ซีพียู (CPU)
CPU หรือที่เรารู้จักในชื่อเต็มว่า Central
Processing Unit หลายคนคงจะรู้มาก่อนแล้วว่าหน้าที่ของซีพียูมีหน้าที่อะไรในคอมพิวเตอร์
ซึ่งคอมพิวเตอร์จะขาดซีพียูไม่ได้เลย ถ้าจะเปรียบเทียบกับร่างกายมนุษย์ซีพียูก็คือสมองที่มีหน้าที่สั่งการการทำงานของร่างกายและตรวจสอบการทำงานว่าร่างกายมีการทำงานที่ผิดปกติหรือเปล่า
แต่หลายคนก็ยังไม่รู้จักซีพียูอย่างลึกซึ้ง
เนื้อหาในบทความนี้จะเจาะลึกถึงอุปกรณ์อาร์ตแวร์ที่เราเรียกว่า CPU
CPU ทำหน้าที่อะไรในระบบการทำงานของคอมพิวเตอร์อย่างที่กล่าวไปแล้วในตอนต้น ว่าซีพียู (CPU)เปรียบเสมือนสมองของมนุษย์ที่คอยควบคุมร่างกายและตรวจสอบการทำงานของร่างกาย
ซีพียูก้ทำงานเช่นเดียวกัน ดังต่อไปนี้
1. เริ่มจากการได้คำสั่งจากอุปกรณ์นำข้อมูล (input)
ที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ คำสั่งเหล่านั้นจะถูกส่งมาเก็บไว้ในหน่วยความจำหลักหรือที่เราเรียกว่า
แรม (RAM) แรมจะคอยจัดเรียงคำสั่งตามลำดับที่คำสั่งเข้ามาและตามระดับความสำคัญ
โดยแรมมีหน้าที่ป้อนคำสั่งต่างๆที่ละคำสั่งให้กับ ซีพียู (CPU)
2. เมื่อซีพียูได้รับคำสั่งที่เก็บไว้ในหน่วยความจำหลักแล้วก็ทำการประมวลผลทีละคำสั่งที่เข้ามาตามลำดับ
หลังจากประมวลผลเสร็จแล้วก็จะส่งผลลัพธ์ที่ประมวลผลเสร็จไปยัง RAM อีกครั้ง
3. แรม (RAM) จะรับผลลัพธ์จากการประมวลผลของซีพียูในรูปแบบคำสั่ง แรมจะทำการส่งคำสั่งไปยังอุปกรณ์ที่อยู่ในคำสั่งที่ประมวลผล หลังจากที่คำสั่งถูกทำจนเสร็จแรมก็จะส่งข้อมูลไปแจ้งกับซีพียู
3. แรม (RAM) จะรับผลลัพธ์จากการประมวลผลของซีพียูในรูปแบบคำสั่ง แรมจะทำการส่งคำสั่งไปยังอุปกรณ์ที่อยู่ในคำสั่งที่ประมวลผล หลังจากที่คำสั่งถูกทำจนเสร็จแรมก็จะส่งข้อมูลไปแจ้งกับซีพียู
ว่าคำสั่งที่ส่งมาได้มีการปฏิบัติเรียบร้อยแล้ว
จากการทำงาน 3
ขั้นตอนข้างต้นเรียกว่าครบวงจรการทำงานของซีพียูในระบบคอมพิวเตอร์
โดยความเร็วในการประมวลผลแต่ละครั้งจะขึ้นอยู่กับความสามารถในซีพียูนั้น ๆที่มีการสร้างขึ้นมานั้นเอง
ซีพียู
(CPU)
ประวัติความเป็นมาของซีพียู ในตลาดของซีพียูนั้นมีผู้ผลิตซีพียูอยู่หลายค่ายด้วยกันแต่ในบทความนี้จะเล่าถึงค่ายซีพียูที่เป็นค่ายใหญ่
2 ค่ายที่คอยแข่งขันและฟาดฟันในด้านเทคโนโลยีของซีพียูมาโดยตลอด
2 ค่ายยักษ์ใหญ่นี้ก็คือ Intel (อินเทล)
และ AMD (เอเอ็มดี)
