ซีพียู (CPU)
  |
| ซีพียู (CPU) คือ อุปกรณ์ตัวหนึ่งที่มีความสำคัญและจำเป็นในการทำงานของคอมพิวเตอร์ซึ่งอาจจะเรียกว่าเป็นหัวใจของคอมพิวเตอร์เลยก็ได้ ซีพียู เป็นตัวควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์ที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ต่อพ่วงที่ต่อร่วมกับคอมพิวเตอร์ โดย จะเป็นตัวกำหนดความสำคัญของอุปกรณ์ว่าตัวใดมีความสำคัญมากกว่าซึ่งหากติดตั้งอุปกรณ์ 2 ตัวที่อินเทอรัพ, การแจ้งกับซีพียูว่าจะขอเฉพาะอุปกรณ์ที่มีความสำคัญมากกว่าเท่านั้น ส่วนตัวที่สำคัญน้อยกว่าจะไม่สามารถใช้งานได้ เช่น ถ้าเราต่อการ์ดจอภาพกับการ์ดเสียงที่อินเทอรัพเดียวกัน ซีพียู จะเลือกให้ใช้ได้เฉพาะการ์ดจอภาพเท่านั้น |
กลไกการทำงานของซีพียู
การทำงานของคอมพิวเตอร์ ใช้หลักการเก็บคำสั่งไว้ที่หน่วยความจำ ซีพียูอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำมาแปลความหมายและกระทำตามเรียงกันไปทีละคำสั่ง หน้าที่หลักของซีพียู คือควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ ตลอดจนทำการประมวลผล
กลไกการทำงานของซีพียู มีความสลับซับซ้อน ผู้พัฒนาซีพียูได้สร้างกลไกให้ทำงานได้ดีขึ้น โดยแบ่งการทำงานเป็นส่วน ๆ มีการทำงานแบบขนาน และทำงานเหลื่อมกันเพื่อให้ทำงานได้เร็วขึ้น
ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วของซีพียู
ความสามารถในการประมวลผล (Processing Power) คือประสิทธิภาพและความเร็วในการทำงานของซีพียู ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดหรือรุ่นของซีพียู เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer) โดยทั่วไปจะใช้ซีพียูในตระกูลของอินเทล เช่น Pentium I, Pentium II, Pentium III ส่วนเครื่องคอมพิวเตอร์อื่นจะใช้ซีพียูที่ต่างกันออกไป คอมพิวเตอร์ทำงานด้วยความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ดังนี้ • รีจิสเตอร์ • หน่วยความจำภายนอก • สัญญาณนาฬิกา เป็นจังหวะ สัญญาณ (Pulse) ในหนึ่งรอบสัญญาณ (Clock Cycle) คอมพิวเตอร์จะคำนวณหนึ่งครั้ง ส่วนความเร็วของรอบสัญญาณ คือจำนวนรอบของสัญญาณต่อวินาที ซึ่งมีความเร็วมากกว่า 100 ล้านรอบต่อวินาที (100 Megahertz) (แอนนา 2540: 9) • บัส • หน่วยความจำแคช • Passing Math Operation 
