Central Processing Unit ( CPU ) credit ขายอาหารเสริม

credit  ขายอาหารเสริมราคาส่ง อาหารเสริมราคาถูก 

1. บทนำ ((((ขายอาหารเสริม)))

ก่อนที่จะนำเครื่องคอมพิวเตอร์มาใช้ประโยชน์ในงานด้านใดๆก็ตามผู้ใช้จำเป็นอย่ายิ่งที่จะต้องเลือกใช้เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีความสามารถเหมาะสมกับงานแต่ละประเภท ทั้งนี้เพื่อประสิทธิภาพในการช่วยงานแต่ผู้ใช้และความเหมาะสมกับเทคโนโลยีที่จะนำมาใช้ ประกอบกับการพัฒนาบุคลากรเพื่อให้รู้จักการใช้ประโยชน์จากคอมพิวเตอร์เป็นเรื่องสำคัญประการหนึ่ง เนื่องจากเครื่องคอมพิวเตอร์อาจจะกลายเป็นอุปกรณ์ที่ไร้ค่าไปได้หากบุคลากรขาดความรู้ความสามารถในการใช้งานอย่างเต็มประสิทธิภาพ ดังนั้นการนำเครื่องคอมพิวเตอร์มาใช้ประโยชน์ควรมีการจัดการที่เหมาะสมในด้านต่างๆไม่ว่าจะเป็นความสามารถทางด้านฮาร์ดแวร์ ซอฟต์แวร์และความพร้อมของบุคลากร และเราควรจะทราบถึงส่วนประกอบเบื้องต้นของเครื่องคอมพิวเตอร์ว่าทำให้สามารถทำงานได้ว่ามีอะไรบ้าง ไไไไ ขายอาหารเสริม ไไไไ

หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU)  เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โปรเซสเซอร์ (Processor) หรือ ชิป (chip) เป็นอุปกรณ์ที่มีความสำคัญมากที่สุดของฮาร์ดแวร์เพราะมีหน้าที่ในการประมวลผลข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อน เข้ามาทางอุปกรณ์อินพุต ตามชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการใช้งาน ใใใ ขายอาหารเสริม ใใใ

1. ประวัติและความเป็นมา ppp อาหารเสริม qqq

ไมโครโปรเซสเซอร์กำเนิดขึ้นมาในช่วงต้นทศวรรษที่ 1970 โดยเกิดจากการนำเทคโนโลยี 2 อย่างมาพัฒนาร่วมกันซึ่งก็คือ เทคโนโลยีทางด้านดิจิตอลคอมพิวเตอร์ และ เทคโนโลยีทางด้านโซลิดสเตต (solidstate)

ช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2  ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ได้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้งานทางก้านการทหาร ไไไ ขายอาหารเสริม ไไไ

ช่วงกลางทศวรรษที่1940  ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้งานในด้านวิทยาศาสตร์ และธุรกิจ ในช่วงสงครามนี้ได้มีการศึกษาการทำงานของดิจิตอลคอมพิวเตอร์ที่มีความเร็วสูง (มีชื่อว่า วงจรแบบพัลส์ (pulse circuit) ที่ใช้ในเรดาร์) ทำให้เราเข้าใจดิจิตอลคอมพิวเตอร์มากขึ้น ภายหลังสงครามได้มีการค้นคว้าเกี่ยวกับคูณสมบัติทางกายภายของโซลิดสเตตอย่างมากจนกระทั่งในปีค.ศ. 1948นักวิทยาศาสตร์ที่ห้องเบลล์แล็บ (Bell laboratory) ได้ประดิษฐ์ทรานซิสเตอร์ที่ทำจากโซลิดสเตต

ช่วงต้นทศวรรษที่ 1950 เริ่มมีการผลิตดิจิตอลคอมพิวเตอร์ขึ้นเพื่อใช้งานโดยทั่ว ๆ ไป ซึ่งทำมาจากหลอดสูญญากาศหลอดสูญญากาศเหล่านี้เป็นส่วนประกอบสำคัญ ของดิจิตอลคอมพิวเตอร์ ซึ่งเราจะนำไปสร้างเป็นวงจรพื้นฐาน เช่น เกต (gate) แปละฟลิปฟลอป (flip-flop) โดยเราจะนำเกตและฟลิปฟลอปหลาย ๆ อันมารวมกันเพื่อใช้ในการสร้างวงจรคำนวณ หน่วยความจำ และอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุตของดิจิตอลคอมพิวเตอร์  ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ตัวหนึ่ง ๆ จะมีวงจรต่าง ๆ อยู่มากมาย ในช่วงแรกวงจรต่าง ๆจะสร้างขึ้นจาก หลอดสูญญากาศ จึงทำให้ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ในช่วงแรก ๆมีขนาดใหญ่และเนื่องจาก หลอดสูญญากาศ นี้เมื่อใช้งานนานๆจะร้อนดังนั้นเราจึงต้องติดตั้งระบบระบายความร้อน เข้าไปด้วย ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสูญญากาศนี้มักเชื่อถือไม่ค่อยได้ เมื่อเทียบกับมาตรฐานของคอมพิวเตอร์ในปัจจุบันการใช้หลอดสูญญากาศนี้เป็นส่วนประกอบ ของดิจิตอลคอมพิวเตอร์ ทำให้ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ช่วงแรกมีราคาแพงและยากต่อการดูแลรักษา ข้อเสียต่าง ๆ ของหลอดสูญญากาศนี้ทำให้เราพัฒนาดิจิตอลคอมพิวเตอร์ในช่วงแรงไปได้ช้ามาก  คอมพิวเตอร์ช่วงแรก ๆ ยังไม่มีที่สำหรับเก็บโปรแกรม แต่จะมีที่ไว้สำหรับเก็บข้อมูลเท่านั้น

ช่วงปลายทศวรรษที่ 1940 จนถึงต้นทศวรรษที่ 1950  การใช้งานคอมพิวเตอร์จะทำการโปรแกรมโดยวิธีที่เรียกว่า พาตช์คอร์ด (patch - cord) ซึ่งโปรแกรมเมอร์จะต้องเป็นผู้นำสายต่อเข้ากับเครื่องเพื่อบอกให้เครื่องรู้ว่าจะต้องทำการ ประมวลผลข้อมูลอย่างไร โดยหน่วยความจำของเครื่องจะมีไว้สำหรับเก็บข้อมูลเท่านั้น คอมพิวเตอร์ในช่วงหลัง ๆ จะมีที่สำหรับเก็บโปรแกรม ซึ่งก็หมายความว่า ขั้นตอนการทำงานของคอมพิวเตอร์จะถูกจัดเก็บอยู่ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ด้วย การที่เราจะทราบว่าข้อมูลในตำแหน่งใดเป็นขั้นตอนการทำงานหรือเป็นข้อมูลที่มีไว้สำหรับประมวลผลก็โดยการตรวจสอบดูข้อมูลนั้นว่าอยู่ที่ตำแหน่งใด (ซึ่งเราจะต้องทราบว่าเราเก็บข้อมูลต่าง ๆ ที่ตำแหน่งใดและเก็บโปรแกรมที่ตำแหน่งใด) ความคิดเกี่ยวกับที่เก็บโปรแกรมนี้เป็นสิ่งจำเป็นอย่างมาก รวมทั้งเป็นพื้นฐานที่สำคัญตัวหนึ่งในสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