ประวัติความเป็นมาของซีพียู Intel นั้นมีมาอย่างยาวนานตั้งแต่เริ่มมีการผลิตซีพียูชื่อของซีพียู intel ก็อยู่ในอันดับต้น ๆของผู้ผลิตซีพียูเสมอมา ซึ่งอินเทลพัฒนาซีพียูตั้งแต่ซีพียู 8086, 8088 และซีพียูในตระกูล 80×86 มาอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งมาถึง Celeron Pentium II และ Celeron Pentium III ซึ่ง 2 รุ่นนี้เป็นรุ่นที่ได้สร้างชื่อให้กับอินเทลเป็นอย่างมาก มีการพัฒนา Pentium 4 ขึ้นมารองรับการทำงานของคอมพิวเตอร์ให้ใช้งานได้หลากหลายขึ้น การพัฒนาซีพียูของอินเทลไม่ได้หยุดเพียงแค่ Pentium 4 เท่านั้นเพราะหลังจากนั้นไม่นานอินเทลก็ได้เปิดตัวซีพียูที่ทำงานได้เร็วกว่าซีพียูรุ่นเก่า ๆที่ผ่านมาด้วยการเปิดตัวซีพียูรุ่น Core 2 Duo และ Core 2 Extreme หรือที่เรารู้จักในชื่อว่าDual-Core โดยรุ่นล่าสุดของ intel จะเป็น รุ่นอินเทล คอร์ (Intel Core) รุ่นนี้ได้มีการพัฒนามาตั้งแต่คอร์ i3 ,คอร์ i5, คอร์ i7 และคอร์ i7 เอกซ์ตรีม (Core i7 Extreme ) มีความเร็วสูงสุด 3.2 GHz ในรุ่น LGA1366ทำงานด้วย FSB 800/1066/1333/1600MHz มี L2 Cache ขนาด 8 MB ค่า TDP สูงสุด 130 W
ประวัติความเป็นมาของซีพียู Intel นั้นมีมาอย่างยาวนานตั้งแต่เริ่มมีการผลิตซีพียูชื่อของซีพียู intel ก็อยู่ในอันดับต้น ๆของผู้ผลิตซีพียูเสมอมา ซึ่งอินเทลพัฒนาซีพียูตั้งแต่ซีพียู 8086, 8088 และซีพียูในตระกูล 80×86 มาอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งมาถึง Celeron Pentium II และ Celeron Pentium III ซึ่ง 2 รุ่นนี้เป็นรุ่นที่ได้สร้างชื่อให้กับอินเทลเป็นอย่างมาก มีการพัฒนา Pentium 4 ขึ้นมารองรับการทำงานของคอมพิวเตอร์ให้ใช้งานได้หลากหลายขึ้น การพัฒนาซีพียูของอินเทลไม่ได้หยุดเพียงแค่ Pentium 4 เท่านั้นเพราะหลังจากนั้นไม่นานอินเทลก็ได้เปิดตัวซีพียูที่ทำงานได้เร็วกว่าซีพียูรุ่นเก่า ๆที่ผ่านมาด้วยการเปิดตัวซีพียูรุ่น Core 2 Duo และ Core 2 Extreme หรือที่เรารู้จักในชื่อว่าDual-Core โดยรุ่นล่าสุดของ intel จะเป็น รุ่นอินเทล คอร์ (Intel Core) รุ่นนี้ได้มีการพัฒนามาตั้งแต่คอร์ i3 ,คอร์ i5, คอร์ i7 และคอร์ i7 เอกซ์ตรีม (Core i7 Extreme ) มีความเร็วสูงสุด 3.2 GHz ในรุ่น LGA1366ทำงานด้วย FSB 800/1066/1333/1600MHz มี L2 Cache ขนาด 8 MB ค่า TDP สูงสุด 130 W
Intel Core I
Series, CPU
ประวัติของซีพียู AMD ซึ่งผลิตมาจากบริษัท Advanced
Micro Device (AMD) เป็นซีพียูที่สร้างชื่อและทำให้ทุกคนรู้จัก AMD