CPU หรือ Central Processing Unit เป็นหัวใจหลักในการประมวลของคอมพิวเตอร์ โดยพื้นฐานแล้วซีพียูทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลเชิงคณิตศาสตร์และข้อมูลเชิงตรรกะเท่านั้น แต่ทำไมการคำนวณขนาดนี้ ต้องมีการพัฒนาซีพียูกันไม่หยุดหย่อน ย้อนกลับไปปี 1946 คอมพิวเตอร์ยุคแรกที่มีชื่อที่พอจะจำได้ก็คือ ENIVAC นั้นทำงานโดยใช้หลอดไดโอด ซึ่งสถานะการทำงานของหลอดพวกนี้ มีสองอย่าง คือ 1 กับ 0 จะมีค่าเป็น 1 เมื่อมีกระแสไหลผ่านและเป็น 0 เมื่อไม่มีกระแสไหลผ่าน นั่นจึงเป็นเหตุผลให้คอมพิวเตอร์ใช้เลขฐาน 2 ในการคำนวณ ครั้นต่อมาวิทยาการก้าวหน้าขึ้นเรื่อยๆ จากหลอดไดโอดก็พัฒนาเป็นทรานซิสเตอร์ และจากทรานซิสเตอร์ก็พัฒนาเป็นวงจรขนาดเล็ก ซึ่งรู้จักกันในชื่อของ IC และในที่สุดก็พัฒนาเป็น Chip อย่างที่เรารู้จักกันมาจนปัจจุบันนี้
ชนิดของ CPU มี 2 ชนิดคือ แบบซ็อเก็ต และ แบบสล็อต
แบบที่ 1 ช็อคเก็ต ( Socket )
CPU ประเภทนี้จะบรรจุในรูปแบบของสี่เหลี่ยมจัตุรัส ทำด้วยพลานสติกหรือเซรามิก หากมองจากด้านบน CPU จะพบตัวอักษรที่เป็นรายละเอียดต่างๆไม่ว่าจะเป็น ยี่ห้อ ความเร็ว ค่าแรงไฟ ค่าตัวคูณ และอีกหลายๆอย่าง
แบบที่ 2 แบบสล็อต
CPU มีการพัฒนาออกมาแบบแหวกแนว มีลักษณะเป็นแผ่นวงจรลี่เหลี่ยมผืนผ้าขนาดใหญ่ มีพลาสติกสีดำ ห่อหุ้มไว้เป็นตลับ
ความแตกต่างของ ซ็อคเก็ตและสล็อต
แบบซ็อคเก็ตคือ ซ็อคเก็ตจะอยู่ในตลับและถูกครอบด้วยพัดลมเพื่อระบายความร้อน
แบบสล็อตคือ จะเป็นแผ่นพลาสติกบางๆประกบกันและจะเสียบ CPU ลงไปอีกทีหนึ่ง
ชนิดของซีพียูที่แบ่งตามจำนวนของแกนการประมวลผล
แกนเดี่ยว ลักษณะเป็นซีพียูที่มีแกนประมวลผลเพียงแกนเดียวอยู่ในชิป
หลายแกน ลักษณะเปรียบเสมือนมีซีพียู 2 ตัว เพื่อช่วยกันทำงาน
ซีพียูแบบแกนคู่ ลักษณะเป็นซีพียูที่มีแกนประมวลผล 2 แกนอยู่ในชิปตัวเดียวกัน 
ซีพียูแบบสามแกน ลักษณะเป็นซีพียูที่มีแกนประมวลผล 3 แกนอยู่ในชิปอันเดียวกัน
ซีพียูแบบสี่แกน ลักษณะเป็นซีพียูที่มีแกนประมวลผล 4 แกน โดยแต่ละเเกนจะแยกการทำงานกันอย่างอิสระเพิ่มขี้นถึง 4 เท่า
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 ( fatch )เริ่มแรกหน่วยควบคุมรับรหัสคำสั่งและข้อมูลที่จะประมวลผลจากหน่วยความจำ
2. ขั้นตอนการถอดรหัส ( decode )
เมื่อรหัสคำสั่งเข้ามาอยู่ในซีพียูแล้ว หน่วยควบคุมจะถอดรหัสคำสั่งแล้วส่งคำสั่งและข้อมูลไปยังหน่วยคำนวณและตรรกะ
3. ขั้นตอนการทำงาน ( execute )
หน่วยคำนวณและตรรกะทำการคำนวณโดยใช้ข้อมูลที่ได้รับการถอดรหัสคำสั่ง และทราบแล้วว่าต้องการทำอะไร ซีพียูก็จะทำตามคำสั่งนั้น
4. ขั้นตอนการเก็บ ( store )
หลังจากทำคำสั่ง ก็จะเก็บผลลัพธ์ที่ได้ไว้ในหน่วยความจำ |