ในช่วงทศวรรษที่ 1950 ได้มีการค้นคว้าและทดลองโซลิดสเตตกันอย่างจริงจัง ทำให้ได้รู้จักสารกึ่งตัวนำมากยิ่งขึ้น ได้มีการนำสารซิลิคอนมาทดแทนสารเจอร์เมเนียม ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่สำคัญในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ (semiconductor) ทำให้ช่วยลดต้นทุนการผลิตลงเนื่องจากสารซิลิคอนหาได้ง่ายกว่าสารเจอร์เมเนียม และการผลิตทรานซิสเตอร์ (transistor) ที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำจำนวนมากก็จะช่วยทำให้หาง่าย และมีราคาถูกลง

ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1950  นักออกแบบดิจิตอลคอมพิวเตอร์ได้นำทรานซิสเตอร์มาใช้แทนหลอดสูญญากาศ โดยวงจรต่าง ๆ ก็ยังคงใช้ทรานซิสเตอร์หลายตัวในการทำงาน แต่คอมพิวเตอร์ที่ทำจากทรานซิสเตอร์นี้จะมีขนาดเล็กกว่าเย็นกว่า และน่าเชื่อถือมากกว่าคอมพิวเตอร์ที่ทำจากหลอดสูญญากาศ

ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1960 แนวทางการสร้างคอมพิวเตอร์จากโซลิดสเตตได้แยกออกเป็น 2 แนวทาง แนวทางหนึ่งคือ การสร้างคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่ต้องอยู่ในห้องที่มีเครื่องปรับอากาศ ซึ่งสร้างโดยบริษัทยักษ์ใหญ่ เช่น บริษัท IBM,Burroughs และ Honeywell เครื่องคอมพิวเตอร์ประเภทนี้สามารถประมวลผลได้ทีละมาก ๆ และจะถูกนำไปใช้งานทางด้านการพาณิชย์และด้านวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่เหล่านี้จะมีคราคาแพงมาก เพื่อที่จะให้คุ้มกับราคาจึงต้องใช้งานมันตลอดเวลา มีวิธีการอยู่ 2 วิธีในการที่จะใช้งานคอมพิวเตอร์ได้อย่างคุ้มค่าที่สุด นั่นก็คือวิธีแบตช์โหมด (batch mode) และไทม์แชริ่งโหมด (timesharing mode) วิธีแบตช์โหมดคือการที่งานขนาดใหญ่เพียง 1 ชิ้นจะถูกทำในทีเดียว และงานชิ้นต่อไปจะถูกทำทันทีเมื่องานชิ้นนี้เสร็จ ส่วนวิธีไทม์แชริ่งโหมดคือการทำงานหลาย ๆ ชิ้นพร้อมกัน โดยแบ่งงานนั้นออกเป็นส่วน ๆ และผลัดกันทำทีละส่วน อีกแนวทางหนึ่งคือ การสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีขนาดเล็กกว่า โดยมีขนาดเท่าโต๊ะ เรียกว่า มินิคอมพิวเตอร์ (minicomputer) ซึ่งมีความสามารถไม่เท่ากับเครื่องขนาดใหญ่แต่มีราคาถูกกว่า และสามารถทำงานที่มีประโยชน์ได้มาก ดิจิตอลคอมพิวเตอร์ถูกนำไปใช้งานในห้องแล็บ นักวิทยาศาสตร์จะใช้ดีดิเคตคอมพิวเตอร์ (dedicated computer)ซึ่งก็คือคอมพิวเตอร์ ที่ทำงานได้อย่างเดียวแทนที่จะใช้คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่สามารถทำงานที่แตกต่างกันได้หลายอย่าง โซลิดสเตตยังคงถูกพัฒนาต่อไปควบคู่กับดิจิตอลคอมพิวเตอร์ แต่ในปัจจุบันเทคโนโลยีทั้งสองนี้ มีความเกี่ยวดองกันมากขึ้น การที่คอมพิวเตอร์มีวงจรพื้นฐานที่คล้ายกันจึงทำให้อุตสาหกรรม ด้านสารกึ่งตัวนำทำการผลิตวงจรที่สามารถนำไปใช้กับคอมพิวเตอร์พื้นฐานเดียวกันได้  ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1960 ได้มีการนำทรานซิสเตอร์หลาย ๆ ตัวมาบรรจุลงในซิลิคอนเพียงตัวเดียว โดยทรานซิสเตอร์แต่ละตัวจะถูกเชื่อมต่อกันโดยโลหะขนาดเล็กเพื่อสร้างเป็นวงจรแบบต่าง ๆ เช่น เกต ฟลิปฟลอป รีจิสเตอร์ วงจรบวก วงจรที่สร้างจากเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์แบบใหม่นี้เรียกว่า ไอซี (integrated circuit : IC)  ในทศวรรษ1964 บริษัท IBM ได้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์โดยใช้เทคโนโลยี IC (Integrated circuit) เป็นเครื่อง Mainframe เครื่องแรก มีชื่อว่า System/360 ซึ่งสามารถที่จะเพิ่มอุปกรณ์ทาง input/output และ Auxiliary Storage Device ได้

ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1960 ได้มีการผลิตไอซีพื้นฐานที่เป็นแบบ small และ medium scale integration (SSI และ MSI) ทำให้นักออกแบบสามารถเลือกใช้งานไอซีได้หลายแบบ เทคโนโลยีไดซีนี้ถูกแลักดันออก 2 แนวทางคือ การพัฒนาทางด้านเทคนิคเพื่อลดต้นทุนการผลิต และอีกแนวทางหนึ่งก็คือการเพิ่มความซับซ้อนให้กับวงจร การนำไอซีมาใช้ในมินิคอมพิวเตอร์ทำให้มีความสามารถสูงขึ้น มินิคอมพิวเตอร์ขนาดเท่าโต๊ะ  ในช่วงทศวรรษที่ 1960 นั้นมีประสิทธิภาพพอ กับคอมพิวเตอร์ขนาดเท่าห้องในช่วงปลายทศวรรษ ที่ 1950 และมินิคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ขนาดเท่าลิ้นชักราคา 10,000 ดอลลาร์ มีประสิทธิภาพพอ ๆ กับมินิคอมพิวเตอร์รุ่นเก่าขนาดเท่าโต๊ะที่มีราคาถึง 100,000 ดอลลาร์

จากที่กล่าวมาแล้วว่าเทคโนโลยีไอซีมีการพัฒนามาตั้งแต่กลางทศวรรษที่ 1960โดยในช่วงปลาย ทศวรรษที่ 1960 และต้นทศวรรษที่ 1970 ได้เริ่มนำเอาวงจรดิจิตอลมาสร้างรวมกัน และบรรจุอยู่ในไอซีเพียงตัวเดียวเราเรียกไอซีตัวนี้ว่า large-scale integration (LSI) และในช่วงทศวรรษที่1980ได้มีการนำเอาทรานซิสเตอร์มากกว่า100,000ตัวมาใส่ลงใน ไอซีเพียงตัวเดียว เราเรียกไอซีตัวนี้ว่า very large-scale integration (VLSI) ซึ่งเป็นที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย

วงจร LSI ในตอนแรกนั้นถูกผลิตขึ้นเพื่อใช้กับงานเฉพาะอย่าง แต่ก็มีวงจร LSI บางชนิดที่ถูกผลิตขึ้น เพื่อใช้กับงานทั่ว ๆ ไป เราจะเห็นการพัฒนาของวงจร LSI ได้อย่างชัดเจน โดยดูได้จากการพัฒนา ของเครื่องคิดเลข โดยเครื่องคิดเลขเริ่มแรกจะใช้ไอซีจำนวน 75 ถึง 100 ตัว ต่อมาวงจร LSI ชนิดพิเศษได้ถูกนำมาแทนที่ไอซีเหล่านี้ โดยใช้วงจร LSI นี้เพียง 5 ถึง 6 ตัว และต่อมาช่วงกลางทศวรรษที่ 1970 วงจร LSI เพียงตัวเดียวก็สามารถ ใช้แทนการทำงานทั้งหมดของเครื่องคิดเลขได้ หลังจากที่วงจรคำนวณได้ถูกลดขนาดลง สถาปัตยกรรมของคอมพิวเตอร์ก็ถูกลดขนาดลงด้วย โดยเหลือเป็นไอซีเพียงตัวเดียว และเราเรียกว่า ไมโครโปรเซสเซอร์ (microprocessor) เราสามารถโปรแกรมไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อให้มันทำงานเฉพาะอย่างได้ ดังนั้นมันจึงถูกนำไปใช้เป็น ส่วนประกอบที่สำคัญในสินค้า เช่น ในเตาอบไมโครเวฟ เครื่องโทรศัพท์ ระบบควบคุมอัตโนมัติ เป็นต้น

ช่วงต้นทศวรรษที่ 1970 ได้มีการปรับปรุงสถาปัตยกรรมของไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อเพิ่มความเร็ว และเพิ่มประสิทธิภาพในการคำนวณ ไมโครโปรเซสเซอร์ช่วงแรกจะประมวลผลข้อมูลทีละ 4บิต หรือเรียกว่าใช้เวิร์ดข้อมูลขนาด 4 บิตซึ่งทำงานได้ช้าแต่ต่อมาได้มีการพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ใหม่ ที่ทำงานได้เร็วขึ้น ซึ่งก็คือ ไมโครโปรเซสเซอร์ขนาด 8 บิต และพัฒนาจนเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ขนาด 16 บิต และ 32 บิตในที่สุด

ชุดคำสั่ง (instruction set) ในไมโครโปรเซสเซอร์จะมีขนาดเพิ่มขึ้น และมีความซับซ้อนมากขึ้น เมื่อจำนวนบิตของไมโครโปรเซสเซอร์เพิ่มขึ้น ไมโครโปรเซสเซอร์บางตัวจะมีความสามารถพอ ๆ กับหรือเหนือกว่ามินิคอมพิวเตอร์ทั่วไป

ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1980 ได้มีการพัฒนาระบบไมโครโปรเซสเซอร์ขนาด 8 บิตที่มีหน่วยความจำ และมีความสามารถในการติดต่อสื่อสาร ระบบนี้มีชื่อเรียกว่า ไมโครคอมพิวเตอร์ (microcomputer) หรือไมโครโปรเซสเซอร์ชิปเดี่ยว ซึ่งได้มีการนำไปใช้อย่างแพร่หลาย เพื่อควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่น คีย์บอร์ด เครื่องเล่นวีดีโอเทป โทรทัศน์ เตาอบไมโครเวฟ โทรศัพท์ที่มีความสามารถสูง และอุปกรณ์ต่าง ๆ ในด้านอุตสาหกรรม

2. ประเภทสถาปัตยกรรม

คอมพิวเตอร์จะทำงานตามโปรแกรมหรือชุดคำส่งที่เราป้อนเข้าไป โดยโปรแกรมหรือชุดคำสั่งดังกล่าวจะเป็นตัวบอกว่า คอมพิวเตอร์จะทำการประมวลผลข้อมูลอย่างไร การที่มันจะทำงานได้นั้นจะต้องประกอบด้วยหน่วยประมวลผลหน่วยความจำ และอุปกรณ์อินพุต / เอาต์พุต สิ่งที่กล่าวมานี้รวมเข้าด้วยกันเราเรียกว่า สถาปัตยกรรม   ในช่วงกลางของปี ค.ศ. 1990 โพรเซสเซอร์ หรือจะเรียกสั้นๆว่า ซีพียู มีการออกแบบสถาปัตยกรรมแยกออกเป็น 2 รูปแบบ สถาปัตยกรรมแรกเป็นแบบ CISC : Complex Instruction Set Computing และสถาปัตยกรรมแบบที่สอง เป็นแบบ RISC : Reduces Instruction Set Computingโดยสถาปัตยกรรมการออกแบบซีพียูนั้นมีผลต่อการทำงานเป็นอย่างมาก ซึ่งแต่ละแบบมีรายละเอียดดังนี้

3.1 สถาปัตยกรรมแบบ CISC : Complex Instruction Set Computing

เป็นสถาปัตยกรรมการออกแบบซีพียูที่ใช้ในเครื่องพีซียูทั่วๆไป  แต่เดิมแนวความคิดที่จะทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็วขึ้น จะใช้วิธีการเพิ่มขีดความสามารถของคำสั่งทำให้คำสั่งหนึ่งต้องทำงานเพิ่มขึ้นและซับซ้อนขึ้น ด้วยวิธีนี้ทำให้สถาปัตยกรรมของตัวซีพียูต้องสนับสนุนชุดคำสั่งใหม่ๆเพิ่มขึ้น  ประกอบกับ ไซเคิล (Cycle) การทำงานของแต่ละคำสั่งจะใช้จำนวนไซเคิลไม่เท่ากัน  บางคำสั่งทำงานเสร็จภาคในไซเคิลเดียว  บางคำสั่งต้องใช้หลายไซเคิล  ความคิดนี้จึงกลายมาเป็นคอมพิวเตอร์ในกลุ่ม CISC และความคิดนี้ได้พัฒนาต่อเนื่องมาเป็นลำดับจนถึงปัจจุบัน  ซีพียูหลายตัว  เช่น  80386 80486 จนมาถึง Pentium 4 ก็ใช้แนวความคิดนี้ สถาปัตยกรรมแบบนี้จะทำให้การออกแบบวงจรภายในซับซ้อนมาก  แต่ง่ายกับโปรกแกรมเมอร์ในการเรียนรู้คำสั่ง เพราะการประมวลผลทั้งหมดจะกระทำในตัวซีพียู ซึ่งถ้าคำสั่งซับซ้อนมากๆก็จะทำให้การประมวลผลช้า