อย่างกว้างขวางมาจากรุ่น K5 ที่ออกมาชนกับซีพียูของ
intel ในรุ่น Pentium หลังจากนั้นซีพียู
AMD ก็ออกรุ่นต่างๆที่มีความสามารถเทียบเท่ากับซีพียูจากอินเทล
แต่ราคาของซีพียู AMD จะถูกกว่า ทำให้ซีพียู AMD เป็นที่สนใจของหลายคนในเวลานั้น หลังจากนั้น AMD ได้มุ่งเน้นพัฒนาซีพียูให้มีความสามารถเทียบเท่ากับซีพียูจากค่าย
Intel โดยออกมาซีพียูมาอีกหลายรุ่น ดังนี้ K5 ,K6,
K6-2 ,Sharptooth (K6-III), K6-2+, K6-III+, K7 / Athlon , Argon ,Thunderbird
(Athlon), Palomino (Athlon), Thoroughbred (Athlon) ,Barton (Athlon), Spitfire
(Duron), Duron, Morgan (Duron), Appoloosa (Duron) ,Mustang, SledgeHammer,
ClawHammer และซีพียูรุ่นล่าสุดและได้รับความนิยมอย่างมากก็คือ AMD
FX-8350 นั่นเอง
AMD FX-8350,CPU
จากข้อมูลที่ได้มาจะสังเกตได้ว่า
บริษัทอินเทล จะมีการพัฒนาซีพียูอย่างต่อเนื่องภายใต้ชื่อรุ่นเดิม
ซึ่งตอนนี้อินเทลก็มีซีพียูรุ่น Core i7 เป็นรุ่นล่าสุด แต่รุ่นที่นิยมที่สุดก็คือ INTEL Core i5-4440 ซึ่งเป้าหมายทางการตลาดระหว่างอินเทลและเอเอ็มดีนั้นแตกต่างกันเนื่องจาก AMD
จะเน้นตลาดในกลุ่มลูกค้าระดับกลางราคาของซีพียู AMD จะถูกกว่าราคาของ Intel เสมอโดยเทียบกับความสามารถของซีพียู
แต่เรื่องของการใช้งานก็คงแล้วแต่ว่าผู้ใช้งานชอบใจจะใช้ค่ายไหนเพราะทั้ง 2
ค่ายต่างก็เป็นซีพียูที่มีคุณภาพด้วยกันทั้งสิ้น
CPU ที่มีใช้ในปัจจุบันมีของแต่ละบริษัทมีลักษณะรูปร่างและโครงสร้างที่แตกต่างกัน ตลอดจนมีจำนวนขาของซีพียูไม่เท่ากัน จากลักษณะที่แตกต่างของซีพียูทำให้ซีพียูแต่ละรุ่นจึงใช้กับเมนบอร์ดที่แตกต่างกันไป โดยทั่วไปซีพียูที่เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์โดยทั่วไปมีด้วยกัน 2 แบบได้แก่
1. ซีพียู (CPU) แบบ Cartridge
ซีพียูแบบ cartridge นี้มีรูปร่างเป็นตลับแบน ห่อหุ้มด้วยกล่องพลาสติก
สี่เหลี่ยมด้านล่างจะประกอบด้วยขาสัญญาณของซีพียูสำหรับเสียบใส่สล๊อต(Slot) ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 แบบได้แก่
- Slot 1 ได้ถูกพัฒนาโดยบริษัท Intel ใช้ได้กับซีพียูรุ่น Pentium II,
Pentium
III และ Celeron มีจำนวนขาสัญญาณ 242 ขา
- Slot 2 เป็นของบริษัท Intel ใช้ได้กับซีพียู Pentium II Xeon
และ Pentium
III Xeon มีขาสัญญาณจำนวน 330 ขา
- Slot A พัฒนาโดยบริษัท AMD สำหรับใช้กับซีพียู Athlon มี
