คอมพิวเตอร์ยุคที่ 1
อยู่ระหว่างปี
พ.ศ. 2488 ถึง พ.ศ. 2501
เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุญญากาศซึ่งใช้กำลังไฟฟ้าสูง
จึงมีปัญหาเรื่องความร้อนและไส้หลอดขาดบ่อย ถึงแม้จะมีระบบระบายความร้อนที่ดีมาก
การสั่งงานใช้ภาษาเครื่องซึ่งเป็นรหัสตัวเลขที่ยุ่งยากซับซ้อน
เครื่องคอมพิวเตอร์ของยุคนี้มีขนาดใหญ่โต เช่น มาร์ค วัน (MARK I), อีนิแอค (ENIAC), ยูนิแวค (UNIVAC)
มาร์ค วัน
อีนิแอค
ยูนิแวค
คอมพิวเตอร์ยุคที่ 2
คอมพิวเตอร์ยุคที่สอง
อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2502 ถึง พ.ศ. 2506
เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ทรานซิสเตอร์ โดยมีแกนเฟอร์ไรท์เป็นหน่วยความจำ
มีอุปกรณ์เก็บข้อมูลสำรองในรูปของสื่อบันทึกแม่เหล็ก เช่น จานแม่เหล็ก
ส่วนทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีการพัฒนาดีขึ้น โดยสามารถเขียนโปรแกรมด้วยภาษาระดับสูงซึ่งเป็นภาษาที่เขียนเป็นประโยคที่คนสามารถเข้าใจได้
เช่น ภาษาฟอร์แทน ภาษาโคบอล เป็นต้น
ภาษาระดับสูงนี้ได้มีการพัฒนาและใช้งานมาจนถึงปัจจุบัน
คอมพิวเตอร์ยุคที่ 3
คอมพิวเตอร์ยุคที่สาม
อยู่ระหย่างปี พ.ศ. 2507 ถึง พ.ศ. 2512
เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวม (Integrated Circuit: IC) โดยวงจรรวมแต่ละตัวจะมีทรานซิสเตอร์บรรจุอยู่ภายในมากมายทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์จะออกแบบซับซ้อนมากขึ้น
และสามารถสร้างเป็นโปรแกรมย่อย ๆ ในการกำหนดชุดคำสั่งต่าง ๆ
ทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีระบบควบคุมที่มีความสามารถสูงทั้งในรูประบบแบ่งเวลาการทำงานให้กับงานหลาย
ๆ อย่าง
คอมพิวเตอร์ยุคที่ 4
คอมพิวเตอร์ยุคที่สี่
ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2513 จนถึงปัจจุบัน
เป็นยุคของคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวมความจุสูงมาก(บูรณาการขนาดใหญ่มาก: VLSI)
เช่นไมโครโพรเซสเซอร์ที่บรรจุทรานซิสเตอร์นับหมื่นนับแสนตัว
ทำให้ขนาดเครื่องคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงสามารถตั้งบนโต๊ะในสำนักงานหรือพกพาเหมือนกระเป๋าหิ้วไปในที่ต่าง
ๆ ได้ ขณะเดียวกันระบบซอฟต์แวร์ก็ได้พัฒนาขีดความสามารถสูงขึ้นมาก
มีโปรแกรมสำเร็จให้เลือกใช้กันมากทำให้เกิดความสะดวกในการใช้งานอย่างกว้างขวาง
คอมพิวเตอร์ยุคที่ 5
คอมพิวเตอร์ยุคที่ห้า
เป็นคอมพิวเตอร์ที่มนุษย์พยายามนำมาเพื่อช่วยในการตัดสินใจและแก้ปัญหาให้ดียิ่งขึ้น
โดยจะมีการเก็บความรอบรู้ต่าง ๆ เข้าไว้ในเครื่อง
สามารถเรียกค้นและดึงความรู้ที่สะสมไว้มาใช้งานให้เป็นประโยชน์
คอมพิวเตอร์ยุคนี้เป็นผลจากวิชาการด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial
Intelligence : AI) ประเทศต่างๆ ทั่วโลกไม่ว่าจะเป็นสหรัฐอเมริกา
