จุลดิศ พินิจพาระ
1.CISC หรือ Complex Instruction Set Compter และความคิดนี้ได้พัฒนาต่อเนื่องมาเป็นลำดับจนถึงปัจจุบัน ซีพียูหลายตัว เช่น 80386, 80486 ก็ใช้แนวความคิดนี้ อีกแนวความคิดหนึ่ง ได้เริ่มมาตั้งแต่ปี พ.ศ.2518 โดยกลุ่มนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยแคริฟอร์เนีย ได้พัฒนาซีพียูที่ชื่อว่า RISC แนวความคิดนี้คือ ให้ซีพียูทำงานที่ไซเกิลแน่นอน โดยลดจำนวนคำสั่งลง ให้เหลือคำสั่ง
พื้นฐานมากที่สุด แล้วใช้หลักการไปป์ไลน์(pipeline) คือนำคำสั่งมาเรียงการทำงานแบบขนานเหลื่อมกันหรือเข้าทำงาน
แต่ละสถานีตามลำดับเรียงกันไป ทุกสถานีงานจะมีงานทำตลอดเวลา การลดจำนวนคำสั่งลงนี้เอง จึงกลายมาเป็น ซีพียู ประเภท RISC หรือ Reduce Instructionset Computer คอมพิวเตอร์แบบ RISCจึงทำงานได้เร็วและ เป็นกลไก
ที่สามารถเพิ่มขีดความสามารถโดยรวมได้หลายบริษัทจึงหันมาพัฒนาคอมพิวเตอร์ RISC จนในที่สุดมีซับซีพียู ที่กำหนด
ขึ้นมา และบริษัทซันไมโครซิสเต็ม นำมาไช้เป็นซีพียูหลักของตนคือSPARC SPARCเป็นซีพียูที่มีการกำหนด โครงสร้าง
สถาปัตยกรรมและคำสั่งไว้ชัดเจน โดยมีบริษัทหลายบริษัทนำไปพัฒนาโครงสร้างชิป และผลิตชิปไมโครโปเซสเซอร์ SPARC ได้รับการพัฒนาขีดความสามารถและประยุกต์เข้ากับเครื่องเวิร์กสเตชันและไฟล์เซอร์เวอร์อย่างกว้างขวาง
2.Pipeline
:ปี 1989 Intel ประกาศตัว 80486 ซึ่งเป็นซีพียูแบบ 32 บิต พร้อมเปิดตัวสิ่งที่เรียกว่า ”ไปป์ไลน์”(Pipeline)
:ไปป์ไลน์ช่วยให้ซีพียูสามารถเฟ็ตช์คำสั่งเข้ามาทำงานได้หลาย ๆ คำสั่งในเวลาเดียวกันได้ โดยเอ็กซิคิวต์ในแต่ละคำสั่งในแต่ละสัญญาณนาฬิกา (Clock cycle) เรียกการทำงานแบบนี้ว่า “สเกลลาร์” (Scalar)
:ปี 1993 ได้เปิดตัวซีพียูในยุคที่ 5 ที่เรียกว่า “Pentium” โดยนำไปป์ไลน์มาใส่ไว้ในซีพียูถึง 2 ตัว ทำงานแบบขนานพร้อม ๆ กัน โดยไม่ขึ้นต่อกัน ทำให้สามารถเอ็กซิคิวต์ได้ 2 คำสั่งใน 1 สัญญาณนาฬิกา
:เรียกสถาปัตยกรรมนี้ว่า “ซุปเปอร์สเกลลาร์” (Superscalar)
Pipeline
:ไปป์ไลน์ (Pipeline) คือการทำงานแบบคาบเกี่ยวกัน (overlap) โดยการแบ่งซีพียูออกเป็นส่วนย่อย ๆ แล้วแบ่งงานกันรับผิดชอบ
:เดิมไปป์ไลน์เป็นเทคนิคของสถาปัตยกรรมแบบ RISC ต่อมานำมาใช้กับสถาปัตยกรรมแบบ CISC
:ภาคเฟ็ตช์คำสั่ง (Instruction Fetch)
:แบ่งเป็นภาคหลัก ๆ คือ
:ภาครับข้อมูล (Get Operands):ภาคเอ็กซิคิวต์ (Execute)
:ภาคการถอดรหัสคำสั่ง (Instruction Decode)
ภาคเขียนผลลัพธ์ (Write Result)
ขั้นตอนการทำงานของ Pipeline
Pipeline นั้นเดิมทีเป็นเทคนิคของสถาปัตยกรรมแบบ RISC แต่ต่อๆ มา ก็ได้นำมาใช้กับสถาปัตยกรรมแบบCISC ซึ่งการทำงานของมัน ก็คือ จะสามารถรับงานใหม่ได้ในขณะที่ยังคงทำงานเก่าต่อไปได้ด้วย เพราะมีการแบ่งงานกันทำ กล่าวคือแบ่ง CPU ออกเป็นส่วนย่อยๆ แล้วแบ่งงาน กันรับผิดชอบ โดยจะแบ่งเป็นภาคหลักๆ คือ ภาครับคำสั่ง ภาคการถอดรหัส ภาคการรับข้อมูล ภาคประมวลผล และ ภาคเขียนข้อมูลกลับ ซึ่งคล้ายๆกับกระบวนการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม เรียกสถาปัตยกรรมนี้ว่า CPU Pipeline ซึ่ง ผู้ผลิต CPUบางเจ้า ก็ได้แบ่งซอยช่วง ของ Pipeline ออกไปเป็นขั้นตอนย่อยๆ ต่างๆกัน แต่โดยรวมแล้ว ก็ยังคงมีขั้นตอนหลักๆ อยู่ 5 ขั้น ( หรือจะมองให้เล็กลงเหลือเพียงแค่ 3 ขึ้น ก็ได้ ) ดังนี้
Instruction Fetch หรือ ภาครับคำสั่ง จะทำหน้าที่รับคำสั่งใหม่ๆ ทั้งจากหน่วยความจำหลัก หรือจากใน Instruction Cache เข้ามา เพื่อส่งต่อให้ภาคต่อไปจัดการต่อ
Instruction Decode หรือ ภาคการแปลคำสั่ง คือ จะทำหน้าที่แยกแยะคำสั่งต่างๆ ของ CISC ซึ่งในตอนที่แล้ว เราทราบแล้วว่า CISC นั้น ในแต่ละคำสั่ง จะมีขนาดที่ไม่แน่นอน ตรงส่วนนี้ก็จะทำการซอยคำสั่งนั้นเป็นคำสั่งย่อยๆ ให้มีความยาวเท่าๆกัน ในลักษณะเช่นเดียวกับ RISC เรียกคำสั่งย่อยๆ นั้นว่า Micro Operation
Get Operands หรือ ภาครับข้อมูล คือ รับข้อมูลที่จะใช้ในการประมวลผลเข้ามาเก็บไว้ เช่นจากขั้นตอนที่ 2 เรารู้ว่าจะใช้การ "บวก" ก็ต้องรับค่าที่จะใช้ในการบวก มาด้วยอีก 2 ค่า บางทีขั้นตอนนี้ ก็ถูกรวมเข้ากับขั้นตอนที่ 2
Execute หรือ ภาคประมวลผล เป็นขั้นตอนที่ทำการประมวลผลตามคำสั่งและoperand ที่ได้รับมาจากขั้นที่ 2 และ 3 ซึ่ง ถ้าให้ขั้นที่ 2 เป็นการถอดรหัสว่าเป็นการบวก ขั้นที่ 3 รับค่าที่จะบวก ขั้นนี้ ( ขั้นที่ 4 ) ก็จะทำการบวกให้ได้ผลลัพธ์ออกมา
Write Result หรือ ภาคการเขียนข้อมูลกลับ เมื่อทำการประมวลผลเสร็จสิ้น ผลลัพธ์ที่ได้ก็จะนำไปเก็บไว้ใน register หรือ ใน Data Cache ซึ่งบางที ขั้นตอนนี้ ก็ถูกมองรวมไว้กับขั้นที่ 4