3.2 สถาปัตยกรรมแบบ RISC : Reduces Instruction Set Computing

ในราว ปี ค.ศ. 1975 กลุ่มนักวิจัยแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย  ได้พัฒนาซีพียูที่มีสถาปัตยกรรมแบบ RISC  :  Reduces Instruction Set Computing โดยให้ซีพียูทำงานด้วยไซเคิลที่แน่นอน  และลดจำนวนคำสั่งลงให้เหลือคำสั่งพื้นฐานมากที่สุด  แล้วใช้หลักการทำงานแบบไปป์ไลน์ (Pipeline) จึงนับว่าเป็นสถาปัตยกรรมที่ได้ทำการแก้ปัญหาของ CISC  โดยใช้การประมวลผลแบบง่ายๆ แต่หันไปพัฒนาประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์ให้มีความเร็วสูงขึ้น  เนื่องจากการออกแบบซีพียูไม่ซับซ้อนเหมือนอย่าง CISC จึงง่ายต่อการพัฒนาประสิทธิภาพของฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์แบบ RISC จึงทำงานได้เร็ว  ซึ่งต่อมาบริษัทซันไมโครซิสเต็มก็นำมาใช้เป็นซีพียูหลักในเครื่อง SPARC และมันจะพบได้ในเครื่องระดับเวิร์คสเตชันขึ้นไป  

  

 4. โครงสร้างสถาปัตยกรรมและหลักการทำงาน

การทำงานของ CPU นั้นจะมีโครงสร้างการทำงานภายในประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก ๆ ได้แก่

-  ส่วนการคำนวณทางคณิตศาสตร์และตรรกะศาสตร์(Arithmetic/Logic Unit)  

-  ส่วนควบคุม(Control Unit) เป็นศูนย์กลางการควบคุมการทำงานภายในหน่วยประมวลผลคำนวณต่างๆ

รูปที่ 1 แสดงโครงสร้างของสถาปัตยกรรมภายในซีพียู ( สุนันทา  วงศ์จตุรภัทร , 2548  )

4.1       หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic & Logical Unit : ALU)

หน่วยคำนวณตรรกะ ทำหน้าที่เหมือนกับเครื่องคำนวณอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์โดยทำงานเกี่ยวข้องกับ การคำนวณทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร นอกจากนี้หน่วยคำนวณและตรรกะของคอมพิวเตอร์ ยังมีความสามารถอีกอย่างหนึ่งที่เครื่องคำนวณธรรมดาไม่มี คือ ความสามารถในเชิงตรรกะศาสตร์ หมายถึง ความสามารถในการเปรียบเทียบตามเงื่อนไข และกฎเกณฑ์ทางคณิตศาสตร์ เพื่อให้ได้คำตอบออกมาว่าเงื่อนไข นั้นเป็น จริง หรือ เท็จ เช่น เปรียบเทียบมากว่า น้อยกว่า เท่ากัน ไม่เท่ากัน ของจำนวน 2 จำนวน เป็นต้น ซึ่งการเปรียบเทียบนี้มักจะใช้ในการเลือกทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ จะทำตามคำสั่งใดของโปรแกรมเป็น คำสั่งต่อไป

ส่วนคำนวณเป็นส่วนประมวลผล ซึ่งนับว่าเป็นส่วนที่สำคัญที่สุด หรือ "หัวใจ" ของเครื่องคอมพิวเตอร์ ส่วนคำนวณทำหน้าที่ใหญ่ ๆ สองประการ คือ ประการแรกทำการบวก ลบ คูณ และหาร ประการที่สองคือ ทำหน้าที่ตัดสินใจว่าข้อมูลส่วนใหญ่หรือเล็กกว่าอีกข้อมูลหนึ่ง หน้าที่ทั้งสองประการนี้สามารถปฎิบัติการเป็นผลสำเร็จได้โดยอาศัยวงจรตรรกอันเป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ จึงทำให้ส่วนคำนวณนี้มีชื่อเรียกอีกอย่างหนึ่งว่า ส่วนคำนวณตรรกะ (arithmetic logic unit; ALU) นอกจากนี้ ส่วนคำนวณสามารถเลื่อนข้อมูลไปทางซ้าย หรือทางขวา เก็บหรือย้ายข้อมูลไปยังส่วนอื่น ๆ ของส่วนควบคุมกลางได้ วงจรตรรกะ (logic circuits) เป็นวงจรทางอิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ส่วนประกอบ เช่น ตัวความต้านทาน ตัวเก็บประจุ ไดโอด ทรานซิสเตอร์ ฯลฯ มาจัดให้สามารถทำงานแทนการคำนวณทางตรรกะได้ โดยใช้ "การมีสัญญาณไฟฟ้า" และ "ไม่มีสัญญาณไฟฟ้า" แทนสภาวะตรรกะ "จริง" และ "เท็จ" หรือ "1" กับ "0"

รูปที่ 2 แสดงหน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์หรือ ALU ( สุนันทา  วงศ์จตุรภัทร , 2548)

4.1       หน่วยควบคุม (Control Unit)

หน่วยควบคุมทำหน้าที่คงบคุมลำดับขั้นตอนการการประมวลผลและการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ภายใน หน่วยประมวลผลกลาง และรวมไปถึงการประสานงานในการทำงานร่วมกันระหว่างหน่วยประมวลผลกลาง กับอุปกรณ์นำเข้าข้อมูล อุปกรณ์แสดงผล และหน่วยความจำสำรองด้วย เมื่อผู้ใช้ต้องการประมวลผล ตามชุดคำสั่งใด ผู้ใช้จะต้องส่งข้อมูลและชุดคำสั่งนั้น ๆ เข้าสู่ระบบ คอมพิวเตอร์เสียก่อน โดยข้อมูล และชุดคำสั่งดังกล่าวจะถูกนำไปเก็บไว้ในหน่วยความจำหลักก่อน จากนั้นหน่วยควบคุมจะดึงคำสั่งจาก ชุดคำสั่งที่มีอยู่ในหน่วยความจำหลักออกมาทีละคำสั่งเพื่อทำการแปล ความหมายว่าคำสั่งดังกล่าวสั่งให้ ฮาร์ดแวร์ส่วนใด ทำงานอะไรกับข้อมูลตัวใด เมื่อทราบความหมายของ คำสั่งนั้นแล้ว หน่วยควบคุมก็จะส่ง สัญญาณคำสั่งไปยังฮาร์ดแวร์ ส่วนที่ทำหน้าที่ ในการประมวลผลดังกล่าว ให้ทำตามคำสั่งนั้น ๆ เช่น ถ้าคำสั่ง ที่เข้ามานั้นเป็นคำสั่งเกี่ยวกับการคำนวณ หน่วยควบคุมจะส่งสัญญาณ คำสั่งไปยังหน่วยคำนวณและตรรกะ ให้ทำงาน หน่วยคำนวณและตรรกะก็จะไปทำการดึงข้อมูลจาก หน่วยความจำหลักเข้ามาประมวลผล ตามคำสั่งแล้วนำผลลัพธ์ที่ได้ไปแสดงยังอุปกรณ์แสดงผล หน่วยควบคุมจึงจะส่งสัญญาณคำสั่งไปยัง อุปกรณ์แสดงผลลัพธ์ ที่กำหนดให้ดึงข้อมูลจากหน่วยความจำหลัก ออกไปแสดงให้เห็นผลลัพธ์ดังกล่าว อีกต่อหนึ่ง

