CPU
จาก 8 บิต ถึง 64 บิต
หัวใจในการทำงานของเครื่อง
คอมพิวเตอร์คือ CPU
เพราะการประมวล การสั่งการให้อุปกรณ์ต่างๆ ทำงานก็ขึ้นอยู่กับ CPU
นี่แหละ ถ้า CPU ทำงานได้เร็ว
เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นก็พลอยทำงานเร็วไปด้วย และในปัจจุบันนี้
การที่จะบอกประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ ก็บอกถึงตัว CPU ที่ใช้นี่แหละ เป็นตัวบอก
8086, 8088
CPU
สำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ ตระกูล PC ตัวแรกเป็นผลผลิตของบริษัท
Intel ยักษ์ใหญ่มือวางอันดับหนึ่งของวงการ CPU นั้นเอง โดยบริษัท IBM นำมาใช้กับเครื่อง PC ในตระกูล IBM PC หรือที่รู้จักกันในนาม XT และ CPU ตัวนี้ก็เป็นต้นแบบของ CPU ในสถาปัตยกรรม X86 ที่ Intel หรือแม้บริษัทอื่น
นำมาผลิต CPU ที่ใช้กับเครื่อง PC จนถึงปัจจุบันนี้
(ยกเว้นก็แต่ตัว Intel เอง ซึ่งผลิต CPU ขนาด 64 บิต ที่ไม่ใช้สถาปัตยกรรม X86) 8088,
8086 เป็น CPU ที่ประมวลผลทีละ 8 บิต มีชุดคำสั่ง 76 คำสั่ง
ระบบปฏิบัติการที่สนับสนุน CPU ตัวนี้ก็คือ DOS อันเลื่องชื่อของไมโครซอฟท์ นั้นเอง
80286
ยุคเริ่มต้น
CPU ขนาด 16 บิตเริ่มจาก CPU ตัวนี้แหละ
โดยมีโหมดการทำงานอยู่ 2 โหมด คือ Standard mode และ Protected mode (ระบบปฏิบัติการ Windows ที่ทำงานบนเครื่อง 286 จะทำงานใน Standard
mode)
80386
เป็น
CPU เบอร์แรกที่ประมวลผลทีละ 32 บิต
ทำให้สามารถจัดการหน่วยความจำได้ดีกว่า 80286 มาก แม้ว่า 80386 จะประมวลผลได้คราวละ 32 บิตก็ตาม แต่อุปกรณ์ต่างๆ
ในเวลานั้นยังเป็นแบบ 16 บิตอยู่มาก Intel จึงได้ออกแบบ 80386SX ที่สามารถนำไปใช้กับเมนบอร์ดที่ออกแบบมาสำหรับ
80286 ได้ทันที นอกจากนี้ 80386SX ยังมีราคาถูกว่า
80386 อยู่มาก
80486
ความจริงก็คือ
80386 รุ่นปรับปรุงนั้นเองโดยได้เพิ่มตัวประมวลผลทางคณิตศาสตร์ (Math
co-processor) เพิ่มหน่วยความจำ Cache ภายใน CPU
ทำให้ 80486 ทำงานได้เร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด
แต่เนื่องจากว่า 80486 ที่มี math co-processor มีราคาค่อนข้างสูง Intel จึงได้ออก CPU
80486SX ซึ่ง ได้ถอด math co-processor ออก
(ตัว 80486 ที่มี math co-processor เรียกว่า
80486DX) ทำให้มีราคาถูกลง ตัว 80486
เองได้มีการปรับปรุงขึ้นมาอีกขั้นขึ้นการทำงานในลักษณะที่เรียกว่า Clock
doubling คือ เป็นการเพิ่ม Speed ของ Clock
ให้สูงขึ้น เช่น 80486DX/2 ทำงาน Clock
speed 40/50/60 MHz 80486DX4 ทำงานที่ Clock speed 100 MHz เป็นต้น จากการที่ Clock speed สูงขึ้น
บวกกับการที่ได้เพิ่มอุปกรณ์บางอย่างเช่น หน่วยความจำแคชที่มากขึ้น ทำให้ CPU
รุ่นนี้ได้รับความนิยมอยู่เป็นเวลานาน และทำให้มีบริษัทอื่น นอกจาก Intel
เริ่มเข้ามาผลิต CPU สำหรับ PC ออกมาแข่งขันกัน ได้แก่ Cylix และ AMD เป็นต้น
Pentium
เนื่องจากเริ่มมีบริษัทอื่นๆ
ผลิต CPU
สำหรับ PC ออกมาแข่งขันกับ Intel จึงทำให้ CPU รุ่นถัดมาของ Intel ไม่ใช้ชื่อเรียกเป็นหมายเลข ใช้เป็นชื่ออื่นแทน หลายท่านคงมีความเข้าใจ Pentium
เป็น CPU ขนาด 64 บิต
แต่จริงๆ แล้วไม่ใช่ เนื่องจาก Pentium จะออกแบบมาคล้ายๆ
กับใช้ 80486 สองตัวทำงานคู่ขนานกัน
ทำให้กลไกการทำงานทั้งภายในและนอกตัว CPU เป็น 64 บิตไปโดยปริยาย CPU ของค่ายอื่นที่ออกมาในช่วงนี้
ก็มี AMD K5, Cylix 6x86
