ประวัติความเป็นมาขอไมโครโปรเซสเซอร์
ไมโคร โปรเซสเซอร์กำเนิดขึ้นมาในช่วงต้นทศวรรษที่ 1970 โดยเกิดจากการนำเทคโนโลยี 2 อย่างมาพัฒนาร่วมกันซึ่งก็คือเทคโนโลยีทางด้านดิจิตอลคอมพิวเตอร์และ
เทคโนโลยี ทางดัานโซลิดสเตต (solidstate)ดิจิตอล
คอมพิวเตอร์จะทำงานตามโปรแกรมที่เราป้อนเข้าไปโดยโปรแกรมเป็นตัวบอก คอมพิวเตอร์
ว่าจะทำการเคลื่อนย้ายและประมวลผลข้อมูลอย่างไรการที่มันจะทำงานได้นั้นก็
ต้องมีวงจรคำนวณ หน่วยความจำ และอุปกรณ์อินพุต/เอาต์พุต(input/output) เป็นส่วนประกอบ
คอมพิวเตอร์ช่วงแรก
ๆ ยังไม่มีที่สำหรับเก็บโปรแกรม แต่จะมีที่ไว้สำหรับเก็บข้อมูลเท่านั้น
ซึ่งในช่วงปลายทศวรรษที่ 1940 จนถึงต้นทศวรรษที่ 1950 การใช้งานคอมพิวเตอร์จะทำการโปรแกรมโดยวิธีที่เรียกว่า พาตช์คอร์ด (patch – cord) ซึ่งโปรแกรมเมอร์จะต้องเป็นผู้นำสายต่อเข้ากับเครื่องเพื่อบอกให้เครื่องรู้
ว่าจะต้องทำการ ประมวลผลข้อมูลอย่างไร
โดยหน่วยความจำของเครื่องจะมีไว้สำหรับเก็บข้อมูลเท่านั้น
คอมพิวเตอร์
ในช่วงหลัง ๆ จะมีที่สำหรับเก็บโปรแกรม ซึ่งก็หมายความว่า
ขั้นตอนการทำงานของคอมพิวเตอร์จะถูกจัดเก็บอยู่ในหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์ ด้วย
การที่เราจะทราบว่าข้อมูลในตำแหน่งใดเป็นขั้นตอนการทำงานหรือเป็นข้อมูลที่
มีไว้สำหรับประมวลผล ก็โดยการตรวจสอบดูข้อมูลนั้นว่าอยู่ที่ตำแหน่งใด
(ซึ่งเราจะต้องทราบว่าเราเก็บข้อมูลต่าง ๆ
ที่ตำแหน่งใดและเก็บโปรแกรมที่ตำแหน่งใด) ความคิดเกี่ยวกับที่เก็บโปรแกรมนี้เป็นสิ่งจำเป็นอย่างมาก
รวมทั้งเป็นพื้นฐานที่สำคัญตัวหนึ่งในสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์
ในช่วงทศวรรษที่ 1950 ได้มีการค้นคว้าและทดลองโซลิดสเตตกันอย่างจริงจัง
ทำให้ได้รู้จักสารกึ่งตัวนำมากยิ่งขึ้น ได้มีการนำสารซิลิคอนมาทดแทนสารเจอร์เมเนียม
ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่สำคัญในการผลิตเซมิคอนดักเตอร์ (semiconductor) ทำให้ช่วยลดต้นทุนการผลิตลงเนื่องจากสารซิลิคอนหาได้ง่ายกว่า
สารเจอร์เมเนียม และ การผลิตทรานซิสเตอร์ (transistor) ที่ทำมาจากสารกึ่งตัวนำจำนวนมากก็จะช่วยทำให้หาง่าย และมีราคาถูกลง
ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1950 นักออกแบบดิจิตอลคอมพิวเตอร์ได้นำทรานซิสเตอร์มาใช้แทนหลอดสูญญากาศ
โดยวงจรต่าง ๆ ก็ยังคงใช้ทรานซิสเตอร์หลายตัวในการทำงาน
แต่คอมพิวเตอร์ที่ทำจากทรานซิสเตอร์นี้จะมีขนาดเล็กกว่า เย็นกว่า