ส่วนควบคุมทำหน้าที่ควบคุมการทำงานส่วนต่าง ๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ซึ่งขึ้นอยู่กับการออกแบบ เช่น วิธีการทำงานของสัญญาณตามแบบอนุกรมหรือแบบขนานชนิดของส่วนความจำ ชนิดของส่วนรับงานและแสดงผล ฯลฯ ให้ทำงานประสานกัน และถูกต้องตามขั้นตอนที่ได้รับคำสั่งมา คำสั่งนี้จะอยู่กับข้อมูลที่ใช้ประมวลผลในส่วนความจำตามตำแหน่งต่าง ๆ ที่ต้องระบุให้ถูกต้องเหมือนกับเลขที่บ้านของเราทั่ว ๆ ไป เรียกว่า "แอดเดรส" (address) สมมติว่าเราเลือกใช้คำสั่งคำหนึ่งประกอบด้วย 18 บิต 6 บิตแรกเป็นคำสั่งให้เครื่องทำ เช่น บวก ลบ คูณ หาร อ่าน พิมพ์ หยุด ฯลฯ เรียกว่า "รหัสคำสั่ง" (operation code = op code) 3 บิตต่อมาจัดไว้เพื่อใช้กับลักษณะการทำงานพิเศษ และ 9 บิตสุดท้ายเป็นข้อมูลที่ใช้ประมวลผลหรือเป็น แอดเดรสก็ได้ เรียกว่า

ออเพอแรนด์ (operand)  โดยพื้นฐานทั่วไป ส่วนควบคุมจะทำงานเป็น 2 จังหวะ คือ จังหวะแรก รับคำสั่ง (fetch) จังหวะที่สองปฏิบัติ (execute)
       1. รับคำสั่ง ในจังหวะแรกนี้ ชุดคำสั่งจะถูกดึงจากส่วนความจำเข้าสู่ส่วนควบคุมแล้วแยกออกเป็นสองส่วน คือ ส่วนที่เป็นรหัสคำสั่ง จะแยกไปยังส่วนที่มีชื่อเรียกว่า วงจรสร้างสัญญาณ (decoder) เพื่อเตรียมทำงานในจังหวะที่สอง และส่วนที่เป็นออเพอแรนด์ จะแยกออกไปยังวงจรอีกส่วนหนึ่ง เพื่อปฎิบัติให้เสร็จสิ้นในจังหวะแรกแล้วเตรียมพร้อมที่จะทำงานในจังหวะต่อไปเมื่อได้รับสัญญาณควบคุมส่งมาบังคับ

       2. ปฏิบัติ  เมื่อจังหวะแรกได้เสร็จสิ้นไปแล้ว วงจรควบคุมจะสร้างสัญญาณขึ้นเพื่อส่งไปควบคุมส่วนต่าง ๆ ของเครื่องคอมพิวเตอร์ตามรหัสคำสั่งที่ได้รับมา เช่น การบวก ลบ คูณ หาร หรือย้ายข้อมูล เครื่องคอมพิวเตอร์หลายแบบใช้วงจรควบคุมที่เป็นวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่สร้างเสร็จเรียบร้อยติดไว้ในเครื่อง เครื่องคำนวณ จะเก็บสัญญาณควบคุมเหล่านี้ไว้ในส่วนความจำพิเศษที่เรียกว่า รอม (ROM)

4.3 หลักการทำงาน

ซีพียูจะดำเนินการกับข้อมูลที่เก็บอยู่ในหน่วยความจำในหน่วยของไบต์ ซึ่งข้อมูลตังกล่าวนั้นอาจจะเป็นไปได้ทั้งข้อมูลและชุดคำสั่งที่อยู่ในรูปของเลขฐานสอง ซึ่งจะใช้การจับกลุ่มของเลข 0 และ 1 สร้างเป็นรหัสใช้แทนตัวอักษร ตัวเลข สัญลักษณ์ต่างๆ โดยชุดสั่ง จะบอกให้ซีพียูรู้ว่า จะต้องทำอย่างไรกับข้อมูล เช่น การบวกหรือลบ เลข หรือการเคลื่อนย้ายข้อมูล  ซีพียูจะทำหน้าที่หลักๆ 3 อย่างด้วยกันคือ การอ่านข้อมูล การจัดการกับข้อมูล และการเขียนข้อมูลลงไปในหน่วยความจำ แต่หน้าที่หลักจากๆ ของซีพียูคือการประมวลผลข้อมูล ซึ่งมีกระบวนการพื้นฐานอยู่ 3 ขั้นตอน ได้แก่ การอ่านคำสั่ง Fetch การแปลความหมายคำสั่ง Decode และการปฏิบัติการตามคำสั่ง Execute เราเรียกขั้นตอนนี้ว่า Fetch Execute Cycle

 รูปที่ 3  แสดงขั้นตอนการทำงานของ CPU( สุนันทา  วงศ์จตุรภัทร , 2548 )

หลังจากที่ทำการ Execute เสร็จแล้ว ต่อไปหน่วยประมวลผลก็จะกลับไปเริ่มต้นกระบวนการใหม่ตั้งแต่การ Fetch จนถึง Execute วนไปเรื่อยๆเป็นวัฎจักร

5. การเชื่อมต่อและส่วนที่เกี่ยวข้องกับการส่งข้อมูลของ CPU

5.1 เส้นทางเดินข้อมูลหรือสัญญาณ (bus)

ในการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ จำเป็นต้องมีระบบบัสซึ่งเป็นเส้นทางขนส่งข้อมูล และสัญญาณต่างๆ เพื่อให้อุปกรณ์ภายในคอมพิวเตอร์สามารถติดต่อสื่อสาร และแลกเปลี่ยนข้อมูลกันได้นั่นเอง ก็จะคล้ายกับเส้นเลือดในร่างกายของมนุษย์ บัสที่เชื่อมระหว่างอุปกรณ์ต่างๆเพื่อใช้ในการติดต่อสื่อสารนั้น จะมีการตั้งชื่อเอาไว้ด้วย โดยเรียกตามวัตถุประสงค์ของการใช้งาน ไม่ต่างกับการเรียกชื่อถนนในที่ต่างๆทำให้ทราบตรงกันว่ากำลังพูดถึงเส้นทางหรือถนนไหนนั่นเอง แต่โดยหลักๆแล้วมีอยู่ 3 ประเภทได้แก่ Address bus, Data bus, Control bus

รูปที่ 4 แสดงโครงสร้างของ bus  (se-ed.net , 2546)

         

       5.1.1 แอดเดรสบัส (Address bus)

ใช้ส่งข้อมูลประเภทที่อยู่ (Address) ของอุปกรณ์ต้นทาง (Source) และอุปกรณ์ปลายทาง (Destination) เพื่อเป็นแหล่งอ้างอิงก่อนที่จะทำการส่งข้อมูลบน Data bus ขนาดของแอดเดรสบัสแยกตามรุ่นของโพรเซสเซอร์