ขาสัญญาณจำนวน 242 ขาเหมือนกับซีพียูแบบ Slot 1 ของอินเทล
2 . ซีพียูแบบ PGA
ซีพียู PGA ย่อมาจาก Pin Grid Array มีลักษณะเป็นชิปแบนๆ มีขา จำนวนมากอยู่ใต้ซีพียูสำหรับเสียบลงในซ็อคเก็ต สามารถแบ่งออกเป็นแบบย่อยได้อีก 3 แบบซึ่งใช้เสียบแทนกันได้ดังนี้
- Socket 7 สำหรับใช้กับซีพียูรุ่นเก่าได้แก่ Pentium
MMX,
AMD,
K5, K6, K6-1, K6-III, Cyrix 6x86, MII มีจำนวนขาสัญญาณ 321 ขา
- Socket 370 สำหรับใช้กับซีพียูรุ่น Pentium
III, Celeron
และ Cyrix
II มีขาสัญญาณจำนวน 370 ขา
- Socket A ถูกพัฒนาโดยบริษัท AMD เพื่อใช้สำหรับซีพียูรุ่น
Athlon รุ่นใหม่และ Duron มีขาสัญญาณจำนวน 462 ขา
- Socket 423,478 ถูกพัฒนาโดยบริษัท Intel เพื่อใช้สำหรับซีพียู
รุ่น Pentium
4 รุ่น 1.3 ขึ้นไปมีขาสัญญาณ 423 และ 478 ขาตามลำดับ
ส่วนประกอบต่างๆ
ของซีพียู ซีพียูแต่ละแบบจะมีส่วนประกอบต่างๆ คล้ายๆ กัน
1. จำนวนขาหรือพินจะมีตำแหน่งที่บ่งบอกว่าขาที่ 1 อยู่ด้านใด ซึ่งจะสัมพันธ์กับตัวซ็อกเกต ที่เมนบอร์ด การติดตั้งก็เพียงแต่วางซีพียูลงไปบนซ็อกเกตให้ตำแหน่ง ขาที่ 1 ตรงกัน
1. จำนวนขาหรือพินจะมีตำแหน่งที่บ่งบอกว่าขาที่ 1 อยู่ด้านใด ซึ่งจะสัมพันธ์กับตัวซ็อกเกต ที่เมนบอร์ด การติดตั้งก็เพียงแต่วางซีพียูลงไปบนซ็อกเกตให้ตำแหน่ง ขาที่ 1 ตรงกัน
2.
ตำแหน่งติดตั้งพัดลมระบายความร้อน (Heating) ต้องใส่ใจพอสมควร โดยเฉพาะซีพียู ของเอเอ็มดี
จะมีความร้อนสูงกว่าของอินเทล จึงต้องเลือกพัดลมที่มี คุณภาพพอสมควร พัดลมดีๆ
สักตัวแพงพอๆ กับซีพียูเลยทีเดียว แต่ถ้าเป็นซีพียูรุ่นเก่าโดยเฉพาะของ
อินเทลจะมีพัดลมติดมาพร้อม กับซีพียูด้วย ไม่ต้องซื้อเพิ่ม เหมือนของเอเอ็มดี พัดลมซีพียู (CPU Fan) ทําหน้าที่ระบายความร้อนออกจากตัวซีพียู โดยประสิทธิภาพของพัดลม
จะดูจากค่าอัตราการเคลื่อนที่ของอากาศ (Air Flow) ของพัดลม
ยิ่งมีค่ามากยิ่งดี แต่ก็ต้องพิจารณาเรื่องเสียงดังของพัดลมด้วย
เพราะพัดลมที่ดูดอากาศได้มากก็มีเสียงดังมากตามไปด้วย
อุปกรณ์ประกอบที่ช่วยในการระบายความร้อนอีกชิ้นหนึ่ง คือฮีทซิงค์(Heatsink)
ทําจากวัสดุที่นําความร้อนได้ดีจําพวกอลูมิเนียม
เนื่องจากมีราคาถูกและนําความร้อนได้ดีระดับหนึ่ง
แต่ก็มีฮีทซิงค์ที่ทําจากทองแดงซึ่งมีคุณสมบัตินําความร้อนดีกว่าอลูมิเนียมมากแต่ก็มีข้อเสียที่ทองแดงคายความร้อนออกได้ค่อนข้างช้าจึงไม่เหมาะกับสภาพอากาศร้อนหากใช้งานในสภาพที่ไม่มีเครื่องปรับอากาศช่วย