ญี่ปุ่น และประเทศในทวีปยุโรปกำลังสนใจค้นคว้าและพัฒนาทางด้านนี้กันอย่างจริงจัง
วิวัฒนาการของไมโครโปรเซสเซอร์
ความเป็นมาของ Microprcessor
เริ่มต้นขึ้นในปี 1971 ได้มีการรวมตัวกันผลิตอุปกรณ์ที่เป็นตัวประมวลผลข้อมูลที่เรียกว่า"ไมโคร
"จากพื้นฐานมีขนาด 4 บิตLSIและพัฒนาต่อเนื่องจงในปัจจุบันเป็นIA64
(Itanium)ที่มีขนาด 128 บิตSLSI (ซูเปอร์ขนาดใหญ่วงจรรวม)ปัจจุบันเป็นช่วงที่มีการใช้งานไมโครโปรเซสเซอร์กันมากและการพัฒนาไม่ได้หยุดอยู่เท่านี้
การพัฒนาระบบให้มีขีดความสามารถใกล้เคียงกับสมองของมนุษย์มากขึ้น หรือที่เรียกว่า
"ปัญญาประดิษฐ์"ซึ่งใช้การประมวลผลแบบขนานส่วนการประมวลผล
(การประมวลผลแบบขนาน)
จากประวัติความเป็นมาของไมโครโปรเซสเซอร์พบว่าจุดกำเนิดเริ่มจากการใช้ลูกคิด
แล้วจึงพัฒนามาใช้ฟันเฟืองโดยต่อมาเป็นการใช้หลอดสูญญากาศและรีเลย์
เมื่อมีการผลิตสารกึ่งตัวนำและทรานส์ซิสเตอร์ ต่อจากนั้นเป็นอุปกรณ์ประเภทวงจรรวม
(วงจรรวม)และพัฒนามาเป็นไมโครโปรเซสเซอร์และฐานไมโครโปรเซสเซอร์ระบบคอมพิวเตอร์
จุดกำเนิดของไมโครโพรเซสเซอร์
ตัวแรกที่เกิดขึ้นในโลกและเริ่มต้นศตวรรษของไมโครคอมพิวเตอร์ ถือกำเนิดมาตั้งแต่
เดือนพฤศจิกายน ปี พ.ศ. 1971 จากไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์ 4004 โดยแนวความคิดและการออกแบบของ
มาร์เชียน อี ฮอฟฟ์ (ร์เีชียฮอฟฟ์ E)แห่งบริษัท อินเทล
และพัฒนาต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน
ไมโครโปรเซสเซอร์ 4004
ในปี 1971 บริษัทอินเทลโดยอีร์เีชียฮอฟฟ์ได้คิดค้นไมโครโปรเซสเซอร์ตัวแรกขึ้นมา
โดยตั้งชื่อว่า 4004 ซึ่งเป็นไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีขนาด 4 บิตโดยเป็นการรวมส่วนต่าง ๆ
ไว้ภายในตัวถังเดียวกัน ซึ่งประกอบด้วย หน่วยความจำขนาด 4 บิตจำนวน 4,096 ตำแหน่ง (ข้อมูลขนาด 4 บิต เรียกว่า “ตอด ")มีคำสั่งที่แตกต่างกัน 45 คำสั่ง ผลิตด้วยเทคโนโลยีของP-Channel
MOSFETสามารถประมวลผลคำสั่งได้50
Kips (การเรียนการสอนกิโลกรัมต่อวินาที)ซึ่งช้ามากเมื่อเทียบกับเครื่องENIACแต่มีข้อดีตรงที่ขนาด น้ำหนัก กระแสไฟฟ้าที่ลดลงมาก
และยังเป็นพื้นฐานในการพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ในปัจจุบัน การใช้งาน 4004 ใช้งานในด้านวีดีโอเกมเช่น shuffleboardโดยBalleyและควบคุมฐานไมโครโปรเซสเซอร์ขนาดเล็ก
เช่นไมโครเวฟ เป็นต้น
ไมโครโปรเซสเซอร์รุ่น 8008
พัฒนาจากไมโครโพรเซสเซอร์ 4004 ในปี 1972 มีการปรับปรุงเพิ่มเติมในส่วนของ
การประมวลผลแบบ 8 บิต สามารถประมวลผล ข้อมูลในรูปของตัวอักษรได้ติดต่อหน่วยความจำ
ได้มากขึ้นเป็น 16 กิโลไบต์ เป็นที่รู้จักและ ใช้อยู่ในตลาดนานกว่า 2 ปี
ไมโครโปรเซสเซอร์ 8080
ออกสู่ตลาดในช่วงปี 1974 ไมโครโพรเซสเซอร์