กล่าวคือ เมื่อ ภาครับคำสั่ง รับคำสั่งมา ก็จะทำการส่งต่อให้ ภาคแปลคำสั่ง เมื่อส่งต่อให้ แล้ว ก็ทำการรับคำสั่งถัดไปทันที และ เมื่อ ภาคแปลคำสั่งได้รับคำสั่ง ก็จะทำการแปล และ แยกแยะคำสั่ง แล้วส่งต่อให้ภาครับข้อมูลต่อไป เป็นทอดๆ ซึ่งทำให้สามารถทำงานได้หลายๆ คำสั่งในขณะเวลาเดียวกัน แต่ในความเป็นจริงนั้น ช่วงเวลาบางช่วงอาจยาวเกินช่วงอื่นๆได้ โดยเฉพาะช่วงของการประมวลผล ซึ่งอาจนานกว่าช่วงอื่นๆ เป็นเท่าตัว ทำให้เกิดช่วงของการรอ ( Wait State ) ได้ ซึ่งก็อาจทำให้การทำงานช้าลงไปเล็กน้อย
ลักษณะของคำสั่งที่ทำให้ Pipeline นั้นทำงานได้เต็มประสิทธิภาพ ก็คือคำสั่งที่จะทำงานในแต่ละคำสั่งนั้น ไม่ขึ้นต่อกันและไม่รอค่าของคำสั่งก่อนหน้าเพื่อมาเป็น Input ของคำสั่งที่กำลังดำเนินการ ซึ่งลักษณะของคำสั่งที่ทำให้ได้ผลไม่เต็มประสิทธิภาพนั้นจะเป็นดังนี้ครับ
จะเห็นได้ว่า คำสั่งที่ 2 นั้นจะไม่สามารถทำต่อไปได้เลย เพราะต้องรอผลลัพธ์ ( ของการกำหนดค่าให้กับ A ) เสียก่อน ซึ่งช่วงการรอ ( Wait State ) จะอยู่ในช่วงของการรับข้อมูล ( Get Operands )ซึ่งจะต้องรอจนกระทั่ง คำสั่งแรกทำเสร็จสิ้นเสียก่อน จนถึงขึ้น Write Result เสียก่อน จึงจะสามารถทำงานต่อไปได้
แต่ถึงอย่างไร ก็ตาม แม้ว่าจะทำไม่ได้เต็มประสิทธิภาพนัก แต่การทำงานแบบ Pipeline ก็ทำให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและเร็วขึ้นกว่าแบบที่ไม่มี Pipeline อยู่ดี
ต่อมา ได้มีการพัฒนาเรื่องการส่งต่อข้อมูล หรือที่เรียกว่า Data Forwarding ขึ้น ซึ่งลักษณะการทำงานจะช่วยลดขั้นตอนของตัวอย่างข้างต้น กล่าวคือ ในบางครั้ง ผลลัพธ์ของคำสั่งหนึ่งๆ จะไปเป็น Operand ของคำสั่งถัดไป การส่งต่อข้อมูลจะทำการเก็บผลลัพธ์ที่ได้จากคำสั่งนั้นๆไว้ ให้พร้อมใช้งานในคำสั่งถัดไปได้ ทำให้ประหยัดขั้นตอนในการรับข้อมูล ( Get Operand ) ลงได้
Superscalar
คราวนี้เรามาดูในส่วนของ Superscalar กันบ้าง ถ้า Pipeline นั้นคือการทำงานให้แต่ละคำสั่งนั้นคาบเกี่ยวกัน ( Overlap )คือสามารถรับคำสั่งถัดไปได้ ในขณะที่กำลังทำงานในคำสั่งใดๆ อยู่Superscalar นั้น ก็คือ จะทำงานพร้อมๆกันไปเลย หลายๆคำสั่ง ซึ่งจะนำเอา Pipeline หลายๆPipeline มาทำงานขนานกันไป
สรุปความง่ายๆ ก็คือ CPU ใดๆ ที่มี Pipeline มากกว่า 1 Pipeline ใน CPU นั้นๆ จะเรียก CPU นั้นๆว่าเป็น CPU แบบ Superscalar
สถาปัตยกรรมแบบ Superscalar นั้นได้ถูกนำมาใช้บน CISC เป็นครั้งแรก กับ Intel Pentium ( Classic ) ซึ่งมี Pipeline อยู่ 2 Pipeline กล่าวคือ สามารถทำงาน 2 คำสั่งได้พร้อมๆกัน แบบ อัตโนมัติ เมื่อรับคำสั่งจากโปรแกรมใดๆ มาแล้ว ก็จะทำการแยกคำสั่งนั้นๆ ไปให้กับ Pipeline ทั้งคู่ ( ซึ่งเรียกว่า U-Pipeline และ V-Pipeline ) ถึงแม้ว่าจะแยกคำสั่งออกได้ไม่ทั้งหมด เพราะยังมีการรอค่า หรือมีความเชื่อมโยงภายในของโปรแกรมอยู่ แต่มันก็จะพยายามแยกออกให้ได้มากที่สุดเท่าที่จะได้
เคยเห็นโปรแกรมบางชนิดที่บอกว่า Optimize for Pentium ไหมครับ โปรแกรมพวกนี้ ก็คือมีการปรับแต่งคำสั่งให้ใช้ความสามารถของ Pipeline ได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ รวมถึงสามารถแยกการทำงาน ออกเป็นคู่ เพื่อให้ แยกการทำงานของ U-Pipeline และ V-Pipeline ได้อีกด้วย ซึ่งถึงแม้ว่าโปรแกรมเหล่านี้จะสามารถทำงานได้บน 486 แต่ประสิทธิภาพและความเร็วที่ได้ ก็จะด้อยกว่า ทำงานบน Pentium อยู่มาก เพราะ 486 มีเพียง Pipeline เดียว
ดูๆ แล้วก็เกิดความคิดที่ว่า ถ้าเพิ่มจำนวน Pipeline เข้าไปมากๆ การทำงานก็จะยิ่งเร็วมากๆ ใช่ไหม? เปล่าเลย ถึงแม้ว่าจะมี Pipeline เพิ่มขึ้นมาเป็น 3 หรือ 4 Pipeline แต่ก็ใช่ว่า จะทำให้ได้ความสามารถเป็นเท่าจากของเดิม ( ที่มี 2 Pipeline ) ทั้งนี้ และ ทั้งนั้น ก็เนื่องจากสาเหตุดังกล่าวที่ผมเคยกล่าวไปแล้ว ถ้าคำสั่งแต่ละคำสั่งนั้นยังมีความเชื่อมโยงกันอยู่ ยังคงต้องรอค่าจากคำสั่งก่อนหน้าเพื่อนำมาประมวลผลในคำสั่งถัดไปอยู่ ถึงแม้จะมีหลายๆ Pipeline ก็เร็วขึ้นได้ไม่เกินเท่าตัวจากเดิมแน่ๆ แต่ถึงอย่างไรก็ตาม CPU รุ่นใหม่ๆ ที่ออกมา ก็มีจำนวนของ Pipeline มากกว่า 2 เพราะโปรแกรมใหม่ๆ จะ support การทำงานนี้แทบทั้งหมดแล้ว
