การทำงานของ CPU

CPU /ชนิดการทำงานของ CPU

CPU :Central Processing Unit

•CPU หรือ โปรเซสเซอร์ (Processor) คือวงจรประมวลผลหลักที่เป็นตัวประมวลผลตามชุดสั่งหรือโปรแกรม

ส่วนประกอบหลักของคอมพิวเตอร์

คอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน ถูกออกแบบตามหลักการของ John Von Neumann ซึ่งจะมี 3 องค์ประกอบหลักได้แก่ cpu , Memory, I/0

การทำงานภายใน CPU

CPU ประกอบด้วย หน่วยการทำงานหลัก 2 หน่วย คือ

•หน่วยควบคุม (Control Unit)ทำหน้าที่ดึงคำสั่งจากหน่วยความจำหลัก มาไว้ใน register แลทำการแปลงระหัส (Decoding) เรียกว่าจังหวะคำสั่ง (Instructional Cycle) แล้วจึงส่งเข้าสู่จังหวะปฏิบัติการคือ( Execution Cycle) ในหน่วยคำนวณตรรกะ

•หน่วยตรรกะ (ALU :Arithmetic and Logical Unit) ทำการคำนวณผล หรือเปรียบเทียบ แล้วจึงส่งผลลัพธ์เก็บไว้ใน Register ซึ่งทำหน้าที่เก็บและถ่ายทอดข้อมูลคำสั่งที่ถูกนำมา

CPU Architecture และ Clock กับการทำงาน

สิ่งที่มีผลต่อความเร็วในการทำงานของ CPU ได้แก่

•Architecture ของ CPU ได้แก่โครงสร้างการทำงานภายใน, ระบบบัส, วงจรการทำงานของชุดคำสั่งต่าง ๆ (Instruction Set)

•Clock Speed ถ้าเป็น CPU ที่ตัววงจรภายในเหมือนกัน ตัวที่มี Clock Speed สูงกว่า จะทำงานได้เร็วกว่า

การพัฒนา CPU

CPU รุ่นใหม่ ๆ มีความเร็วในการทำงานที่สูงขึ้นได้ ต้องมีการพัฒนาปรับปรุงในหลาย ๆ ส่วน ได้แก่

•การเพิ่ม Clock Speed ในปัจจุบัน 4 GHz

•เพิ่มจำนวนวงจร และลดขนาดของวงจรในการผลิต เช่นจาก 0.32 ไมครอน เหลือ 0.13 ไมครอนในปัจจุบัน

•ลดแรงดันไฟฟ้า เพื่อให้ความร้อนไม่สูงเกินไปนัก

•เพิ่ม Cache Memory เพื่อลด Wait State ของ CPU

•พัฒนา สถาปัตยกรรม และเทคโนโลยีใหม่ ๆ ในตัว CPU

รูปร่างของ CPU

CPU แต่ละรุ่นและแต่ละผู้ผลิตจะมีรูปร่างลักษณะและโครงสร้างเช่นขนาด

หรือจำนวนขา ไม่เหมือนกัน ซึ่งCPU สำหรับ PC ในปัจจุบันแบ่งได้เป็น 2 รูป

แบบใหญ่ ๆ ได้แก่

1.แบบ Cartridge จะมีรูปร่างเป็นตลับแบน ๆ หุ้มด้วยกล่องพลาสติก สำหรั

บเสียบในช่องเสียบแบบ slot

–Slot 1 พัฒนาโดย Intel สำหรับ Pentium III รุ่นเก่า , Pentium II, Celeron

รุ่นเก่า มีขาสัญญาณ 242 ขา

–Slot 2 ของ Intel สำหรับ Pentium II Xeon, Pentium III Xeon ขา

สัญญาณ 330 ขา

–Slot A ใช้กับ CPU AMD Athlon รุ่นเก่า มีขาสัญญาณ 242 ขา

2.แบบ PGA (Pin Grid Array) จะมีลักษณะเป็นชิปแบน ๆ มีขาจำนวนมากอยู่ใต้ตัว CPU สำหรับเสียบลงใน Socket สามารถแบ่งย่อยได้หลายแบบเช่น

•Socket 7 ใช้กับ Pentium MMX, AMD K5, K6, K6-2, K6-III มีขาสัญญาณ 321 ขา

•Socket 370 ใช้กับ Pentium III, Celeron รุ่นใหม่ มีขาสัญญาณ 370 ขา

•Socket 423 ใช้สำหรับ Pentium 4Socket A ใช้กับ AMD Athlon และDuron

CPU จากค่ายต่าง ๆ

ปัจจุบัน ผู้นำตลาด CPU สำหรับไมโครคอมพิวเตอร์ได้แก่ Intel Corp. ซึ่งผลิต CPU ในตระกูล X86 ซึ่งนอกจาก Intel แล้ว ยังมีผู้ผลิตอีกหลายราย ที่ผลิต CPU ที่ compatible กับ CPU Intel ได้แก่

•AMD Advance Micro Device

•VIA/Cyrix

•IBM

•Transmeta