ที่ทำงานได้เร็วกว่า 8008 ถึง 10 เท่า สัญญาณนาฬิกาความถี่ 2 เมกะเฮิรตซ์ จำนวนชุดคำสั่ง 111 ชุดติดต่อหน่วยความจำได้ 64 กิโลไบต์
เทคโนโลยีการพัฒนาเล็กลงเหลือ 6 ไมครอนประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ 6,000ตัว เป็นที่นิยมมาก โดยบริษัทAltairได้นำ 8080 มาพัฒนาเป็นชุดคิตคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล
จำหน่าย อยู่ในตลาดนานถึง 4 ปี
ไมโครโปรเซสเซอร์ 8086
พัฒนาออกมาในปี 1978 เป็นไมโครโพรเซสเซอร์ ขนาด 16 บิต มีความสามารถสูงกว่า 8080 ถึง 10 เท่าใช้สัญญาณความถี่ 5,8 และ10 เมกะเฮิรตซ์ จำนวนชุดคำสั่ง 133ชุดใช้เทคโนโลยี การผลิตขนาด 3 ไมครอน ติดต่อหน่วยความจำได้สูงถึง 1 เมกะไบต์
มีจำนวนทรานซิสเตอร์เพิ่มขี้น เป็น 29,000 ตัว
ไมโครโปรเซสเซอร์ 8088
เมื่อปี ค.ศ. 1978 ไมโครโพรเซสเซอร์
ที่โดยเป็นการพัฒนาเพื่อตอบสนองต่อตลาด เนื่องจาก
ผู้ใช้จำนวนมากยังต้องการใช้ไมโครโพรเซสเซอร์ ขนาด 8 บิต อินเทลจึงออกไมโครโพรเซสเซอร์ 8088 ซึ่งเป็นขนาด 8 บิต ขึ้นมาเพื่อทดแทน 8080 เดิม โดยใช้เทคโนโลยีเดียวกับ 8086 แต่มี บัสติดต่อภายนอกเป็น 8 บิต ขณะที่ 8086 มี 16 บิต ที่ทำงานด้วยความเร็วประมาณ 4.77 เมกกะเฮิรตซ์โดยใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์PC /
XTที่เป็นเครื่องไอบีเอ็มเข้ากันได้ภายในตัวของไมโครโพรเซสเซอร์
ทำงานด้วยความเร็วสูงสุด 8 เมกกะเฮิรตซ์
ไมโครโปรเซสเซอร์ 80186
ไมโครโพรเซสเซอร์
ในตระกูลนี้ไม่เป็นที่รู้จักและกล่าวขานมากนัก เนื่องจากภายในระบบจะคล้ายกับ 8088 มาก มีการปรับปรุงเพียง
บางเรื่องเท่านั้น ที่เป็นจุดเด่นๆ ใน 80186 จะมีพีจีเอ
(ขากริดอาร์เรย์)ซึ่งเป็นลักษณะของ
ไมโครโพรเซสเซอร์ที่เป็นซิลิคอนทรงสี่เหลี่ยมจตุรัส มีขาโลหะขนาดเล็กๆ
อยู่ด้านล่างของตัวไมโครโพรเซสเซอร์
เพื่อเสียบลงกับตัวซ็อกเก็ตที่ติดตั้งอยู่บนเมนบอร์ด
ไมโครโปรเซสเซอร์ 80286
ในตัวของไมโครโพรเซสเซฮร์รุ่นนี้จะมีการ
ปรับปรุงในด้านของขีดความสามารถขึ้นจาก 8088 เดิม โดยมีจำนวนของทรานซิสเตอร์ถึง 134,000 ตัว โดยมากกว่า 8088 ถึง 4 เท่า
มีความกว้างในการส่งของข้อมูลเป็นแบบ 16 บิต ใช้เทคโนโลยี 1.5 ไมครอนโดยที่ขนาดของตัว
ไมโครโพรเซสเซอร์เท่าเดิม
ในรุ่นนี้เริ่มมีปัญหาในเรื่องของความร้อนภายในตัวของไมโครโพรเซสเซอร์ขึ้น
Micorprocessor 80386
ในปี 1985 ไมโครโพรเซสเซอร์ตระกูล 80386 นับได้ว่าเป็นตระกูลที่ก้าวกระโดดในตระกูลของx86ในด้านที่สำคัญหลายอย่าง โดยใน 80386 มีจำนวนทรานซิสเตอร์ภายในไมโครโพรเซสเซอร์ถึง 275,000 ตัว เทคโนโลยีการผลิตที่ขนาด 1 ไมครอน
มีการพัฒนาความกว้างของบัสในการส่งข้อมูล เป็นแบบ 32 บิต
ทำให้การเข้าถึงข้อมูลของไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้รวดเร็วขึ้น