3. สำหรับเทคโนโลยี Hyper Threading เป็นเทคโนโลยีที่ถูกนำมาบรรจุไว้ในซีพียู Pentium4 ได้นานพอสมควรแล้วโดยมีจุดดีอยู่ทีความสามารถในการรองรับการประมวลผลพร้อมกันได้หลายๆ งานในซีพียูตัวเดียว กล่าวคือ ซีพียูตัวเดียว Core เดียว แต่ทำงานเหมือนกับมี 2 ตัว (ขนาด Windows ยังมองเห็นเป็นซีพียู 2 ตัวเลย) ซึ่งหลักการทำงานของ Hyper Threading นั้นจะทำงานอยู่บนพื้นฐานของซีพียูตัวเดียว มีทรัพยากรทุกอย่างเพียงแค่ชุดเดียว ไม่ว่าจะเป็น L1, L2 Cache รวมถึงพวก Registry ต่างๆ เพียงแต่จะมีความสามารถในการประมวลผล 2 งานไปพร้อมๆ กันได้ เมื่ออยู่ในสภาวะทีเหมาะสม คือทรัพยากรจากการประมวลผลหลักมีอยู่เหลือเพียงที่จะทำการประมวลผลอีก 1 Thread ไปพร้อมๆ กันได้ โดยในกรณีเช่นนี้จะเห็นได้ว่าจะเหมือนกับมีการทำงานในรูปแบบ 2 ซีพียูเป็นช่วงๆ เท่านั้น เพราะต้องรอจังหวะการประมวลผลทีเหมาะสมจึงจะทำงานพร้อมกันได้ นอกจากนี้ยังต้องอาศัยซอฟต์แวร์ที่รองรับการทำงานแบบ Multi-Thread และมีการปรับแต่ง Code เพื่อให้เหมาะสมกับ Hyper Threading มาด้วยจึงจะเห็นประสิทธิภาพในการทำงาน
แต่สำหรับ Dual Core แล้วจะแตกต่างจาก Hyper Threading ตรงที่ซีพียู Dual Core จะทำงานอยู่บนพื้นฐานของซีพียู 2 ตัว ที่ถูกนำมารวมไว้ในชิปเพียงตัวเดียว ดังนั้นทรัพยากรต่างๆ จึงมีอยู่ด้วยกัน 2 ชุด การประมวลผลจึงสามารถทำได้ 2 ชุดคำสั่งตลอดเวลา เพราะซีพียูทั้ง 2 ทำงานแยกอิสระออกจากกัน จะว่าไปก็เหมือนกับเครื่อง Server รุ่นก่อนๆ ที่ใช้ระบบ Dual CPU ที่จะมีซีพียู 2 ตัวช่วยกันประมวลผลนั่นเอง แต่ทั้งนี้การใช้งานซีพียู Dual Core ให้ได้เต็มประสิทธิภาพ ก็มีความจำเป็นจะต้องทำงานบนซอฟต์แวร์ที่รองรับการประมวลผลแบบ Multi-Thread ด้วยเช่นกัน
4.แคช (cache)
แคช หรือ cache เป็นหน่วยความจำชนิดหนึ่งที่ใช้สำหรับพักข้อมูล ที่ใช้ในการประมวลผลหรือข้อมูลที่ได้จากการประมวลผลในเวลาสั้น เพื่อเพิ่มความเร็วในการส่งข้อมูลมากขึ้น นั่นคือ หน่วยประมวลผลหรือCPU สามารถพักข้อมูลต่างๆไว้ที่หน่วยความจำแคชก่อน ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่มีความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลสูงสุด ข้อมูลที่มีอยู่ในแคชจะเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาเนื่องจากการทำงานของหน่วยประมวลผลนั่นเอง
ตัวอย่างการใช้ แคชอื่นๆ ได้แก่ แคชที่มีอยู่ในโปรแกรม เบราเซอร์ แคชจะเป็นหน่วยความจำที่เก็บเว็บเพจที่เป็นที่นิยม เมื่อมีการเรียกเว็บเพจนั้นเบราเซอร์ก็จะโหลดจากแคชก่อน ซึ่งทำให้เบราเซอร์แสดงผลได้อย่างรวดเร็วกว่าดึงจากอินเตอร์เน็ตโดยตรงมาก แต่อาจมีข้อเสียตรงที่เว็บเพจอาจมีการปรับปรุงเปลี่ยนเพื่อให้ทันสมัย แต่ข้อมูลที่เก็บอยู่ในแคชของเบราเซอร์เป็นข้อมูลที่เก่าแล้วก็จะทำให้ผลที่แสดงออกมาล้าสมัย นั่นคือ ทางแก้ก็คือ แคชจะต้องอัพเดทเว็บเพจนั้นอยู่เสมอเพื่อให้ข้อมูลที่มีอยู่เป็นข้อมูลที่ทันสมัยและตรงกับข้อมูลบนอินเตอร์เน็ตจริงๆ
แคช CPU ทำหน้าที่เป็นตัวกลางระหว่าง CPU กับหน่วยความจำหลัก ซึ่งมีความจุมากกว่าหน่วยความจำหลักมาก การทำงานคือ CPU สามารถอ่านและเขียนข้อมูลลงไปได้ และให้รันโปรแกรมได้ด้วยความเร็วสูง คำสั่งต่างๆ และข้อมูลจากหน่วยความจำหลักจะถูกโหลดเข้าแคชเป็นชุดๆ ถ้าข้อมูลที่หน่วยประมวลผลต้องการนั้นอยู่ที่แคชแล้ว ก็จะทำให้การทำงานของหน่วยความจำเร็วขึ้นมาก และมีประสิทธิภาพมากขึ้น
แคชในคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลทั่วไปมีอยู่ 2ระดับคือ L1 ถูกสร้างอยู่ภายใน หน่วยประมวลผล และ L2สร้างอยู่ที่ สภานะรองลงมามีหน้าที่คอยส่งข้อมูลไปยัง L1 การเพิ่มความเร็วคือการเพิ่มขนาดหนว่ยความจำแคชส่วนที่สามารถเพิ่มได้คือการเพิ่มขนาดของ L2 นั่นเอง ซึ่งบางชนิดอาจสร้างอยู่ภายในหน่วยประมวลผลเลยก็ได้ ส่วนใหญ่แคชจะเป็นหน่วยความจำแบบ static RAM ในขณะที่ หน่วยความจำหลักส่วนใหญ่เป็น dynamic RAM
ชนิดของ Cache Memory
Cache Memory ที่ถูกนำมาใช้บนเครื่อง PC มีหลายชนิด แต่ละชนิดมีประสิทธิภาพการทำงานไม่เท่ากัน ซึ่งสามารถแยกออกเป็น 3 ชนิด ดังต่อไปนี้
Asynchronous Cache หน่วยความจำแคชประเภทนี้ ถูกนำมาใช้งานบนเครื่องที่ใช้โปรเซสเซอร์ 486 เป็นหน่วยความจำแคช ที่มีลักษณะเป็นตัวๆ คล้ายกับ DRAM สมัยก่อน ทำงานที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกา 25-33 MHz เท่านั้น ความเร็วในการเข้าถึงเพื่ออ่านหรือเขียนข้อมูลที่ตัวของ Cache ชนิดนี้ มีตั้งแต่ 15 - 30นาโนวินาที เป็นหน่วยความจำแคช ที่ทำงานช้าที่สุด ไม่เหมาะสำหรับเครื่อง PC ที่ใช้ Pentium เป็นโปรเซสเซอร์
Synchronous Burst Cache เป็นหน่วยความจำแคชที่ทำงานด้วยสัญญาณนาฬิกาชุดเดียวกัน รวมทั้งความเร็วเดียวกับที่ป้อนให้กับโปรเซสเซอร์หรือบัสระบบ (System Bus) ดังนั้น จึงสามารถทำงานได้เร็วเทียบเท่ากับบัสภายนอกของโปรเซสเซอร์ ซึ่งจะช่วยลดปัญหาคอขวดลงได้มาก ข้อสังเกตของหน่วยความจำแคช ชนิดนี้ สังเกตได้จากตัวอักษรที่พิมพ์บนตัวชิป จะเห็นว่ามี -14 เสมอ และมีขาสัญญาณอยู่ที่ 80-120ขาเช่นกัน หน่วยความจำแคช นี้นอกจากจะทำงานเท่ากับระบบบัสภายนอกของโปรเซสเซอร์แล้ว ยังสามารถรับส่งข้อมูลในรูปแบบที่เรียกว่า Burst ซึ่ง Burst หมายถึงการรับส่งข้อมูล ที่มีปริมาณมากในแต่ละครั้ง เช่น ครั้งละ 256 บิต ไปจนถึง 512 บิต หรือมากกว่า
