างไว้) การติดต่อแบบอินเตอร์รัพต์ ซีพียูไม่ต้องเสียเวลาในการตรวจเช็คความต้องการส่งข้อมูลของอุปกรณ์ ทุกตัว และในทำนองเดียวกันอุปกรณ์ก็ไม่ต้องเสียเวลารอแต่อย่างไรก็ตามซีพียูอาจไม่สามารถหยุดงานที่กำลังทำอยู่ได้ในทันที ในกรณีนี้อุปกรณ์ตัวนั้นต้องรอจนกระทั่งงานที่ซีพียูกำลังทำอยู่นี้เสร็จสิ้นลงเสียก่อน มันจึงส่งข้อมูลได้
3.การติดต่อแบบเมลบ๊อกซ์ (mailbox) ลักษณะการติดต่อแบบนี้ ระบบต้องเสียเนื้อที่ในหน่วย ความจำบางส่วนเพื่อเป็นที่สำหรับพักข้อมูล เมื่อมีอุปกรณ์บางตัวที่ต้องการส่งข้อมูล มันก็จะส่งข้อมูลไปไว้ที่หน่วยความจำส่วนนี้ และสำหรับซีพียูทุกๆ ช่วงเวลาหนึ่งๆ ซีพียูจะหยุดงานที่ทำไว้เพื่อจะไปตรวจสอบที่หน่วยความจำส่วนนี้เพื่อดูว่ามีข้อมูลอยู่หรือไม่ ถ้าไม่มี ข้อมูลถูกส่งไปไว้ในหน่วยความจำนี้ ซีพียูจะกลับไปทำงานเดิมที่ค้างไว้ แต่ถ้ามีมันก็จะรับข้อมูลเข้ามา จะเห็นได้ว่าการติดต่อแบบเมลบ๊อกซ็นี้เป็นการผสมผสานระหว่างการอินเทอร์รัพต์กับการพอลลิ่ง
พัฒนาการของซีพียู
เป็น บริษัทผู้ผลิตซีพียูที่เก่าแก่และมีการพัฒนา มาอย่างต่อเนื่อง นับตั้งแต่ซีพียู 8086 , 8088 และซีพียูในตระกูล 80x86 เรื่อยมา จนมาถึง Celeron , Pentium II และ III ซึ่งได้รับความนิยมอย่างมากในสมัยนั้น ก่อนที่จะก้าวเข้าสู่ยุค Celeron II, Pentium 4 และ Pentium 4 Extreme Edition ที่ได้รับการตอบรับจากผู้ใช้อย่างกว้างขวาง เรื่อยมาจนมาถึงยุคของ Celeron D และ Pentium 4 ภายใต้รหัส Processor Number ใหม่ รวมไปถึงซีพียูในกลุ่ม Dual และ Quad-Core อย่าง Pentium D , Pentium Dual-Core, Pentium Extreme Edition , Core Duo, Core 2 Duo, Core 2 Quad และ Core 2 Extreme ที่ถือได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นของยุคซีพียูในแบบ Dual & Multi-Core บนเครื่องซีพีที่ใช้กันอยู่แพร่หลายในปัจจุบัน รวมทั้งซีพียูบนโครงสร้างทางสถาปัตยกรรมแบบใหม่อย่าง Nehalem ที่จะมาพร้อมกันแบรนด์ใหม่ที่ชื่อว่า Core i7 เป็นต้น
รายชื่อของซีพียูสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบ PC หรือ Desktop แต่ละรุ่นตั่งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันของบริษัท อินเทล (Intel) มีดังนี้
ตระกูล 80x86 เป็นซีพียูรุ่นแรกๆ เช่น 80386,80486 ซึ่งปัจจุบันไม่ใช้กันแล้ว
-Pentium เป็นซีพียูรุ่นแรกที่เปลี่ยนไปใช้วิธีตั้งชื่อเรียกว่า Pentium แทนตัวเลขแบบเดิม