เป็นจุดเริ่มต้นของการคิดค้นระบบบัสชนิดใหม่ๆ เช่นEISA, VESA, PCIนอกจากนี้ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้สามารถอ้างหน่วยความจำได้ถึง 4 จิกะไบต์ ในตระกูลของ 80386 จะแบ่งออกได้ ดังนี้
• ไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์80386SXความกว้างในการส่งข้อมูลแบบ 16 บิต
• ไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์80386DXความกว้างในการส่งข้อมูลแบบ 32 บิต
• ไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์80386SLเป็นรุ่นที่มีระบบจัดการพลังงานเพิ่มเข้ามาในตัว
เพื่อใช้ในเครื่องประเภทแลปทอป หรือโน๊ตบุ๊กเท่านั้น
โดยจะสามารถหยุดการทำงานของไมโครโพรเซสเซอร์ได้ชั่วคราวเมื่อไม่มีการทำงาน ใดๆ
เพื่อเป็นการประหยัดพลังงาน
ไมโครโปรเซสเซอร์ 80486
ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้ออกสู่ตลาดเมื่อปี 1991 มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ
โดยการนำเอาโพรเซสเซอร์ทางคณิตศาสตร์ (แมตโคโพรเซสเซอร์ 80387) ที่เป็นหน่วยประมวลผลตัวเลข
มารวมกันเป็นไมโครโพรเซสเซอร์ 80486 มีจำนวนของทรานซิสเตอร์ภายในตัวถึง 1.25 ล้านตัว เป็นไมโครโพรเซสเซอร์ 32 บิต นิยมเรียกสั้นๆ ว่ารุ่น 486 ถือได้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญและเป็นพื้นฐานในการพัฒนาไมโครโพ
รเซสเซอร์รุ่นต่อมา ในยุคของ ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้ แบ่งออกเป็น 2 รุ่นหลักๆ คือ
รุ่น486SX
มีการเพิ่มประสิทธิภาพให้กับไมโครโพรเซสเซอร์80486SXโดยใช้ ซิปโอเวอร์ไดรว์ (OverDrive)ที่มีความเร็วในการทำงานภายในตัว
เป็น 2 เท่าของ80486SX ทำให้ทำงานได้เร็วกว่าเครื่องที่ใช้ชิปเบอร์80486SXธรรมดา 30-50 เปอร์เซ็นต์
รุ่น486DX
มีประสิทธิภาพในการทำงานดีกว่าแบบของ80486SXนิยมใช้เป็นไมโครโพรเซสเซอร์หลัก
โดยพื้นฐานมีอยู่ด้วยกัน 2 รุ่น คือ 25 และ 33 เมกะเฮิรตซ์ ซึ่งยังคงใช้เทคโนโลยีการผลิตที่ 1 ไมครอน
486DX2
เป็นไมโครโพรเซสเซอร์แบบโอเวอร์ไดรว์
ที่นำไปใส่แทนที่ช๊อกเก็ตของไมโครโพรเซสเซอร์หลัก80486SXและDXได้ทันที อินเทลได้เปลี่ยนจากเทคโนโลยีการผลิตแบบ 1 ไมครอนเป็นแบบ 0.8 ไมครอน ทำให้เกิด486DX2-50และ486DX2-66ขึ้น เป็นการเพิ่มสัญญาณนาฬิกาเป็น 2 เท่าของรุ่น486DX
486DX4
ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้เป็นการพัฒนาในรุ่น
สุดท้ายของสายการผลิตในตระกูล 80486 เป็นไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีการปรับปรุง
ความเร็วในการทำงานภายในเป็น 3 เท่าของรุ่น486DX2และเพิ่มระบบการจัดการพลังงานไว้ด้วย
รุ่นที่นิยมและเป็นที่รู้จักก็คือ486DX4-100ทำงานที่สัญญาณนาฬิกา 100 เมกะเฮิรตซ์ ในตระกูลของ 80486 ในรุ่นนี้ถือเป็นรุ่นสุดท้ายของตระกูล 80486 บริษัทผู้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้ออกสู่ตลาด