และน่าเชื่อถือมากกว่าคอมพิวเตอร์ที่ทำจากหลอดสูญญากาศ
ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1960 แนวทางการสร้างคอมพิวเตอร์จากโซลิดสเตตได้แยกออกเป็น 2 แนวทาง แนวทางหนึ่งคือ
การสร้างคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ที่ต้องอยู่ในห้องที่มีเครื่องปรับอากาศ
ซึ่งสร้างโดยบริษัทยักษ์ใหญ่ เช่น บริษัท IBM,Burroughs และ Honeywell เครื่องคอมพิวเตอร์ประเภทนี้สามารถประมวลผลได้ทีละมาก ๆ
และจะถูกนำไปใช้งานทางด้านการพาณิชย์และด้านวิทยาศาสตร์
ในช่วงต้นทศวรรษที่ 1960 ได้มีการนำทรานซิสเตอร์หลาย ๆ
ตัวมาบรรจุลงในซิลิคอนเพียงตัวเดียว
โดยทรานซิสเตอร์แต่ละตัวจะถูกเชื่อมต่อกันโดยโลหะขนาดเล็กเพื่อสร้างเป็น
วงจรแบบต่าง ๆ เช่น เกต ฟลิปฟลอป รีจิสเตอร์ วงจรบวก
วงจรที่สร้างจากเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์แบบใหม่นี้เรียกว่า ไอซี(integrated circuit : IC)
ในช่วงกลางทศวรรษที่ 1960 ได้มีการผลิตไอซีพื้นฐานที่เป็นแบบ small และ medium scaleintegration (SSI และ MSI) ทำให้นักออกแบบสามารถเลือกใช้งานไอซีได้หลายแบบ
เทคโนโลยีไอซีนี้ถูกผลักดันออก 2 แนวทางคือ
การพัฒนาทางด้านเทคนิคเพื่อลดต้นทุนการผลิต และ
อีกแนวทางหนึ่งก็คือการเพิ่มความซับซ้อนให้กับวงจร
การนำไอซีมาใช้ในมินิคอมพิวเตอร์ทำให้มีความสามารถสูงขึ้น
มินิคอมพิวเตอร์ขนาดเท่าโต๊ะ ในช่วงทศวรรษที่ 1960 นั้นมีประสิทธิภายพอ กับคอมพิวเตอร์ขน่าดเท่าห้องในช่วงปลายทศวรรษ ที่ 1950 และมินิคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ขนาดเท่าลิ้นชักราคา 10,000 ดอลลาร์ มีประสิทธิภาพพอ ๆ
กับมินิคอมพิวเตอร์รุ่นเก่าขนาดเท่าโต๊ะที่มีราคาถึง 100,000 ดอลลาร์
CPU ที่มีใช้ในปัจจุบันมีของแต่ละบริษัทมีลักษณะรูปร่างและโครงสร้างที่แตกต่างกัน ตลอดจนมีจำนวนขาของซีพียูไม่เท่ากัน จากลักษณะที่แตกต่างของซีพียูทำให้ซีพียูแต่ละรุ่นจึงใช้กับเมนบอร์ดที่แตกต่างกันไป โดยทั่วไปซีพียูที่เป็นเครื่องคอมพิวเตอร์โดยทั่วไปมีด้วยกัน 2 แบบได้แก่
แบบที่ 1 ซีพียู (CPU) แบบ Cartridge
ซีพียูแบบ cartridge นี้มีรูปร่างเป็นตลับแบน ห่อหุ้มด้วยกล่องพลาสติก
สี่เหลี่ยมด้านล่างจะประกอบด้วยขาสัญญาณของซีพียูสำหรับเสียบใส่สล๊อต(Slot) ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 แบบได้แก่
Slot 1 ได้ถูกพัฒนาโดยบริษัท Intel ใช้ได้กับซีพียูรุ่น Pentium II,
Pentium
III และ Celeron มีจำนวนขาสัญญาณ 242 ขา