โพรเซสเซอร์	จำนวนเส้นของแอดเดรสบัส	อ้างตำแหน่งหน่วยความจำสูงสุด
80286	24	16 MB
80386 และ 80486	32	4 GB
Pentium	32	4 GB
Pentium Pro	36	64 GB
Pentium II และ III	36	64 GB
Pentium II Xeon และIII X eon	36	64 GB

ตารางที่ 1 แสดงการเปรียบเทียบ Address bus(se-ed.net , 2546)

       5.1.2 ดาต้าบัส Data bus

ดาต้าบัส คือเส้นทางที่เชื่อมระหว่างโพรเซสเซอร์ กับหน่วยความจำ หรือหน่วยความจำกับอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุต ขนาดของดาต้าบัสแยกตามชนิดของโพรเซสเซอร์

โพรเซสเซอร์	ขนาดของดาต้าบัส
80286	16 บิต
80386 และ 80486	32 บิต
Pentium และ Pentium Pro	64 บิต
Pentium II และ III	64 บิต
Pentium II Xeon และIII X eon	64 บิต
Pentium 4	64 บิต

ตารางที่ 2 แสดงการเปรียบเทียบ Data bus(se-ed.net , 2546)

      5.1.3 คอนโทรลบัส (Control bus)

                                                คอนโทรลบัส คือทางเดินสำหรับสัญญาณควบคุมการทำงานของส่วนต่างๆ ระหว่างโพรเซสเซอร์กับหน่วยความจำและอุปกรณ์อินพุต / เอาต์พุต

                                                 

5.2 หน่วยความจำแคช (Cache Memory)

เนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตวงจรรวม (Integrated Circuit) พัฒนาไปเร็วมาก ทำให้ซีพียูที่ผลิตออกมานับวันจะมีความเร็วสูงขึ้นเรื่อยๆ จึงทำให้เกิดปัญหาด้านความเร็วที่ต่างกันระหว่างซีพียูกับแรมมีมากขึ้นตามไปด้วย เป็นเหตุให้ประสิทธิภาพการทำงานของซีพียูต่ำลง เนื่องจากซีพียูไม่สามารถทำงานได้เต็มขีดความสามารถของมัน จึงเกิดแนวความคิดที่จะสร้างแคช Cache ขึ้นภายในซีพียู ซึ่งแคชก็คือหน่วยความจำขนาดเล็กที่มีความเร็วสูงมากๆ

หน้าที่ของแคชก็คือ จดจำคำสั่งและผลลัพธ์ที่ใช้บ่อยๆ ไว้ เพื่อใช้ในการประมวลผลคราวต่อๆไป ซีพียูจะได้ไม่ต้องเสียเวลาประมวลผลซ้ำอีก ยิ่งมีขนาดของแคชใหญ่ ก็ยิ่งจดจำคำสั่งได้มากขึ้น การเก็บข้อมูลภายในแคชนั้นไม่สามารถเก็บข้อมูลทั้งหมดได้ เนื่องจากขนาดที่เล็ก ดังนั้นการเก็บข้อมูลภายในแคชจึงเป็นการเก็บแต่เฉพาะข้อมูลสำคัญที่มีการเรียกใช้บ่อยๆ เพื่อเวลาที่ซีพียูต้องการเรียกใช้ข้อมูลนั้นๆอีก ก็สามารถดึงจากแคชได้ทันที ความเร็วของแคชนั้นจะสูงกว่าแรมมาก และถูกสร้างอยู่ใกล้กับหน่วยประมวลผลมากขึ้น จึงทำให้การประมวลผลทำได้รวดเร็วขึ้น

 รูปที่ 5 แสดงตำแหน่งของ cache ( สุนันทา  วงศ์จตุรภัทร , 2548)

                แคชเป็นหน่วยความจำแบบ  Static  RAM  (SRAM)  ซึ่งมีความเร็วในการทำงานสูง  แต่ก็มีความร้อนสูงและราคาแพงด้วย  เนื่องจากเหตุดังกล่าวหน่วยความจำแบบ  SRAM  จึงถูกสร้างให้มีขนาดเล็กกว่าหน่วยความจำแบบ  Dynamic  RAM  (DRAM)  หรือก็คือแรมปัจจุบันที่เราใช้กันอยู่ซึ่งหาซื้อได้ง่ายและราคาถูก  เช่น  SDRAM  , RDRAM

วงจรจัดการแคชในซีพียูรุ่นใหม่ยังเพิ่มวงจร  Pre – Fetch  ทำหน้าที่คอยอ่านข้อมูลจากแรมของเครื่องมาเก็บยังแคชตลอดเวลา  เพื่อที่ซีพียูจะได้ดึงข้อมูลที่ต้องการจากแคชได้เร็วขึ้น  โดยไม่ต้องเสียเวลา  หน่วยความจำแคชแบ่งเป็น  3  ระดับ

-   แคชระดับที่ 1 ( L1 Cache )  เป็นแคชขนาดเล็ก  32 – 128  KB  อยู่ใกล้กับซีพียูที่สุด 

-   แคชระดับ 2   ( L2 Cache )  จะมีขนาดใหญ่  512 KB  - 4 MB  เน้นเก็บข้อมูลที่ดึงมาจากแรมของเครื่องคอมพิวเตอร์  แคช  L2จะแบ่งเป็น  2  รูปแบบ  คือ Inclusive  จะมีพื้นที่ส่วนหนึ่งของแคช  L2 เสียไป  เพื่อเก็บแคช   L1  อีกแบบเป็น  Exclusive  คือแคช   L2   จะไม่ถูกกันพื้นที่ให้  L1 จึงใช้งานแคช   L2 ได้เต็มพื้นที่

-   แคชระดับที่ 3 ( L3 Cache )  สำหรับคั่นกลางระหว่างแคช  L2  กับแรมของเครื่อง  โดย 

แคช  L3  จะมีขนาดใหญ่  2-8  MB  นิยมออกแบบให้ติดอยู่กับบัสของซีพียู  เพื่อใช้เก็บข้อมูลจากแรมของคอมพิวเตอร์  และช่วยให้ซีพียูนำแคช  L2ไปเก็บข้อมูลส่วนอื่นได้มากขึ้น

รูปที่ 6 แสดงโครงสร้างของ cache( สุทธิพันธุ์  แสนละเอียด ,2550 )

ซีพียูตัวแรก ที่เจอข้อจำกัดของความเร็วนั้นก็คือ ซีพียูรุ่น 486DX2 ซึงทำงานที่ความเร็วเป็นสองเท่าของบัสระบบ ซึ่งเป็นเส้นทางที่ใช้ติดต่อระหว่างซีพียูกับหน่วยความจำหลัก (ปัจจุบันเรียกสั้นๆว่า FSB : Front Side Bus) เพื่อลดปัญหาด้านความเร็วระหว่างซีพียูกับหน่วยความจำหลัก  ผู้ออกแบบนั้นใส่ SRMA (SRAM ทำงานเร็วกว่า DRAM มากๆ ) จำนวนเล็กน้อยลงไปบนเมนบอร์ดเพื่อใช้เก็บข้อมูลที่ถูกใช้ไปก่อนหน้า ทำให้ซีพียูสามารถดึงข้อมูลจากแคชบนเมนบอร์ดมาใช้ได้อย่างรวดเร็ว

6. แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต

การพัฒนา CPU ในปัจจุบันนั้นจะมีการพัฒนาในเรื่องของการส่งข้อมูลซึ่ง CPU ในปัจจุบันได้พัฒนาจนอยู่ในรูปแบบของ multiple core โดยมีทั้ง Dual Core, Quad Core และ Octa Core  นอกจากการพัฒนาในเรื่องของการส่งข้อมูลแล้วยังมีการพัฒนาในเรื่องของขนาด ซึ่งเทคโนโลยีการผลิตซีพียูที่วันนี้ทำได้เล็กเพียงแค่ 0.13 ไมครอน ถึงแม้ว่าอนาคตอันใกล้จะลดขนาดลง เหลือ 0.09 ไมครอน ก็ตาม แต่ดูเหมือนว่าการพัฒนาในครั้งต่อไปจะยังทำได้ยาก หากแต่การพัฒนาในขณะนี้บริษัทผู้ผลิตซีพียูไม่ว่าจะเป็นยักษ์ใหญ่อย่างอินเทล และยักษ์เล็ก คือ เอเอ็มดี ต่างก็พยายามมองหาสถาปัตยกรรมการออกแบบภายในให้การทำงานมีประสิทธิภาพมากที่สุด แนวทางการพัฒนาที่แตกต่างกันอย่างเห็นได้ชัดของบริษัททั้งสองก็คือ ทางฝั่งของอินเทลจะเน้นการพัฒนา คล็อก หรือสัญญาณนาฬิกาให้สูงๆเข้าไว้ เพราะตัวเลขของความเร็วซีพียูนี่เองที่ทำให้ลูกค้าเข้าใจว่า ซีพียูของอินเทลเร็วกว่าเอเอ็มดีที่ยังพัฒนาความเร็ว คล็อกตามไม่ทัน และด้วยการที่ทางอินเทลได้กำเนิดขึ้นมาก่อนเอเอ็มดี ก็ยิ่งสร้างภาพให้อิเทลดูจะเป็นผู้นำทางด้านเทคโนโลยีซีพียูแต่เพียงผู้เดียวตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน ในฝั่งของเอเอ็มดี จะเน้นการออกแบบสถาปัตยกรรมภายในซีพียู เพื่อให้มีประสิทธิภาพของการประมวลผลในแต่ละคล็อกสัญญาณ ที่ความเร็วของซีพียูเท่าๆกัน ซีพียูของเอเอ็มดีจะทำงานได้มากกว่า ของอิเทล แต่ด้วยการที่ความเร็วซีพียูรุ่นท็อปของทางเอเอ็มดี ยังต่ำกว่าของอินเทล ก็ส่งผลทางการตลาดอยู่พอสมควร เพราะลูกค้าส่วนใหญ่ก็ยังให้ความเชื่อถือเทคโนโลยีของอิเทลอยู่ ซึ่งตรงนี้เองที่เป็นโจทย์สำคัญที่ทำให้ทางเอเอ็มดีต้องพยายามประชาสัมพันธ์ เพื่อทำความเข้าใจกับลูกค้าที่เป็นกลุ่มเป้าหมาย และปรับเปลี่ยนทัศนะเดิมๆพร้อมกับเปิดรับเทคโนโลยีของตนมากขึ้น และด้วยราคาที่ถูกกว่าก็เป็นแรงกระตุ้นในซีพียูของเอเอ็มดีได้รับความนิยมอยู่ไม่น้อยในปัจจุบัน แนวโน้มการพัฒนาซีพียุในปัจจุบัน เริ่มจะเน้นไปที่ตลาดไร้สายมากขึ้น เพราะนับจากนี้เป็นต้นไปเป็นยุคของ Mobile Life ที่อุปกรณ์ทุกอย่างต้องสามารถติดต่อสื่อสารถึงกันได้ ไม่ว่าจะอยู่ส่วนไหนของโลกก็ตาม ภาพที่เราพอจะมาองเห็นกันบ้างแล้ว เช่น มือถือสามารถเล่นอินเตอร์เน็ตได้ ดูทีวีได้ สามารถสื่อสารกับเครื่องออกาไนเซอร์ อย่างเครื่อง Pocket PC หรือ Palm ได้ และในขณะนี้ตลาดคอมพิวเตอร์โน้ตบุ๊ต ก็กำลังได้รับความนิยมอย่างมาก เนื่องด้วยราคาที่ถูกลงมาก และเราจะพบว่าบางเครื่องก็ใส่เอาเทคโนโลยีไร้สายกันแล้ว เช่น ซีพียูโมไบล์เซนทริโนของอินเทล ที่ออกแบบมาเพื่อให้ผู้ใช้งานสามารถทำงาน เล่นเกม เชื่อมต่อการสื่อสารแบบไร้สาย เป็นต้น

การเปรียบเทียบประสิทธิภาพการทำงาน CPU

Intel Core 2 Duo กับ AMD Athlon

ปัจจุบันมีผู้ผลิตซีพียูรายใหญ่อยู่สองรายคือ Intel และ AMD โดยผู้ผลิตแต่ละราย ก็จะมีชื่อเรียก CPU ของตนแตกต่างกัน และยังใช้ชื่อรุ่นที่แตกต่างกัน เพื่อแยกกลุ่มเป้าหมายทางการตลาดด้วย โดยฝั่ง Intel จะแบ่งตลาดออกเป็นสองระดับคือใช้ชื่อ Pentium (เพน-เทียม) สำหรับตลาดกลางถึงบน ส่วน Celeron (เซ-เล-ลอน) สำหรับตลาดล่างราคาประหยัด เช่นเดียวกับทาง AMD ที่ใช้ชื่อ Athlon (แอท-ลอน) สำหรับตลาดบน และ Sempron (แซม-พรอน) สำหรับตลาดล่างราคาประหยัด ซึ่งแต่ละรุ่นก็จะมีประสิทธิภาพหรือความเร็วที่แตกต่างกันตามระดับราคาให้เลือก แต่ในปัจจุบัน Intel ได้เปลี่ยนชื่อจาก Pentium ที่เคยใช้มายาวนานและหันมาโปรโมทชื่อซีพียูใหม่ของตนอย่าง Core2 Duo แทน (คอร์-ทู-ดูโอ) ส่วนทาง AMD ก็มี X2 (เอ็กซ์ทู) ซึ่งเป็นซีพียูในตระกลู Dual Core เช่นเดียวกัน

