การทำงานของคอมพิวเตอร์
ใช้หลักการเก็บคำสั่งไว้ที่หน่วยความจำ
ซีพียูอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำมาแปลความหมายและกระทำตามเรียงกันไปทีละคำสั่ง
หน้าที่หลักของซีพียู
คือควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ
ตลอดจนทำการประมวลผล
กลไกการทำงานของซีพียู
มีความสลับซับซ้อน
ผู้พัฒนาซีพียูได้สร้างกลไกให้ทำงานได้ดีขึ้น
โดยแบ่งการทำงานเป็นส่วน ๆ
มีการทำงานแบบขนาน
และทำงานเหลื่อมกันเพื่อให้ทำงานได้เร็วขึ้น
การพัฒนาซีพียูก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว
และถูกพัฒนาให้อยู่ในรูปไมโครชิบที่เรียกว่าไมโครโพรเซสเซอร์
ไมโครโพรเซสเซอร์จึงเป็นหัวใจหลักของระบบคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ถึงไมโครคอมพิวเตอร์
ล้วนแล้วแต่ใช้ไมโครชิปเป็นซีพียูหลัก
ในเมนเฟรมคอมพิวเตอร์ เช่น ES9000
ของบริษัทไอบีเอ็มก็ใช้ไมโครชิปเป็นซีพียู
แต่อาจจะมีมากกว่าหนึ่งชิปประกอบรวมเป็นซีพียู
เทคโนโลยีไมโครโพรเซสเซอร์ได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว
โดยเริ่มจากปี พ.ศ. 2518
บริษัทอินเทลได้พัฒนาไมโครโพรเซสเซอร์ที่เป็นที่รู้จักกันดีคือ
ไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์ 8080 ซึ่งเป็นซีพียูขนาด 8 บิต
ซีพียูรุ่นนี้จะรับข้อมูลเข้ามาประมวลผลด้วยตัวเลขฐานสองครั้งละ
8 บิต
และทำงานภายใต้ระบบปฎิบัติการซีพีเอ็ม
(CP/M) ต่อมาบริษัทแอปเปิ้ลก็เลือกซีพียู 6502
ของบริษัทมอสเทคมาผลิตเป็นเครื่องแอปเปิ้ลทู
ได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในยุคนั้น
เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ในประเทศไทยส่วนมากเป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ซีพียูของตระกูลอินเทลที่พัฒนามาจาก
8088 8086 80286 80386 80486 และเพนเตียม
ตามลำดับ
การพัฒนาซีพียูตระกูลนี้เริ่มจาก
ซีพียูเบอร์ 8088 ต่อมาประมาณปี พ.ศ. 2524
มีการพัฒนาเป็นซีพียูแบบ 16 บิต
ที่มีการรับข้อมูลจากภายนอกทีละ
8 บิต
แต่การประมวลผลบวกลบคูณหารภายในจะกระทำทีละ
16 บิต
บริษัทไอบีเอ็มเลือกซีพียูตัวนี้เพราะอุปกรณ์ประกอบอื่น
ๆ ในสมัยนั้นยังเป็นระบบ 8 บิต
คอมพิวเตอร์รุ่นซีพียู 8088 แบบ 16 บิตนี้เรียกว่า
พีซี และเป็นพีซีรุ่นแรก
ขีดความสามารถของซีพียูที่จะต้องพิจารณา
นอกจากขีดความสามารถในการประมวลผลภายใน
การับส่งข้อมูลระหว่างซีพียูกับอุปกรณ์ภายนอกแล้ว
ยังต้องพิจารณาขีดความสามารถในการเข้าไปเขียนอ่านในหน่วยความจำด้วย
ซีพียู 8088
สามารถเขียนอ่านในหน่วยความจำได้สูงสุดเพียง
1 เมกะไบต์ (ประมาณหนึ่งล้านไบต์)
ซึ่งถือว่ามากในขณะนั้น
ความเร็วของการทำงานของซีพียูขึ้นอยู่กับการให้จังหวะที่เรียกว่า
สัญญาณนาฬิกาซีพียู 8088
ถูกกำหนดจังหวะด้วยสัญญาณนาฬิกาที่มีความเร็ว
4.77 ล้านรอบใบ 1 วินาทีหรือที่เรียกว่า 4.77
เมกะเฮิรตซ์ (MHz)
ซึ่งปัจจุบันถูกพัฒนาให้เร็วขึ้นเป็นลำดับ
ไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นพีซีได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมฮาร์ดดิสก์ลงไปและปรับปรุงซอฟต์แวร์ระบบและเรียกชื่อรุ่นว่า
พีซีเอ็กซ์ที (PC-XT)
ในพ.ศ. 2527
ไอบีเอ็มเสนอไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ที่ทำงานได้ดีกว่าเดิม
โดยใช้ชื่อรุ่นว่า พีซีเอที (PC-AT)