-Pentium MMX เป็นซีพียูที่ได้มีการนำเอาคำสั่ง MMX (Multimedia extension) มาใช้เพื่อเพิ่มขีดความสามารถทางด้านมัลติมีเดีย
-Pentium Pro เป็นซีพียูรุ่นแรกของตระกูล P6 ซีพียูรุ่นนี้ใช้กับชิปเซ็ตรุ่น 440 FX และได้รับความนิยมในเครื่องเซิร์ฟเวอร์เป็นอย่างมากสมัยนั้น
-Pentium II เป็นการนำซีพียู Pentium Pro มาปรับปรุงโดยเพิ่มชุดคำสั่ง MMX เข้าไป และเปลี่ยนไปใช้บรรจุภัณฤฑ์แบบตลับ ซึ่งใช้เสียบลงใน Slot 1 โดย L2 Cache ขนาด 512 ME ที่มีความเร็วเพียงครึ่งเดียวของความเร็วซีพียูCeleron เป็นการนำเอา Pentium II มาลดองค์ประกอบ โดยยุคแรกได้ตัด L2 Cache ออกมาเพื่อให้มีราคาถูกลง
-Pentium III เป็นซีพียูที่ใช้ชื่อรหัสว่า Katmai ซึ่งถูกเพิ่มเติมชุดคำสั่ง SSE เข้าไป
Celeron II รุ่นแรกเป็นการนำเอา Pentium III ( Coppermine และ Tualatin) มาลด L2 Cache ลงเหลือเพียง 128 KB และ 256 KB ตามลำดับจากนั้นรุ่นถัดมาก็ได้นำเอาซีพียู Pentium 4 (Willamette และ Northwood) โดยยังคงใช้ชื่อเรียกอย่างเป็นทางการว่า Celeron หรือ Celeron II
รายชื่อของซีพียูสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบ PC หรือ Desktop แต่ละรุ่นตั่งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันของบริษัท อินเทล (Intel) มีดังนี้
ตระกูล 80x86 เป็นซีพียูรุ่นแรกๆ เช่น 80386,80486 ซึ่งปัจจุบันไม่ใช้กันแล้ว
-Pentium เป็นซีพียูรุ่นแรกที่เปลี่ยนไปใช้วิธีตั้งชื่อเรียกว่า Pentium แทนตัวเลขแบบเดิม
-Pentium MMX เป็นซีพียูที่ได้มีการนำเอาคำสั่ง MMX (Multimedia extension) มาใช้เพื่อเพิ่มขีดความสามารถทางด้านมัลติมีเดีย
-Pentium Pro เป็นซีพียูรุ่นแรกของตระกูล P6 ซีพียูรุ่นนี้ใช้กับชิปเซ็ตรุ่น 440 FX และได้รับความนิยมในเครื่องเซิร์ฟเวอร์เป็นอย่างมากสมัยนั้น
-Pentium II เป็นการนำซีพียู Pentium Pro มาปรับปรุงโดยเพิ่มชุดคำสั่ง MMX เข้าไป และเปลี่ยนไปใช้บรรจุภัณฤฑ์แบบตลับ ซึ่งใช้เสียบลงใน Slot 1 โดย L2 Cache ขนาด 512 ME ที่มีความเร็วเพียงครึ่งเดียวของความเร็วซีพียูCeleron เป็นการนำเอา Pentium II มาลดองค์ประกอบ โดยยุคแรกได้ตัด L2 Cache ออกมาเพื่อให้มีราคาถูกลง
-Pentium III เป็นซีพียูที่ใช้ชื่อรหัสว่า Katmai ซึ่งถูกเพิ่มเติมชุดคำสั่ง SSE เข้าไป
Celeron II รุ่นแรกเป็นการนำเอา Pentium III ( Coppermine และ Tualatin) มาลด L2 Cache ลงเหลือเพียง 128 KB และ 256 KB ตามลำดับจากนั้นรุ่นถัดมาก็ได้นำเอาซีพียู Pentium 4 (Willamette และ Northwood) โดยยังคงใช้ชื่อเรียกอย่างเป็นทางการว่า Celeron หรือ Celeron II