Slot 2 เป็นของบริษัท Intel ใช้ได้กับซีพียู Pentium II Xeon
และ Pentium III Xeon มีขาสัญญาณจำนวน 330 ขา
Slot A พัฒนาโดยบริษัท AMD สำหรับใช้กับซีพียู Athlon มี
ขาสัญญาณจำนวน 242 ขาเหมือนกับซีพียูแบบ Slot 1 ของอินเทล
แบบที่ 2 ซีพียูแบบ PGA
ซีพียู PGA ย่อมาจาก Pin Grid Array มีลักษณะเป็นชิปแบนๆ มีขา
จำนวนมากอยู่ใต้ซีพียูสำหรับเสียบลงในซ็อคเก็ต สามารถแบ่งออกเป็นแบบย่อยได้อีก 3 แบบซึ่งใช้เสียบแทนกันได้ดังนี้
Socket
7 สำหรับใช้กับซีพียูรุ่นเก่าได้แก่ Pentium MMX,
AMD, K5,
K6, K6-1, K6-III , Cyrix 6x86, MII มีจำนวนขาสัญญาณ 321 ขา
Socket
370 สำหรับใช้กับซีพียูรุ่น Pentium III, Celeron
และ Cyrix II มีขาสัญญาณจำนวน 370 ขา
Socket
A ถูกพัฒนาโดยบริษัท AMD เพื่อใช้สำหรับซีพียูรุ่น
Athlon รุ่นใหม่และ Duron มีขาสัญญาณจำนวน 462 ขา
Socket
423,478 ถูกพัฒนาโดยบริษัท Intel เพื่อใช้สำหรับซีพียู
รุ่น Pentium 4 รุ่น 1.3 ขึ้นไปมีขาสัญญาณ 423 และ 478 ขาตามลำดับ
มีหน่วยสำคัญอยู่
2 หลักการ คือ
1. หน่วยควบคุม คือ
เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่ประสานงานและควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์
ควบคุมให้อุปกรณ์รับข้อมูล ส่งข้อมูลไปที่หน่วยความจำ ติดต่อกับอุปกรณ์แสดงผลเพื่อสั่งให้นำข้อมูลจากหน่วยความจำไปยังอุปกรณ์แสดงผล
2. หน่วยคำนวณและตรรกะ คือ
เป็นหน่วยที่ทำหน้าที่ในการคำนวณต่างๆทางคณิตศาสตร์ ได้แก่ บวก ลบ
คูณ หาร
หลักการทำงานของ
CPU โดยวงรอบของการทำคำสั่งของซีพียูประกอบด้วยขั้นตอนการทำงานพื้นฐาน
4 ขั้นตอนดังนี้
1. ขั้นตอนการรับเข้าข้อมูล ( fatch )
เริ่มแรกหน่วยควบคุมรับรหัสคำสั่งและข้อมูลที่จะประมวลผลจากหน่วยความจำ
2. ขั้นตอนการถอดรหัส ( decode )
เมื่อรหัสคำสั่งเข้ามาอยู่ในซีพียูแล้ว
หน่วยควบคุมจะถอดรหัสคำสั่งแล้วส่งคำสั่งและข้อมูลไปยังหน่วยคำนวณและตรรกะ
3. ขั้นตอนการทำงาน ( execute )
หน่วยคำนวณและตรรกะทำการคำนวณโดยใช้ข้อมูลที่ได้รับการถอดรหัสคำสั่ง
และทราบแล้วว่าต้องการทำอะไร ซีพียูก็จะทำตามคำสั่งนั้น
4. ขั้นตอนการเก็บ ( store )
หลังจากทำคำสั่ง
ก็จะเก็บผลลัพธ์ที่ได้ไว้ในหน่วยความจำ
1.https://nutkritta.wordpress.com
2.https://sites.google.com/site/cynkt02/cpu/hlak-kar-thangan-khxng-cpu
3.https://sites.google.com/site/subdod/cpu/cak-xdit-su-paccuban
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น