Synchronous Pipeline Burst Cache เป็นหน่วยความจำแคช ที่ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายที่สุดในปัจจุบัน เนื่องจากมีความเร็วในการทำงานสูง สามารถทำงานแบบท่อ (pipeline) ได้ ซึ่งในที่นี้ หมายถึงขีดความสามารถที่จะรับและส่งข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับหน่วยความจำแคชในเวลาพร้อมๆ กันได้
5. ชุดคำสั่ง (Instruction Sets) หมายถึงชุดของคำสั่งที่โปรเซสเซอร์เอ็กซิคิวต์เพื่อดำเนินการตามที่โปรแกรมเมอร์ต้องการ อาจเรียกชุดคำสั่งว่า “คำสั่งเครื่อง” (machine instructions) หรือ “คำสั่งคอมพิวเตอร์” (computer instructions) ก็ได้ ในแต่ละชุดคำสั่งอาจจะมีคำสั่งที่หลากหลายประกอบอยู่ เช่น คำสั่งสำหรับการบวก ซีพียูจะต้องมีคำสั่งในการโหลดข้อมูลจากรีจิสเตอร์ลงหน่วยความจำ แล้วเรียกใช้คำสั่งสำหรับการบวก หลังจากนั้นจะมีคำสั่งเพื่อเก็บค่าผลลัพธ์กลับรีจิสเตอร์อีกครั้ง
- ชุดคำสั่งของแต่ละโปรเซสเซอร์จะมีความแตกต่างกัน
- สิ่งที่แตกต่างกันอาจจะเป็นขนาดของคำสั่ง ประเภทของโอเปอเรชัน ประเภทของโอเปอแรนด์ หรือประเภทของผลลัพธ์ก็ได้
- ชุดคำสั่งที่แตกต่างกันนี้อาจจะเกิดจากโครงสร้างภาษาชั้นสูงที่โปรแกรมเมอร์ใช้งาน เช่น ภาษา C Pascalหรือ Ada เป็นต้น
- โปรแกรมภาษาชั้นสูงเหล่านี้จะถูกคอมไพล์ (compile) ด้วยคอมไพเลอร์หรือตัวแปรภาษานั้นให้เป็นภาษาเครื่องเพื่อทำงานต่อไป
- ต้องมีการคอมไพล์ใหม่ให้ตรงกับโปรเซสเซอร์ที่ใช้งาน
- การคอมไพล์ใหม่เป็นการเปลี่ยนภาษาชั้นสูงให้เป็นภาษาเครื่องตามชุดคำสั่งของซีพียูนั่นเอง
6. Chipset ชิปเชต ทำหน้าที่คอยรับคำสั่งต่างๆที่ CPU ประมวลเสร็จแล้ว ส่งต่อไปยังอุปกรณ์ต่างๆเช่นHard Disk,Ram และอื่นๆ ให้ทำงานตามคำสั่งอย่างสอดคล้องกัน ดังนั้นชิปเซตจะเหมือนตัวกลางในการจัดการทั้งข้อมูล การรับและส่งข้อมูล การจัดการอุปกรณ์ต่างๆโดยชิปเซตแต่ละุรุ่นจะถูกออกแบบมาให้เหมาะสมกันกับ CPU เ่ช่นถ้า CPU Core2Duo ก็จะใช้ชิป Intel ซึ่งชิปเซตในโน๊ตบุ้ค เราจะเรียกว่าชิปNorth Bridge และ ชิป South Bridge สำหรับชิปเซตของโน๊ตบุ๊ค ส่วนใหญ่จะมีระบบประมวลผลกราฟฟิคติดอยู่ในชิปเซตอยู่แล้ว นอกเสียจากกว่า ต้องการภาพกราฟฟิคที่สูงก็จะต้องเพิ่มชิปกราฟฟิคแยกเพิ่มขึ้นมาอีกหนึ่งตัว เช่น Chip Nvidia,Chip ATI เป็นต้น
การทำงานของชิปเซตแยกออกเป็นสองส่วน
1. North Bridge ใช้สำหรับควบคุมอุปกรณ์ที่ทำงานด้วยความเร็วสูง เช่น ซีพียู, แคช(Cache), แรม (RAM)และการ์ดแสดงผลที่ทำงานบนระบบบัส AGP ?กล่าวคือ
- ควบคุมฐานเวลา : Chip Set จะคอยควบคุมสัญญาณนาฬิกาที่ถูกส่งไปให้อุปกรณ์รอบข้างรวมทั้ง CPUเพื่อให้ได้ข้อมูลที่ถูกต้อง โดยอาศัย X-tal ในการสร้างสัญญาณนาฬิกาขึ้นมา จากนั้น Chip Set จะทำการปรับแต่งเพื่อให้เหมาะสมก่อนส่งไปจ่ายกับอุปกรณ์รอบข้าง และ CPU
-ควบคุมการอินเทอร์รัพท์ : Chip Set จะคอยตรวจสอบความสำคัญ ถ้าอุปกรณ์รอบข้างใดที่มีความสำคัญมาก ก็จะส่งสัญญาณไปให้ CPU เพื่อทำการประมวลผลก่อน แต่ถ้าอุปกรณ์รอบข้างใดๆ ที่มีความสำคัญน้อยกว่า ก็จะถูกส่งสัญญาณไปทีหลัง ซึ่งทำให้ CPU ลดการทำงาน เพราะไม่ต้องตรวจสอบอุปกรณ์ทุกๆ อุปกรณ์
-.ควบคุมหน่วยความจำ : เมื่อมีการประมวลผลข้อมูล CPU จะทำการเรียกใช้หน่วยความจำ ดังนั้น Chip Set จะทำหน้าที่คอยควบคุมการเรียกใช้หน่วยความจำ โดยจะจัดสรรหน่วยความจำให้กับอุปกรณ์รอบข้างต่างๆ และ ควบคุมการอ้างอิงตำแหน่งของหน่วยความจำคะ
-ควบคุม DMA เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานให้กับคอมพิวเตอร์ : Chip Set จะทำหน้าที่ขอสิทธิ์ในการส่งผ่านข้อมูล ระหว่างหน่วยความจำ และ อุปกรณ์รอบข้าง โดยไม่ต้องผ่านการควบคุมของ CPU ซึ่ง Chip Set จะทำหน้าที่ในการ รีเฟรชหน่วยความจำแรมในระบบ และควบคุมการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างหน่วยความจำหลัก และ Secondary Storage โดย Chip Set จะตรวจสอบความสำคัญของอุปกรณ์รอบข้างที่ร้องขอ DMA และ จะส่งสัญญาณไปที่ CPU เพื่อขอใช้ Bus จากนั้น CPU จะส่งสัญญาณตอบกลับ ซึ่งถ้าสามารถทำ DMA ได้ อุปกรณ์รอบข้างก็จะทำการใช้ Bus โดยปราศจากการทำงานของ CPU เมื่อมีการถ่ายโอนข้อมูลเสร็จสิ้นแล้ว อุปกรณ์รอบข้างจะส่งสัญญาณไปที่ CPU เพื่อคืน Bus ให้กับระบบ