ขีด ความ สามารถ ของ ซี พียูที่ จะ ต้อง พิจารณา นอก จาก ขีด ความ สามารถ ใน การ ประมวล ผล ภาย ใน กา รับ ส่ง ข้อ มูล ระหว่าง ซี พียูกับอุปกรณ์ ภาย นอก แล้ว ยัง ต้อง พิจารณา ขีด ความ สามารถ ใน การ เข้า ไป เขียน อ่าน ใน หน่วย ความ จำ ด้วย ซี พียู 8088 สามารถ เขียน อ่าน ใน หน่วย ความ จำ ได้ สูง สุด เพียง 1 เมกะไบต์ (ประมาณ หนึ่ง ล้านไบต์) ซึ่ง ถือ ว่า มาก ใน ขณะ นั้น
ความ เร็ว ของ การ ทำ งาน ของ ซี พียูขึ้น อยู่กับการ ให้ จังหวะ ที่ เรียก ว่า สัญญาณ นาฬิกา ซี พียู 8088 ถูก กำหนด จังหวะ ด้วย สัญญาณ นาฬิกา ที่ มี ความ เร็ว 4.77 ล้าน รอบ ใบ 1 วินาที หรือ ที่ เรียก ว่า 4.77 เมกะเฮิรตซ์ (MHz) ซึ่ง ปัจจุบัน ถูก พัฒนา ให้ เร็ว ขึ้น เป็น ลำ ดับ
ไมโคร คอมพิวเตอร์ รุ่น พี ซี ได้ รับ การ พัฒนา เพิ่ม เติม ฮาร์ดดิสก์ลง ไป และ ปรับ ปรุง ซอฟต์แว ร์ระบบ และ เรียก ชื่อ รุ่น ว่า พี ซี เอ็กซ์ที (PC-XT)
ในพ.ศ . 2527 ไอบีเอ็มเสนอ ไมโคร คอมพิวเตอร์ รุ่น ใหม่ ที่ ทำ งาน ได้ ดี กว่าเดิม โดย ใช้ ชื่อ รุ่น ว่า พี ซี เอ ที (PC-AT) คอมพิวเตอร์ รุ่น นี้ ใช้ ซี พียูเบอร์ 80286 ทำ งาน ที่ ความ เร็ว สูง ขึ้น คือ 6 เมกะเฮิรตซ์
การ ทำ งาน ของ ซี พียู 80286 ดี กว่าเดิมมาก เพราะ รับ ส่ง ข้อ มูลกับอุปกรณ์ ภาย ใน เป็น แบบ 16 บิตเต็ม การ ประมวล ผล ก็ เป็น แบบ 16 บิต ทำ งาน ด้วย ความ เร็ว ของ จังหวะ สัญญาณ นาฬิกา สูง กว่า และ ยัง ติด ต่อ เขียน อ่านกับหน่วย ความ จำ ได้ มาก กว่า คือ ติด ต่อ ได้ สูง สุด 16 เมกะไบต ์ หรือ 16 เท่า ของ คอมพิวเตอร์ รุ่น พี ซี พัฒนา การ ของเครื่องพี ซี เอ ที ทำ ให้ ผู้ ผลิต อื่น ออก แบบเครื่องคอมพิวเตอร์ ตาม อย่าง ไอบีเอ็มโดย เพิ่ม ขีด ความ สามารถ เฉพาะ ของ ตน เอง เข้า ไป อีก เช่น ใช้ สัญญาณ นาฬิกา สูง เป็น 8 เมกะ เฮ ริตซ์ 10 เมกะเฮิรตซ์ จน ถึง 16 เมกะเฮิรตซ์ ไมโคร คอมพิวเตอร์ บน ราก ฐาน ของ พี ซี เอ ที จึง มี ผู้ ใช้ กัน ทั่ว โลก ยุค นี้ จึง เป็น ยุค ที่ ไมโคร คอมพิวเตอร์ แพร่ หลาย อย่าง เต็ม ที่ ในพ.ศ . 