คอมพิวเตอร์รุ่นนี้ใช้ซีพียูเบอร์ 80286
ทำงานที่ความเร็วสูงขึ้นคือ 6
เมกะเฮิรตซ์
การทำงานของซีพียู 80286 ดีกว่าเดิมมาก
เพราะรับส่งข้อมูลกับอุปกรณ์ภายในเป็นแบบ
16 บิตเต็ม การประมวลผลก็เป็นแบบ 16 บิต
ทำงานด้วยความเร็วของจังหวะสัญญาณนาฬิกาสูงกว่า
และยังติดต่อเขียนอ่านกับหน่วยความจำได้มากกว่า
คือ ติดต่อได้สูงสุด 16 เมกะไบต์ หรือ 16
เท่าของคอมพิวเตอร์รุ่นพีซี
พัฒนาการของเครื่องพีซีเอทีทำให้ผู้ผลิตอื่นออกแบบเครื่องคอมพิวเตอร์ตามอย่างไอบีเอ็มโดยเพิ่มขีดความสามารถเฉพาะของตนเองเข้าไปอีก
เช่น ใช้สัญญาณนาฬิกาสูงเป็น 8 เมกะเฮริตซ์ 10
เมกะเฮิรตซ์ จนถึง 16 เมกะเฮิรตซ์
ไมโครคอมพิวเตอร์บนรากฐานของพีซีเอทีจึงมีผู้ใช้กันทั่วโลก
ยุคนี้จึงเป็นยุคที่ไมโครคอมพิวเตอร์แพร่หลายอย่างเต็มที่
ในพ.ศ. 2529
บริษัทอินเทลประกาศตัวซีพียูรุ่นใหม่ คือ 80386
หลายบริษัทรวมทั้งบริษัทไอบีเอ็มเร่งพัฒนาโดยนำเอาซีพียู
80386 มาเป็นซีพียูหลักของระบบ ซีพียู 80386
เพิ่มเติมขีดความสามารถอีกมาก เช่น
รับส่งข้อมูลครั้งละ 32 บิต
ประมวลผลครั้งละ 32 บิต
ติอต่อกับหน่วยความจำได้มากถึง 4 จิกะไบต์ (1
จิกะไบต์เท่ากับ 1024 บ้านไบต์)
จังหวะสัญญาณนาฬิกาเพิ่มได้สูงถึง 33 เมกะเฮิรตซ์
ขีดความสามารถสูงกว่าพีซีรุ่นเดิมมาก
และใน พ.ศ. 2530
บริษัทไอบีเอ็มเริ่มประกาศขายไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ที่ชื่อว่า
พีเอสทู (PS/2)
โดยมีโครงสร้างทางฮาร์ดแวร์ของระบบแตกต่างออกไปโดยเฉพาะระบบเส้นทางส่งถ่ายข้อมูลภายใน
(bus)
ผลปรากฎว่า
เครื่องคอมพิวเตอร์รุ่น 80386 ไม่เป็นที่นิยมมากนัก
ทั้งนี้เพราะยุคเริ่มต้นของเครื่องคอมพิวเตอร์ 80386
มีราคาแพงมาก ดังนั้นในพ.ศ. 2531
อินเทลต้องเอาใจลูกค้าในกลุ่มเอทีเดิม
คือลดขีดความสามารถของ 80386
ลงให้เหลือเพียง 80386SX
ซีพียู 80386SX
ใช้กับโครงสร้างเครื่องพีซีเอทีเดิมได้พอดีโดยแทบไม่ต้องดัดแปลงอะไร
ทั้งนี้เพราะโครงสร้างภายในซีพียูเป็นแบบ
80386
แต่โครงสร้างการติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอกใช้เส้นทางเพียงแค่
16 บิต ไมโครคอมพิวเตอร์ 80386SX
จึงเป็นที่นิยมเพราะมีราคาถูกและสามารถทดแทนเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นพีซีเอทีได้
ซีพียู 80486
เป็นพัฒนาการของอินเทลใน พ.ศ. 2532
และเริ่มใช้กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ในปีต่อมา
ความจริงแล้วซีพียู 80486
ไม่มีข้อเด่นอะไรมากนัก
เพียงแต่ใช้เทคโนโลยีการรวมชิป 80387
เข้ากับซีพียู 80386 ซึ่งชิป 80387
เป็นหน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์
และรวมเอาส่วนจัดการหน่วยความจำเข้าไว้ในชิป
ทำให้การทำงานโดยรวมรวดเร็วขึ้นอีก
 ในพ.ศ. 2535
อินเทลได้ผลิตซีพียูตัวใหม่ที่มีขีดความสามารถสูงขึ้น
ชื่อว่า เพนเตียม
การผลิตไมโครคอมพิวเตอร์จึงได้เปลี่ยนมาใช้ซีพียูเพนเตียม
ซึ่งเป็นซีพียูที่มีขีดความสามารถเชิงคำนวณสูงกว่าซีพียู
80486 มีความซับซ้อนกว่าเดิม
และใช้ระบบการส่งถ่ายข้อมูลได้ถึง 64
บิต
การพัฒนาทางด้านซีพียูเป็นไปอย่างต่อเนื่อง
ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นใหม่จะมีโครงสร้างที่ซับซ้อนยิ่งขึ้น
ใช้งานได้ดีมากขึ้น
และจะเป็นซีพียูในรุ่นที่ 6 ของบริษัทอินเทล
โดยมีชื่อว่า เพนเตียมทู
|
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น