2. South Bridge ทำหน้าที่ในการควบคุมอุปกรณ์ความเร็วต่ำ เช่น ไดรฟ์ฟล็อปปี้ดิสก์ ไดรฟ์ซีดีรอม ฮาร์ดดิสก์ คีย์บอร์ด เมาส์ สล็อตชนิดต่างๆ และพอร์ตที่ใช้เชื่อมต่ออุปกรณ์ต่อพ่วงทั้งหลายคะ ?กล่าวคือ?การที่ CPU จะประมวลผลข้อมูล หรือ รับ-ส่งข้อมูลจากอุปกรณ์รอบข้าง จำเป็นอย่างยิ่งที่ต้องใช้ Port Communication เพื่อเป็นช่องทางในการติดต่อสื่อสาร ซึ่งจะมีหมายเลข Port (Address Port ) โดยในการติดต่อสื่อสารเป็นค่าคงที่ โดย CPU จะดึงข้อมูลจากอุปกรณ์รอบข้างจากตำแหน่ง Port (Address Port) ในหน่วยความจำ เพื่อทำการประมวลผล ? Chip Set จึงคอยควบคุมการอ้างอิงถึงตำแหน่ง Port ในหน่วยความจำ และ ในทางฮาร์ดแวร์เพื่อให้สัมพันธ์กัน
7. ECC=Error Checking Code คือ Memory ที่ตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูลได้ นิยมใช้งานกับWorkstation หรือ Server
Memory แบ่งตามคุณสมบัติ
ECC Register = หรือ Advance ECC Memory จะดีกว่า ECC Memory การตรวจสอบข้อมูลความผิดพลาดแน่นอนรวดเร็วกว่า ใช้ใน Server
ECC=Error Checking Code คือ Memory ที่ตรวจสอบความผิดพลาดของข้อมูลได้ นิยมใช้งานกับWorkstation หรือ Server
8. เป็นมาตรฐานใหม่สำหรับการเชื่อมต่ออุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุตที่ให้อัตราการรับ-ส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าจากมาตรฐานการรับ-ส่งข้อมูลด้วยระบบ PCI Bus แบบเดิมคะ เพราะว่า PCI-Express สามารถรับ-ส่งข้อมูลในแบบสองทางโดยอาศัยการเชื่อมต่อแบบ Serial เพราะมี 2 คู่สัญญาณที่ทำหน้าที่ถ่ายโอนข้อมูลคะ (ระบบ PCI Bus แบบเดิมใช้การเชื่อมต่อแบบ Parallel)
นอกจากนี้ ยังมีระบบการติดต่อกันระหว่างอุปกรณ์แต่ละชิ้นแบบจุดต่อจุด (Point To Point) คือ อุปกรณ์แต่ละชิ้นมีช่องทางวิ่งและช่องทางในการรับ-ส่งข้อมูลเป็นของตัวเองไม่ต้องไปใช้ Bandwidth หรือช่องทางวิ่งร่วมกับอุปกรณ์ชิ้นอื่นๆเหมือนระบบ PCI Bus แบบเก่า ทำให้ PCI-Express มีความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูล (Bandwidth) สูงขึ้น ความเร็วเริ่มต้นของ PCI-Express จะอยู่ที่ 2.5Gb/s ต่อหนึ่งช่องทางการรับ-ส่งข้อมูล นั่นหมายความว่าผู้ใช้สามารถรับ-ส่งข้อมูลได้ประมาณ 250MB/s เลยคะ จึงถูกนำมาใช้กับอุปกรณ์อินพุต/เอาท์พุตที่ต้องการความเร็ว เช่น การ์ดจอ หรือ USB เป็นต้น
9. SSE4 - Streaming SIMD Extensions (ชื่อเดิมคือ ISSE หรือ Internet Streaming SIMD Extensions) มีทั้งหมด 54 ชุด
SSE4.1 คือชุดคำสั่งใหม่ที่ทาง Intel เพิ่มขึ้นมาในซีพียูตระกูล Penryn โดยมีทั้งหมด 47 ชุดคำสั่ง โดยจะช่วยในด้านภาพกราฟิก การประมวลผลด้าน Video และช่วยซีพียูในการประมวลผลด้านกราฟิก
10. – DisplayPort พัฒนาขึ้นมาทดแทน Port เชื่อมต่อแบบเดิมสำหรับคอมกับ Monitor อันได้แก่ VGAและ DVI จุดที่พัฒนาขึ้นหลัก ๆ ได้แก่
-ขนาด port เชื่อมต่อที่เล็กเกือบเท่า USB Port
-รองรับ Interface แบบเก่าหรือทดแทนเ่่ช่น DVI HDMI (แต่ไม่รองรับ Analog อย่าง VGA นะครับ)
- HDMI HDMI เป็นระบบการเชื่อมต่อภาพและเสียงแบบใหม่คะ ย่อมาจากคำว่า (H)igh (D)efinition (M)ultimedia (I)nterface โดย HDMI จะเชื่อมต่อทั้งสัญญาณภาพและเสียงระบบดิจิตอลแบบไม่มีการบีบอัดข้อมูลไว้ในสายสัญญาณเพียงเส้นเดียว ให้ความคมชัดของภาพ มีความละเอียด มีความคมลึกและให้เสียงที่สมบูรณ์แบบที่สุดเท่าที่เคยมีมา ขั้วต่อของ HDMI to HDMI จะผลิตจากทองแท้ 24 K ด้วยนะคะ ทุกวันนี้ HDMI ถูกนำมาใช้กับอุปกรณ์ Home Theatre
- DVI เป็นพอร์ตที่ใช้สำหรับการเชื่อมต่อกับจอ LCD หรือเครื่องโปรเจ็คเตอร์ที่อยู่ภายนอก โดยมีการรับส่งข้อมูลแบบดิจิตอล จึงทำให้ไม่ต้องมีการแปลงข้อมูลจากอนาล๊อกเป็นดิจิตอลอีกครั้ง ส่งผลให้คุณภาพของการแสดงผลที่ได้จะมีประสิทธิภาพที่ดีและรวดเร็ว สำหรับพอร์ต DVI จะแบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ แบบDVI-I ที่รองรับทั้งสัญญาณแบบดิจิตอลและอนาล็อก และแบบ DVI-D ที่รองรับได้เพียงสัญญาณดิจิตอลเท่านั้น
- VGA พอร์ตนี้สำหรับต่อคอมพิวเตอร์เข้ากับมอนิเตอร์ เป็นพอร์ตขนาด 15 พิน ในคอมพิวเตอร์บางเครื่องอาจจะติดตั้งการ์ดสำหรับถอดรหัสสัญญาณ MPEG เพิ่มเข้ามาซึ่งลักษณะของพอร์ตนั้นจะคล้าย ๆ กันแต่การ์ด MPEG จะมีพอร์ตอยู่สองชุดด้วยกันสำหรับเชื่อมไปยังการ์ดแสดงผลหนึ่งพอร์ต และต่อเข้ากับมอนิเตอร์อีกหนึ่งพอร์ต ดังนั้นเครื่องใครที่มีพอร์ตแบบนี้ ก็ควรจะบันทึกไว้ด้วย เพราะไม่งั้นอาจจะใส่สลับกัน จะทำให้โปรแกรมบางตัวทำงานไม่ได้