2529 บริษัทอินเทลประกาศ ตัว ซี พียูรุ่น ใหม่ คือ 80386 หลาย บริษัท รวม ทั้ง บริษัท ไอบีเอ็มเร่ง พัฒนา โดย นำ เอา ซี พีย ู 80386 มา เป็น ซี พียูหลัก ของ ระบบ ซี พียู 80386 เพิ่ม เติม ขีด ความ สามารถ อีก มาก เช่น รับ ส่ง ข้อ มูล ครั้ง ละ 32 บิต ประมวล ผล ครั้ง ละ 32 บิต ติอต่อกับหน่วย ความ จำ ได้ มาก ถึง 4 จิกะไบต์ (1 จิกะไบต์เท่ากับ 1024 บ้านไบต์) จังหวะ สัญญาณ นาฬิกา เพิ่ม ได้ สูง ถึง 33 เมกะเฮิรตซ์ ขีด ความ สามารถ สูง กว่า พี ซี รุ่นเดิมมาก และ ใน พ.ศ . 2530 บริษัท ไอบีเอ็มเริ่ม ประกาศ ขาย ไมโคร คอมพิวเตอร์ รุ่น ใหม่ ที่ ชื่อ ว่า พี เอสทู (PS/2) โดย มี โครง สร้าง ทางฮาร์ดแวร์ ของ ระบบ แตก ต่าง ออก ไป โดย เฉพาะ ระบบ เส้น ทางส่ง ถ่าย ข้อ มูล ภาย ใน (bus)
ผล ปรากฎ ว่า เครื่องคอมพิวเตอร์ รุ่น 80386 ไม่ เป็น ที่ นิยม มาก นัก ทั้ง นี้ เพราะ ยุค เริ่ม ต้น ของเครื่องคอมพิวเตอร์ 80386 มี ราคา แพง มาก ดัง นั้น ในพ .ศ. 2531 อินเทลต้อง เอา ใจ ลูก ค้า ใน กลุ่ม เอ ทีเดิ ม คือ ลด ขีด ความ สามารถ ของ 80386 ลง ให้ เหลือ เพียง 80386SX
-ซี พียู 80386SX ใช้กับโครง สร้างเครื่องพี ซี เอ ทีเดิมได้ พอ ดี โดย แทบ ไม่ ต้อง ดัด แปลง อะไร ทั้ง นี้ เพราะ โครง สร้าง ภาย ใน ซี พียูเป็น แบบ 80386 แต่ โครง สร้าง การ ติด ต่อกับอุปกรณ์ ภาย นอก ใช้ เส้น ทางเพียง แค่ 16 บิต ไมโคร คอมพิวเตอร์ 80386SX จึง เป็น ที่ นิยม เพราะ มี ราคา ถูก และ สามารถ ทด แทนเครื่องคอมพิวเตอร์ รุ่น พี ซี เอ ที ได้
-ซี พียู 80486 เป็น พัฒนา การ ของอินเทลใน พ.ศ . 2532 และ เริ่ม ใช้กับเครื่องไมโคร คอมพิวเตอร์ ใน ปี ต่อ มา ความ จริง แล้ว ซี พียู 80486 ไม่ มี ข้อ เด่น อะไร มาก นัก เพียง แต่ ใช้ เทคโนโลยี การ รวม ชิ ป 80387 เข้ากับซี พียู 80386 ซึ่ง ชิป 80387 เป็น หน่วย คำนวณ ทางคณิต ศาสตร์ และ รวม เอา ส่วน จัด การ หน่วย ความ จำ เข้า ไว้ ใน ชิ ป ทำ ให้ การ ทำ งาน โดย รวม รวด เร็ว ขึ้น อีกในพ.ศ . 2535 อินเทลได้ ผลิต ซี พียูตัว ใหม่ ที่ มี ขีด ความ สามารถ สูง ขึ้น ชื่อ ว่า เพนเตี ยม การ ผลิต ไมโคร คอมพิวเตอร์ จึง ได้ เปลี่ยน มา ใช้ ซี พียูเพนเตี ยม ซึ่ง เป็น ซี พียูที่ มี ขีด ความ สามารถ เชิง คำนวณ สูง กว่า ซี พียู 80486 มี ความ ซับ ซ้อน กว่าเดิม และ ใช้ ระบบ การ ส่ง ถ่าย ข้อ มูล ได้ ถึง 64 บิต
การ พัฒนา ทางด้าน ซี พียูเป็น ไป อย่าง ต่อ เนื่อง ไมโคร โพรเซสเซอร์รุ่น ใหม่ จะ มี โครง สร้าง ที่ ซับ ซ้อน ยิ่ง ขึ้น ใช้ งาน ได้ ดี มาก ขึ้น และ จะ เป็น ซี พียูใน รุ่น ที่ 6 ของ บริษัทอินเทล โดย มี ชื่อ ว่า เพนเตี ยม ทู
เพนเทียม
พีซีรุ่นเพนเทียมโปร (Pentium Pro)