Pentium MMX, AMD K6 3DNOW, Cylix 6X86MX
ก็
คือ Pentium
ที่เพิ่มความสามารถในเชิงมัลติมิเดีย (MMX สำหรับ
Pentium, 3DNOW สำหรับ AMD) และนอกจากนี้ยังได้เพิ่ม
หน่วยความจำแคช Level 2 เข้ามาในตัว CPU มากน้อยแตกต่างกันในแต่ละค่าย
Celeron,
PentiumII, Pentium III จะมีการเพิ่มส่วนขยาย MMX ออกไป ปรับสถาปัตยกรรมภายในใหม่ ทำให้มีการประมวลผลในเชิงจุดทศนิยมได้ละเอียดและถูกต้องมากขึ้น
เพิ่มความสามารถในเชิง 3 มิติเข้าไป ส่วน Celeron จะมีคุณสมบัติอื่นๆ เหมือนกับ Pentium เพียงแต่ตัด L2
(หน่วยความจำแคช ระดับ2) ออกไปให้น้อยกว่า
หรือไม่มีเลยในบางรุ่น ส่วน CPU ของค่ายอื่นๆ ก็ปรับปรุงขึ้นเป็น
AMD K6, AMD K7 ตามลำดับ นอกจากนี้ CPU ในตระกูลเหล่านี้ยังสามารถทำงานกับ Clock speed สูงๆ
ได้ 600 - 700 MHz เลยที่เดียว (แล้วแต่รุ่นของ CPU)
Intel Itanium และ AMD Sledgehammer
Intel Itanium
Intel
ได้ตั้งชื่ออย่างเป็นทางการให้กับ CPU 64
บิตของตัวเองว่า Itanium ซึ่ง Intel คาดว่าจะสามารถวางจำหน่าย
Itanium ได้ในช่วงครึ่งปีแรกของปี 2001
และมีเป้าหมายจะเข้ามาแทนที่ Pentium III Xeon ที่ใช้กับเครื่อง
Server หรือ Workstation ระดับสูงมากๆ
นักสังเกตคาดว่า ความเร็วของ Itanium รุ่นแรกๆ จะอยู่ที่ 733
MHz ซึ่งน่าผิดหวังเมื่อเทียบกับ Pentium รุ่นปัจจุบันที่ทำความเร็วได้มากกว่า
1 GHz แต่อย่างไรก็ตามด้วยสถาปัตยกรรมที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงของ
Itanium ทำให้ไม่สามารถเปรียบเทียบกันได้กับ Pentium ด้วยวิธีการเดิมๆ
ถึงแม้
ความเร็วเริ่มต้นของ Itanium
จะน้อยกว่าแต่ Intel ก็ได้ออกแบบให้ Itanium
ทำงานกับเลขทศนิยม 6 ล้าล้านคำสั่งต่อวินาที
หรือ 6G FLOPS (6 billion floating-point operation per second) Itanium จะมีหน่วยคำนวนเลขจำนวนเต็ม (Integer Unit) 4 ตัว
และหน่วยคำนวนเลขทศนิยม (Floating Point Unit) 2 ตัว มีแคช L1
32KB L2 96KB และสามารถเข้าถึง แคช L3
จากภายนอกได้ถึง 4MB มีรีจีสเตอร์ 128
ตัว และนอกจากนี้ Itanium ยังถูกออกแบบวงจร 0.18 ไมครอน และเป็น CPU แบบ Slot M โดยจะมี Clock Speed ของ Main board ที่ 266 MHz และนอกจากนี้ Intel ยังไม่ใช้สถาปัตยกรรม X86 ซึ่งเป็นสถาปัตยกรรมแบบดั่งเดิมของตัวเองอีกต่อไป
เนื่องจาก
ไม่ใช้สถาปัตยกรรม X86
Intel จึงได้ออกแบบ Itanium ให้มี X86 ฮาร์ดแวร์อีมูเลชั่น เพื่อให้ Itanium ทำงานได้กับ Software
ที่ยังคงใช้ชุดคำสั่ง X86 ที่มีอยู่ในปัจจุบัน
AMD Sledgehammer
AMD
Sledgehammer ได้วางเป้าหมายไว้ที่ตลาดระดับกลางและล่างของ Server
PC รวมไปถึง ไอเพาเวอร์เวิร์กสเตชั่น
โดยยังคงรักษาความเข้ากันได้กับชุดคำสั่ง X86
และยังวางแผนที่ขยายสถาปัตยกรรมของตัวเองให้ก้าวไปสู่ 64 บิต
โดยสถาปัตยกรรม X86-64 ของ AMD เอง
มีการคาดกันว่า Sledgehammer ตัวแรกจะมีความเร็วมากกว่า 1
GHz และ AMD วางแผนที่จะจำหน่ายสายย่อยSledge
ham ตัวแรกในช่วงครึ่งปีหลังของปี 2001
Sledgehammer
มีรีจีสเตอร์สำหรับคำนวนเลขทศนิยม 16 ตัว
มีรีจีสเตอร์สำหรับงานทั่วไป (General-purpose register GPR) 16 ตัว มีแคช L1 128KB L2 512 - 2MB เป็น CPU แบบ socket A ใช้ Main board ที่มี
Clock Speed 266 MHz และออกแบบวงจรขนาด 0.13 ไมครอน และใช้การเชื่อมต่อโดยทองแดงในขบวนการผลิต
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น