ฮีทซิงค์แบบทองแดงจะเกิดความร้อนสะสมมากกว่าแบบอลูมิเนียม
อีกสิ่งหนึ่งที่ขาดไม่ได้เลย คือสาร Thermal
Compound สารเคมีที่เราเรียกกันติดปากว่า “ซิลิโคน”
ช่วยในการถ่ายเทความร้อนจากซีพียูไปยังฮีทซิงค์
เนื่องจากฮีทซิงค์มีหน้าสัมผัสไม่เรียบสนิท จะมีช่องว่างเล็กๆ
เกิดขึ้นที่ผิวหน้าด้านสัมผัสกับซีพียูทําให้การระบายความร้อนไม่ดีพอ
ซิลิโคนจะช่วยทําให้ผิวหน้าสัมผัสเรียบ ขึ้นอีกทั้งซิลิโคนที่มีค่าความสามารถในการนําความร้อน
(Thermal Conductivity)สูงช่วยลดอุณหภูมิซีพียูได้มาก
ซิลิโคนนี้มีให้เลือกใช้หลายแบบผลิตจากวัสดุหลายชนิดถ้าเรียงลําดับจากดีที่สุดไปน้อยสุดจะเรียงลําดับดังนี้
Silver Oxide, Copper Oxide, Aluminium Oxide, Zinc Oxide (ซิลิโคนสีขาวที่เราใช้กันทั่ว
ๆ ไป)
3. สายไฟพัดลมซีพียู
เมื่อติดตั้งพัดลมก็จะมีสายไฟต่อไฟเข้าพัดลม ให้นำสายไฟไปต่อที่ ตำแหน่ง CPU
FAN บนเมนบอร์ด
ตำแหน่งซ็อกเก็ตสำหรับติดตั้งซีพียูบนเมนบอร์ดแต่ละแบบ
จะมีลักษณะเฉพาะสำหรับซีพียู แต่ละรุ่น จึงไม่ใช่เรื่องยากเลยกับการติดตั้งซีพียูลงบนซ็อกเก็ต
เพราะ ถ้าผิดตัวผิดทางก็ไส่ไม่ได้อยู่แล้ว
หลักการทำงานของ CPU
มีหน่วยสำคัญอยู่ 2 หลักการคือ
1) หน่วยควบคุม คือ
เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่ประสานงานและควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์
ควบคุมให้อุปกรณ์รับข้อมูล ส่งข้อมูลไปที่หน่วยความจำ
ติดต่อกับอุปกรณ์แสดงผลเพื่อสั่งให้นำข้อมูลจากหน่วยความจำไปยังอุปกรณ์แสดงผล
2) หน่วยคำนวณและตรรกะ คือ เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่ในการคำนวณต่างๆทางคณิตศาสตร์ ได้แก่ บวก ลบ คูณ
หาร
หลักการทำงานของ
CPUโดยวงรอบของการทำคำสั่งของซีพียูประกอบด้วยขั้นตอนการทำงานพื้นฐาน
4 ขั้นตอนดังนี้
1. ขั้นตอนการรับเข้าข้อมูล
(fetch) เริ่มแรกหน่วยควบคุมรับรหัสคำสั่งและข้อมูลที่จะประมวลผลจากหน่วยความจำ
2. ขั้นตอนการถอดรหัส
(decode) เมื่อรหัสคำสั่งเข้ามาอยู่ในซีพียูแล้ว
หน่วยควบคุมจะถอดรหัสคำสั่งแล้วส่งคำสั่งและข้อมูลไปยังหน่วยคำนวณและตรรกะ
3. ขั้นตอนการทำงาน
(execute) หน่วยคำนวณและตรรกะทำการคำนวณโดยใช้ข้อมูลที่ได้รับการถอดรหัสคำสั่ง
และทราบแล้วว่าต้องการทำอะไร ซีพียูก็จะทำตามคำสั่งนั้น
4. ขั้นตอนการเก็บ
(store) หลังจากทำคำสั่ง
ก็จะเก็บผลลัพธ์ที่ได้ไว้ในหน่วยความจำ
หลักการทำงานของ CPU
ความคิดเห็น
แสดงความคิดเห็น