ในปี พ.ศ. ๒๕๓๘ บริษัทอินเทลได้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นใหม่ชื่อว่า รุ่นเพนเทียมโปรซึ่งใช้ทรานซิสเตอร์ ๕.๕ ล้านตัว (มากกว่ารุ่นเพนเทียม ๗๐%) และสามารถประมวลผลข้อมูลได้เร็วกว่ารุ่นเพนเทียมประมาณ ๒๕% ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้สามารถรับข้อมูลได้ครั้งละ ๖๔บิต มีส่วนคำนวณตรรก ๒ ชุด และได้ปรับปรุงหน่วยความจำขนาดเล็กๆ ที่รวดเร็ว ให้มีประสิทธิภาพที่ดีและรวดเร็วยิ่งขึ้น
พีซีรุ่นเพนเทียม II (Pentium II)
ในปี พ.ศ. ๒๕๔๐ บริษัทอินเทลได้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นใหม่ชื่อว่า รุ่นเพนเทียม IIซึ่งใช้ทรานซิสเตอร์ ๗.๕ ล้านตัว (มากกว่ารุ่นเพนเทียมโปรประมาณ ๕๐%) ไมโครโพร-เซสเซอร์รุ่นนี้สามารถรับข้อมูลได้ครั้งละ ๖๔ บิตมีส่วนคำนวณตรรก ๒ ชุด และมีหน่วยประมวลผลข้อมูลประเภทภาพและเสียง ซึ่งทำให้ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้เหมาะสำหรับการใช้ภาพ เสียงและภาพยนตร์
ในปี พ.ศ. ๒๕๔๐ บริษัทอินเทลได้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นใหม่ชื่อว่า รุ่นเพนเทียม IIซึ่งใช้ทรานซิสเตอร์ ๗.๕ ล้านตัว (มากกว่ารุ่นเพนเทียมโปรประมาณ ๕๐%) ไมโครโพร-เซสเซอร์รุ่นนี้สามารถรับข้อมูลได้ครั้งละ ๖๔ บิตมีส่วนคำนวณตรรก ๒ ชุด และมีหน่วยประมวลผลข้อมูลประเภทภาพและเสียง ซึ่งทำให้ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้เหมาะสำหรับการใช้ภาพ เสียงและภาพยนตร์
สรุปท้ายบท
ปัจจุบันนี้มีการแข่งขันกันด้านความเร็ว CPU นั้นเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ ทั้งในด้านของราคา ประสิทธิภาพรวมถึงความสามารถที่เพิ่มเติมเข้ามาใหม่ๆทำให้เกิดการแข่งขันเพื่อแย่งส่วนแบ่งตลาดนั้นๆรุนแรงขึ้นทุกๆวัน ซึ่งเมื่อก่อนนั้นเราตองยำให้ Intel เป็นผู้ครองตลาด CPU แทบจะผูกขาดแต่ผู้เดียว แต่เมื่อไม่นานมานี้บริษัทที่แยกตัวออกมาจาก Intel และทำการผลิต CPU ของตนเองใช้ชื่อบริษัทว่า AMD(Advance Micro Device)โดยแรกๆนั้นก็อาศัยแต่เพียงชื่อเสียงและสถาปัตยกรรมของ Intel เพื่อขอมีส่วนแบ่งในตลาดบ้างเท่านั้น แต่ต่อๆมาก็กลับคิดและออกแบบสถาปัตยกรรมของตนขึ้นมาเพื่อลบล้างคำกล่าวที่ว่าลอกเลียนแบบ Intel และยังมีประสิทธิภาพที่สูง รวมถึงราคานั้นก็ต่ำกว่า CPU ของ Intel ในรุ่นเดียวกัน จนกระทั้งในปัจจุบันนั้นได้มีส่วนแบ่งในตลาด CPU ที่สูงทัดเทียมกับ Intel แล้ว
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น