- USB เป็นพอร์ตการเชื่อมต่อที่มีความจำเป็นกับการงานคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน เนื่องจากอุปกรณ์ภายนอกหลายๆชนิดนิยมใช้พอร์ตนี้ในการติดต่อสื่อสารกับ คอมพิวเตอร์หรือตัวโน้ตบุ๊ค ตัวอย่างของอุปกรณืที่ใช้พอร์ต USB ได้แก่ เครื่องปรินท์เตอร์ เมาส์ อุปกรณ์เก็บข้อมูลและกล้องดิจิตอล เป็นต้น ความเร็วของการรับส่งข้อมูลผ่านพอร์ต USB ถ้าเป็น USB 1.1 จะมีความเร็วอยู่ที่ 12 Mbps แต่ถ้าเป็นพอร์ตแบบ USB 2.0แล้วจะมีความเร็วการรับส่งข้อมูลเพิ่มขึ้นเป็น 480 Mbps
- RJ-45 เป็นพอร์ตที่ใช้ในการเชื่อมต่อกับสายแลนที่มีการเข้าหัวแบบ RJ45 เพื่อใช้ในการเข้าถึงระบบเครือข่าย ในโน้ตบุคส่วนใหญ่ในปัจจุบันมักจะติดตั้งพอร์ต RJ45 มาไว้เป็นมาตรฐานอยู่แล้ว
- FireWire
ไฟร์ไวร์ (FireWire) เดิมเรียกว่า IEEE 1394 พอร์ต คล้ายกับ พอร์ต ยูเอสบี ตรงที่สามารถต่อกับอุปกรณ์ต่อพ่วงได้หลายชนิด ส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ที่ต้องการการส่งข้อมูลจำนวนมาก เช่น กล้องดิจิตอล, เครื่องพิมพ์,เครื่องสแกน เป็นต้น ผู้เชี่ยวชาญทางด้านคอมพิวเตอร์หลายคนเชื่อว่าพอร์ตไฟร์ไวร์และพอร์ตยูเอสบีจะมาแทนที่พอร์ตแบบอื่นๆ ได้
- PS/2 พอร์ต PS/2 เป็นพอร์ต (หรือ ช่องเชื่อมต่อ) สำหรับการเชื่อมต่อคีย์บอร์ดหรือเมาส์ภายนอกคะ พอร์ต PS/2 จะทำงานร่วมกับปลั๊ก DIN ขนาดเล็กที่ภายในมีเข็มสัญญาณ 6 เข็ม เรียงตัวกันเป็นวง โดยพอร์ตที่เชื่อมต่อกับเมาส์จะใช้สีเขียว ส่วนคีย์บอร์ดจะเป็นสีม่วง
- RS-232 Serial Port (มาตรฐาน RS-232)
Serial Port คือ พอร์ตอนุกรม ในการสื่อสารข้อมูลนั้นพอร์ตอนุกรมจะมีความเร็วในการสื่อสารที่ช้ากว่าแบบ ขนาน เพราะการเคลื่อนย้ายข้อมูลแบบอนุกรมนั้นเป็นการส่งข้อมูลครั้งละ 1 บิต แต่พอร์ตขนานนั้นสามารถส่งข้อมูลทีละหลายๆ บิทพร้อมๆกันได้ แต่ข้อดีของการสื่อสารข้อมูลแบบอนุกรมคือ สามารถส่งข้อมูลได้ในระยะทางที่ไกลกว่าแบบขนาน และใช้สายสัญญาณที่น้อยกว่าการสื่อสารข้อมูลแบบขนานประเภทของการสื่อสารแบบอนุกรมแบ่งตามลักษณะสัญญาณในการส่งแบ่งได้ 2 แบบ คือ
1.การสื่อสารแบบซิงโครนัส (Synchronous) เป็นการสื่อสารข้อมูลโดยใช้สัญญาณนาฬิกาในการควบคุมจังหวะของการรับส่งสัญญาณ
2.การสื่อสารแบบอะซิงโครนัส (Asynchronous) เป็นการสื่อสารที่ใช้สายข้อมูลเพียงตัวเดียว จะใช้รูปแบบของการส่งข้อมูล(Bit Pattern) เป็นตัวกำหนดว่าส่วนไหนเป็นส่วนเริ่มต้นข้อมูล ส่วนไหนเป็นตัวข้อมูล ส่วนไหนจะเป็นตัวตรวจสอบความถูกต้องของข้อมูล และส่วนไหนเป็นส่วนปิดท้ายของข้อมูล โดยต้องกำหนดให้สัญญาณนาฬิกาเท่ากันทั้งภาคส่งและภาครับ
11. – Intel
CPU หรือบางทีเรียกกันว่า Processor เป็นหัวใจของเครื่องคอมพิวเตอร์ ผู้นำตลาดรู้จักกันดีเจ้าของฉายาIntel Inside ก็ต้องยอมรับครับว่าค่าย Intel ได้รับการยอมรับมากที่สุดเรื่องเป็นผู้พัฒนาและผลิต Processor
รุ่นดังๆ ในอดีตที่เราคุ้นหูกันคือ Intel Pentium II / III / IIII สมัยก่อนความเร็วรอบนาฬิกาไม่ถึง 1 GHz แค่400 MHz ก็ตื่นเต้นกันแล้ว เดี๋ยวนี้เทคโนโลยีไปไกลมากครับไม่ยากจะพูดนอกจากจะไประดับ 3 GHz แล้ว มันยังไม่มีตัวเดียว มันอัดเข้าไปมากกว่า 1 ตัว ช่วยกันคำนวณอีก
CPU ของ Intel ปีที่แล้ว(2009) คุ้นหูกันคือ Intel Core 2 Duo และ Intel Core 2 Quad สำหรับรุ่นกลางและรุ่นใหญ่ และรองลงมาเป็น Intel Pentium Dual-Core และ Intel Celeron เรียกว่าครองตลาดมาพอสมควร
มาปี 2010 Intel ส่งตระกูลใหม่มาเขย่าตลาดคอมพิวเตอร์เรียกว่า อินเทล คอร์ โปรเซสเซอร์ 2010 หรือIntel Core Processor และไม่ทยอยออกแต่ออกที่เดียวเป็น 10 กว่าตัว เป็นครั้งแรกก็ว่าได้ ประสิทธิภาพเรียกว่าสุดยอดครับทำงานได้เร็วกว่าเดิม บางตัวมีเทคโนโลยี Intel Turbo Boost สามารถเพิ่มความเร็วได้เมื่อต้องการ มีกราฟฟิกในตัว Intel HD Graphics ให้ภาพคมชัดกว่า รองรับระบบ HD ดีกว่าการ์ดจอรุ่นเดิม และมีเทคโนโลยี Intel Hyper-threading ช่วยให้ทำงานพร้อมๆ กันได้แบบไม่สะดุด แม้ว่าจะแรงขึ้นแต่ประหยัดไฟกว่าเดิม ที่สำคัญราคาไม่แพงขึ้น เอากะพี่แกซิครับ Intel แบ่งซีพียูตระกูลนี้เป็น 3 กลุ่ม
กลุ่ม Core i3 - สำหรับใช้งานทั่วไป และใช้งาน Entertainment ได้ด้วย เป็นน้องเล็กแต่ประมาทไม่ได้ ไม่มีTurbo Boost อย่างเดียว ถ้าเทียบกับรุ่นเก่าก็ประมาณ Core 2 Duo แต่ประสิทธิภาพดีกว่า
กลุ่ม Core i5 - สำหรับคนที่ต้องการความแรงและเร็ว สำหรับใช้งาน Graphic และ คอเกมส์ ตัวนี้รองรับสบายๆ ถ้าเทียบรุ่นเก่าก็ Core 2 Quad แต่ดีกว่า
กลุ่ม Core i7 - สำหรับคนที่ต้องการมากกว่าความแรง เหนือกว่า CPU ที่เคยเกิดมาบนโลก
- AMD