สิ่งที่แตกต่างกันอีกอย่างก็คือ เรื่องของหน่วยวัดความเร็วของซีพียู Intel จะใช้หน่วยเป็น GHz (Giga Hertz) เช่น Pentium4 3.0GHz เป็นต้น หมายถึงซีพียูรุ่นนี้มีความเร็วที่ 3GHz นั่นเอง ในขณะที่ AMD ไม่ได้บอกความเร็วเป็น GHz เหมือน Intel แต่กลับใช้ใช้หน่วยวัดที่เรียกว่า PR rate เช่น 3000+ แทน ด้วยเหตุผลทางด้านเทคนิคของ AMD ที่ผลิตซีพียูที่มีสัญญาณนาฬิกาไม่เร็วเท่ากับทาง Intel แต่ AMD เคลมว่ามันมีประสิทธิภาพเทียบเท่ากับ CPU จาก Intel ที่ความเร็ว 3.0 GHz เพียงแต่ CPU มีความเร็วจริงแค่ 1.8 GHz เท่านั้น ทั้งนี้ก็ด้วยเหตุผลทางด้านการตลาดที่กล่าวมานั่นเอง เพราะคนซื้อมักเข้าใจว่า สัญญาณนาฬิกาสูงๆของซีพียู เป็นตัวบอกประสิทธิภาพของซีพียู ซึ่งจริงๆแล้วก็มีส่วนถูกเพียงครึ่งเดียว ต้องดูองค์ประกอบอื่นๆร่วมด้วย แต่ถ้าซีพียูยี่ห้อเดียวกันรุ่นเดียวกัน อันนี้แน่นอนว่าเร็วกว่าย่อมดีกว่าแน่นอน

ปัจจุบันการเลือกซื้อซีพียู นอกเหนือจากเรื่องของความเร็วแล้วยังต้องมองถึงเรื่องของประสิทธิภาพ เพราะปัจจุบันเทคโนโลยีพัฒนาไปรวดเร็ซมาก ประสิทธิภาพของซีพียูไม่ได้ขึ้นอยู่กับความเร็วของสัญญาณนาฬิกาเพียงอย่างเดียวเหมือนแต่ก่อน แต่ขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่น เช่นการออกแบบโครงสร้างสถาปัตยกรรมของซีพียูเองด้วย ซึ่งหากต้องการวัดประสิทธิภาพของซีพียู ควรวัดโดยการนำไปทดสอบในการใช้งานจริง แล้วเปรียบเทียบประสิทธิภาพในการทำงานเป็นหลัก จึงจะสามารถตอบได้ว่าซีพียูตัวใดทำงานเร็วหรือช้ากว่าอีกตัว อย่างการใช้โปรแกรมที่เป็นโปรแกรมในการทดสอบประสิทธิภาพของ ชีพียู ว่ามีการทำงานหรือการประมวลเป็นอย่างไร อย่างเช่น

โปรแกรม  SiSoftware Sandra 2007 ที่มีความสามารถสำหรับการวัดประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์ความสามารถของซอฟต์แวร์ตัวนี้ขอสรุปคร่าวๆเฉพาะส่วนที่ใช้งานหลักๆได้ดังนี้
1.            ทดสอบความเร็วของซีพียูโดยมีค่ามาตราฐานของซีพียูรุ่นต่างๆให้เทียบ
2.            ทดสอบความเร็วของ ชิพเซ็ต แรม ฮาร์ดดิสก์ แลน โมเด็ม และอุปกรณ์ต่าง ๆ
3.            บอกรายละเอียดของอุปกรณ์เช่น เมนบอร์ด ฮาร์ดดิสก์ แรม และอุปกรณ์อื่น ๆ
4.            ให้คำแนะนำการปรับแต่งระบบ      เพื่อให้เครื่องคอมพิวเตอร์ทำงานดีขึ้น
5.            ทำการ burn in ซีพียูสำหรับทดสอบการ overclock ได้ด้วย
6. และอื่น ๆ อีกมากมายที่ต้องลองใช้งานดูกันเอง

กราฟแสดงประสิทธิภาพของ core 2 duo และ athlon x2

โดยทดสอบด้วยโปรแกรม โปรแกรม  SiSoftware Sandra 2007

กราฟการเปรียบCPU โดยทดสอบด้วยโปรแกรม 7-zip ในการแตกไฟล์

ในเวลาเท่ากัน CPU ที่มีความเร็วจะสามารถแตกไฟล์ได้ขนาดของไฟล์ที่มีขนาดเยอะ

กราฟแสดงการเปรียบเทียบ CPU โดยโปรแกรม WIN RAR

 กราฟแสดงการเปรียบเทียบ CPU ในปริมาณการใช้กระแสไฟฟ้า

หน่วย : วัตต์ (watt)

การวัดอุณหภูมิความร้อนในการใช้งาน

หน่วย : องศา

และอีกตัวอย่างเป็นการแปลงไฟล์ภาพยนต์โดยใช้โปรแกรม WIndows Media Encoder ซึ่งซีพียูตัวใดใช้เวลาน้อยที่สุดนั่นหมายถึงว่ามีประสิทธิภาพการทำงานดีที่สุดนั่นเอง

กราฟแสดงการทำงานของ cpu ในโปรแกรม WIndows Media Encoder

สิ่งที่น่าสังเกตุอีกอย่างของซีพียูรุ่นใหม่ๆ คือเรามักจะเห็นว่ามีชิ้นส่วนโลหะปิดทับอยู่บนตัวซีพียู เราเรียกอุปกรณ์ชิ้นนี้ว่า Heat spreader หรือตัวช่วยกระจายความร้อน ซึ่งตวมันจะช่วยเพิ่มพื้นที่หน้าสัมผัสระหว่างซีพียูและ heat sink เพื่อช่วยในเรื่องของการระบายความร้อน อีกทั้งยังช่วยป้องกันการแตกหักของ Core ซีพียูขณะทำการติดตั้งอีกด้วย ซึ่งเราจะพบได้ในซีพียูรุ่นใหม่ๆจากทั้งสองผู้ผลิต

บรรณานุกรม

สุทธิพันธุ์  แสนละเอียด. “ช่างคอมมืออาชีพ.” กรุงเทพฯ:ไอดีซี อินโฟ ดิสทริบิวเตอร์เซ็นเตอร์ จำกัด,

2550.

อนิรุทธิ์  รัชตะวราห์ และคณะ. “ช่างคอมพิวเตอร์.” กรุงเทพฯ: โปรวิชั่น จำกัด, มปป.

เคลย์บอร์น, แอนนา. “พจนานุกรมคอมพิวเตอร์.” กรุงเทพฯ : นานมีบุ๊คส์, 2540.

ดวงแก้ว สวามิภักดิ์. “รู้จักกับคอมพิวเตอร์.” กรุงเทพฯ : ซีเอ็ดยูเคชั่น, 2535.

“ความรู้เรื่อง CPU.”  เข้าถึงโดย url : http://se-ed.net/sanambin/h-cpu.html. 

สุนันทา  วงศ์จตุรภัทร. “ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับ CPU.” เข้าถึงโดย url :

                   http://www.student.chula.ac.th/47802482/

 จัดทำโดย

สามเณร เอกชัย  โคตรเครื่อง   

สามเณร ราวุธ     ศักดิ์เสริม    

สามเณร วิทยา    คำหลง        

สามเณร ไกรสุวิทย์   อุปนิ