AMD เป็นผู้ผลิตซีพียูแบบเทียบเท่า (Compatible) กับ x86 รายแรกที่สามารถเทียบชั้นกับ Intel ได้ในปัจจุบัน ที่ผ่านมา AMD เริ่มต้นด้วยการรับจ้างผลิตซีพียูให้กับ Intel ในยุคของ 80286 ที่ Intel ผลิตเองไม่ทันขาย และต่อมาก็ได้พัฒนาซีพียูของตนเองขึ้นมาไล่ตาม Intel อยู่นาน จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้จึงได้สามารถแข่งขันกับซีพียูรุ่นล่าสุดของ Intel ไปได้ด้วยซีพียูรุ่นล่าสุดคือ Athlon (และทั้งสองฝ่ายต่างก็ผลัดกันออกซีพียูรุ้นใหม่ทีมีความเร็วสูงขึ้นไปอีกเพื่อมาเกทับกันอยู่ตลอดเวลา) รายละเอียดของซีพียูรุ่นต่าง ๆ ของ AMD มีดังนี้
K5 เป็นซีพียูรุ่นแรกของ AMD ที่เทียบเท่ากันกับ Pentium ของ Intel ประสิทธิภาพของ K5 จะใกล้เคียงกับPentium ทั้งนี้ AMD ไม่ใช้ความถึ่งของสัญญาณนาฬิกาเป็นชื่อของรุ่น เปลี่ยนไปใช้คำว่า PR ตามด้วยความเร็วของ Pentium ที่ซีพียูรุนนั้น ๆ เทียบเคียงด้วย เนื่องจาก K5 ใช้ความถี่ต่ำกว่า แต่ถ้าเทียบกันแล้วจะสามารถทำงานได้เร็วกว่า Pentium ซึ่งใช้ความถี่เดียวกัน ดังนั้นการใช้คำว่า PR (คือ Pentium Rate) จะให้ผลที่ดีกว่าในทางการตลาด ผู้ซื้อจะได้ไม่รู้สึกว่าซื้อของที่แย่กว่า ซีพียูรุ่นนี้มี 2 รุ่นย่อยคือPR 90 กับ PR 100 ที่เมื่อแรกออกมายังมีปัญหาค่อนข้างมาก ต่อมาได้ปรับปรุงให้ขึ้นได้เป็น PR 120, PR133 และ PR 166ก่อนที่จะเปลี่ยนไปเป็นรุ่น K6 ซึ่งทั้งเมนบอร์ด, ซ็อคเก็ต, บัส, และชิปเซ็ตที่ใช้จะเหมือนกันกัน ทุกประการ เว้นแต่แรงดันไฟฟ้าที่ใช้จะต่างกันไปตามรุ่น
K6 ซีพียูรุ่นนี้เป็นรุ่นแรกในพัฒนาการของซีพียูรุ่นที่ 6 ของ AMD และได้ใส่ความสามารถ MMX เข้าไปด้วย ทำให้เมื่อเทียบชั้นกับ Pentium รุ่นที่เป็น MMX แล้วจะเหนือกว่าเล็กน้อย โดยภาพนอกยังคงใช้บัส 66 MHzและแคชขนาด 256 KB ถึง 1 MB แต่ความถี่ของสัญญาณนาฬิกาที่ใช้เพิ่มขึ้นเป็น 166,200,233 และ266 MHz ส่วนเมนบอร์ด ซ็อคเก็ต และชิปเซ็ตที่ใช้จะเหมือนกันกับ Pentium ทุกประการ
K6-2 ซีพีรุ่นนี้เป็นรุ่นแรกที่ AMD ใส่คำสั่งแบบ 3Now! เข้าไปใน K6 เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการประมวลผลคำสั่งที่มีข้อมูลจำนวนมาก เช่นการคำนวณทางด้านสามมิติ โดยเป็นการเพิ่มขึ้นจากชุดคำสั่งแบบMMX (ที่คอมแพตติเบิลกับของ Intel) ซึ่งมีอยู่แล้วใน K6 นอกจากนี้ยังเป็นครั้งแรกที่ใช้บัส 100 MHz และ ซ็อคเก็ตแบบ Socket 7 หรือ Super 7 แต่อย่างไรก็ตาม K6-2 ยังคงใช้แคชระดับสองอยู่ภายนอกซีพียู โดยมีขนาด 512 KB, 1 MB หรือ 2 MB ซึ่งต้องทำงานที่ความเร็วเดียวกันกับบัสภายนอก ทำให้ไม่ได้ประสิทธิภาพเท่าที่ควร หลังจากนั้นไม่นาน AMD ก็ออก K6-3 ที่มีแคชระดับสองอยู่ในตัว ทำให้ทุกสิ่งทุกอย่างดีขึ้น แต่ K6-2 ก็ยังคงมีอยู่มากมายหลายรุ่นราคาถูกมา ๆ เหมาะสำหรับู้ต้องการเริ่มต้นซื้อเครื่องที่ลงทุนน้อยแต่ได้คุณภาพสูงพอสมควร ความเร็วของซีพียูรุ่นนี้มีตั้งแต่ 300 MHz ขึ้นไปจนถึง 457 MHz
K6-3 ซีพียูรุ่นนี้เป็นการนำเอารุ่นเดิมคือ K6-2 มาเพิ่มแคชระดับสองขนาด 256 KB เข้าไปในชิป และเพิ่มความสามารถในการรองรับแคชระดับสามที่อยู่ภายนอก (บนเมนบอร์ด) ได้อีกด้วย ทั้งขนาด 512 KB, 1 MB และ 2 MB ส่วนแคชระดับหนึ่งมี 32 KB แบบสองทาง บัสที่ใช้มีความถี่ 100 MHz ใช้ซ็อคเก็ตแบบSuper 7 และมีชุดคำสั่ง MMX กับ 3Dnow! เช่นเดียวกันกับ K6-2 ความเร็วของซีพียูรุ่นนี้มีเพียง 400 และ450 MHz เท่านั้น ประสิทธิภาพที่ได้ก็ใกล้เคียงกับ Pentium II ที่ใช้ความถี่เท่ากัน แต่อาจต่ำกว่าเล็กน้อย
Athlon ซีพียู Athlon ของ AMD หรือที่เดิมใช้ชื่อว่า K7 เป็นซีพียูตัวแรกของ AMD ที่ออกมานำหน้า Intelคือมีโครงสร้างที่ล้ำสมัยกว่า และมีความเร็วในทุก ๆ ด้านเหนือกว่าซีพียูรุ่นที่ Intel มีอยู่ในท้องตลาด ณ ขณะนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งทางด้านของหน่วยประมวลผลเลข floating point ซึ่ง AMD ไม่เคยทำได้เร็วเท่าของ Intel เลยแต่คราวนี้ก็ล้ำนำหน้าไปแล้วด้วยเช่นกัน ส่วนราคาก็ยังคงต่ำกว่าของ Intel อยู่เสมอเมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นอื่น ๆ รุ่น 500, 550 และ 600 MHz แต่ปัจจุบันได้ไปถึง 850 MHz แล้ว ซึ่ง Athlon รุ่นแรก ๆ จะผลิตโดยเทคโนโลยีการผลิตแบบ 0.25 ไมครอน แต่ในรุ่นหลังซึ่งมีความถี่สูงขึ้นก็ได้ปรับเปลี่ยนเทคโนโลยีการปลิตไปเป็น 0.18 ไมครอน เหมือนกับที่ ใช้ใน Pentium III
- ARM
Arm เป็นไมโครโปรเซสเซอร์ ที่ถูกออกแบบเป็นหน่วยประมวลผล ซึ่งได้แนวความคิดจาก RISC (Reduce Instruction Set Computer) เป็นโปรแกรมที่สามารถลดจำนวนคำสั่ง ให้เหลือน้อยที่สุด เพื่อให้เกิดการประมวลที่มีประสิทธิภาพ และรวดเร็ว เนื่องจากมีการประมวลผลแบบจุลภาค (microprocessor)โดยแต่ละชุดคำสั่งจะทำงานเฉพาะตามคำสั่ง ที่โปรแกรมสั่งเท่านั้น
ARM เป็นชุดคำสั่งแบบ 32 - bit เป็นสถาปัตยกรรม (ISA) ที่พัฒนาโดย บริษัท ARM Computers ARMเป็นที่รู้จักกันเป็น Advanced RISC Machine ซึ่งก่อนหน้านั้น เป็นที่รู้จักกันในชื่อ Acorn RISC Machineสถาปัตยกรรม ARM เป็น ISA 32 บิตใช้กันอย่างแพร่หลายในแง่ของตัวเลข การผลิต ARM เป็นโปรเซสเซอร์ สำหรับคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล Desktop ซึ่งผลิตโดย Acorn Computers ตอนนี้ผลิตภัณฑ์ของ ARM ถือครองตลาดในอุตสาหกรรมไอที มีลูกค้าที่ใช้ผลิตภัณฑ์ของ ARM ได้แก่ บริษัท ไอบีเอ็มและแอ๊ปเปิ้ล เป็นต้น
ด้วยความเรียบง่ายและการใช้พลังงานต่ำของหน่วยประมวลผล ARM ทำให้ ARM เหมาะสมสำหรับกับการใช้ประกอบเป็นหน่วยประมวลผล ในผลิตภัณฑ์ต่างๆ เช่น มือถือและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ฝังหน่วยประมวลผลของ ARM ไว้เป็นค่าใช้จ่ายที่ค่อนข้างต่ำและขนาดเล็กไมโครโพรเซสเซอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ รวมทั้งในเครื่องเล่นเพลง ไอพ็อด, เครื่องเล่นเกม เกมบอยแอดวานซ์, และ พีดีเอ เป็นต้น
12. จงอธิบายเกี่ยวกับเทคโนโลยีของอินเทลดังต่อไปนี้
- Intel Turbo Boost Technology
Intel® Turbo Boost Technology 2.0 นั้นจะทำงานเมื่อระบบปฏิบัติการ (OS) ร้องขอสภาวะประสิทธิภาพสูงสุดของโปรเซสเซอร์ (P0)
ความถี่สูงสุดของ Intel® Turbo Boost Technology 2.0 นั้นขึ้นอยู่กับจำนวนคอร์ที่ใช้งาน จำนวนครั้งที่โปรเซสเซอร์ใช้งานในภาวะ Intel® Turbo Boost Technology 2.0 ขึ้นอยู่กับความหนักหน่วงของงานและสภาพแวดล้อมการปฏิบัติงาน
สิ่งต่อไปนี้สามารถตั้งค่าสูงสุดของ Intel® Turbo Boost Technology 2.0 กับสภาพการทำงานที่มีให้ได้:
จำนวนคอร์ที่ทำงาน
- Intel vPro Technology
การสร้างโซลูชั่นที่สมบูรณ์แบบด้วย Intel® vPro™ processor technology สามารถช่วยให้ธุรกิจของคุณเติบโตและเพิ่มผลกำไรจากการดำเนินการ Intel ได้พัฒนาโซลูชั่นที่โดดเด่นโดยการนำ Intel processor technology ไปเป็นส่วนประกอบส่วนหนึ่งเพื่อตอบสนองความท้าทายในเชิงธุรกิจ โซลูชั่นเหล่านี้ได้รับการสนับสนุนโดยการสนับสนุนระดับคุณภาพของ Intel
- Intel Hyper-Threading Technology
Intel® Hyper-Threading Technology (Intel® HT Technology)1 ช่วยให้การใช้ทรัพยากรระบบเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น รองรับกระบวนงานในแต่ละแกนประมวลผลที่มากกว่า Intel HT Technologyยังช่วยให้การประมวลผลโดยรวมของโปรเซสเซอร์ดีขึ้นเมื่อใช้งานร่วมกับซอฟต์แวร์ที่รองรับ
Intel® HT Technology มีติดตั้งมาตั้งแต่โปรเซสเซอร์ Intel® Core™ รุ่นก่อนหน้ารวมทั้งในโปรเซสเซอร์Intel® Core™ เจนเนอร์เรชั่น 3 และ Intel® Xeon® ในกรณีที่ติดตั้งโปรเซสเซอร์เหล่านี้จาก Intel® ร่วมกับชิปเซ็ต พร้อมกับ OS และ BIOS ที่รองรับ Intel® HT Technology คุณสามารถ:
· เรียกใช้แอพลิเคชั่นที่ต้องใช้กำลังการประมวลผลสูงได้พร้อม ๆ กันโดยไม่ทำให้เครื่อง
ทำงานช้าลง
· ช่วยให้ระบบมีความปลอดภัย ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพและบริหารจัดการได้เต็มที่โดยไม่ส่งผลต่อผลผลิต
· มีประสิทธิภาพมากพอสำหรับรองรับการใช้งานในอนาคต และความต้องการทางธุรกิจ
ใหม่ ๆ ที่อาจเกิดขึ้น
- Intel Virtualization Technology
เทคโนโลยีที่เรียกว่าการทำเวอร์ชวลไลเซชัน (Virtualization Technology, VT) หรือเทคโนโลยีการทำเสมือนจริงซึ่งแต่เดิมเรียกกันว่า Vanderpool โดยเทคโนโลยีนี้ช่วยให้ซีพียูทำตัวเสมือนว่า พวกมันกลายเป็นซีพียูหลายตัวทำงานขนานกันไป เพื่อช่วยทำให้ระบบปฏิบัติการหลายระบบสามารถทำงานได้พร้อมกันในเครื่องเดียวกัน
เทคโนโลยีของการทำเวอร์ชวลไลเซชันไม่ใช่เป็นสิ่งใหม่เลย มีซอฟต์แวร์ในตลาดที่สามารถเวอร์ชวลไลเซชันได้ และโปรแกรมจัดได้ว่ามีชื่อเสียงมากที่สุดคือ VMWare และอีกตัวที่พอจะรู้จักกันก็คือ Virtual PCซึ่งถูกไมโครซอฟต์ซื้อไปเรียบร้อยแล้ว โดยโปรแกรมอย่าง VMWare และ Virtual นั้น ไม่เพียงแต่ทำการจำลองซีพียูเพิ่มขึ้นมาเท่านั้น แต่ว่าเป็นการจำลองเครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นมาทั้งเครื่องเลยทีเดียว เทคนิคนี้คอมพิวเตอร์เครื่องเดียวสามารถทำตัวได้เหมือนกับมันคอมพิวเตอร์หลายเครื่องทำงานขนานกันไป และอนุญาตให้ทำการรันระบบปฏิบัติการหลายระบบได้พร้อมกัน
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น