ในยุคนี้คือ อินเทล ไซริกซ์ และ เอเอ็มดี
ไมโครโปรเซสเซอร์ 80586
ในตระกูลการผลิตไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้
เป็นการนำเพิ่มขีดความสามารถของตระกูล 80486 บริษัทผู้นำทางด้านการผลิต
ไมโครโพรเซสเซอร์ อินเทล ได้ตั้งชื่อไมโครโพรเซสเซอร์ของตนเองรุ่นนี้เสียใหม่เป็นที่รู้จักกัน
ในชื่อของPentiumโดยออกสู่ตลาด เมื่อปี 1993 มีความเร็วในการทำงานเริ่มที่ 60 และ 66 เมกะเฮิรตซ์
และความเร็วที่สูงขึ้นในรุ่นถัดมาโดยมี มีความเร็วต่างๆดังนี้ 60,66,75,90,100,120,133,150 และ 166 เมกะเฮิรตซ์
เพนเทียมจะมีขนาดใหญ่กว่า 80486 มาก
ไมโครโปรเซสเซอร์ 80686
ไมโครโพรเซสเซอร์ในตระกูล 80686 เป็นเทคโนโลยีนี้ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นที่ใช้อยู่ตั้งแต่ปี 1995 ถึงปัจจุบัน
ซึ่งนอกจากอินเทลแล้วก็มี
จำนวนบริษัทผู้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์อยู่ในตลาดหลายบริษัทที่เกิดขึ้นมาใหม่
ทำให้ตลาดของไมโคโพรเซสเซอร์มีการแข่งขันที่สูงสำหรับบริษัทอินเทลได้
เปลี่ยนการเรียกไมโครโพรเซสเซอร์ขอตนเองในตระกูล 80686 ใหม่ เป็นP6ได้มีการพัฒนาสำหรับตระกูลของP6ในปัจจุบันดังนี้
Pentium Pro
พัฒนาขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1997 โดยใช้เทคโนโลยี 0.6 ไมครอน สามารถถอดรหัสคำสั่งได้ 4 คำสั่งในหนึ่งสัญญาณนาฬิกา
แคชภายในขนาด 32 กิโลไบต์ มีจำนวนทรานซิสเตอร์ภายใน 5.5 ล้านตัว ระบบการทำงานแบบ 32 บิต เหมือนเพนเทียม
แต่บัสข้อมูลมีขนาดใหญ่ขึ้นเป็น 64 บิต สัญญาณนาฬิกาอยู่ที 180
200 และ 233 เมกะเฮิรตซ์ ไม่มีชุดคำสั่งMMXภายใน
ใช้เทคโนโลยีซูเปอร์สเกล่าร์เช่นเดียวกับเพนเทียม มีการพัฒนาการทำงานแบบไดนามิก
(การดำเนินการแบบไดนามิก)เพิ่มเติม
ใช้ในเครื่องระดับไฟล์เซิร์ฟเวอร์เป็นส่วนใหญ่ตัวของไมโคโพรเซสเซอร์
มีขนาดใหญ่มากเนื่องจากมีจำนวนของทรานซิสเตอร์อยู่ภายในมากกว่าPentiumหลายเท่า
Pentium II และ Pentium II Xeon
เป็นการผสมผสานเทคโนโลยีระหว่างPentium
ProและMMXเข้าด้วยกัน
มีการพัฒนาสถาปัตยกรรมที่เป็นองค์ประกอบของตัว ไมโครโพรเซสเซอร์หลายอย่างด้วยกัน
ใช้สถาปัตยกรรม บัสอิสระแบบคู่ (คู่อิสระบัสสถาปัตยกรรม)บัสสองตัวคือ
บัสแคชระดับที่ 2และ
บัสระบบประมวลผลต่อการหลักของหน่วยความจำเหมือนเพนเทียมโปร ใช้เทคโนโลยีMMXเทคโนโลยีการทำงานแบบ ไดนามิก
(การดำเนินการแบบไดนามิก)การเร่งความเร็วในการเข้ารหัสและบีบขนาดของไฟล์
เปลี่ยนรูปแบบของซ็อกเก็ตเป็นแบบตลับ เรียกว่าขอบเดี่ยวติดต่อ (ก.ล.ต. )
ตลับหมึกมีทรานซิสเตอร์ภายในถึง 7.5 ล้านตัว ผลิตด้วยเทคโนโลยี 0.35 ไมครอน มีแคชภายใน 512 กิโลไบต์
Celeron
สำหรับไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้
จะมีคุณสมบัติคล้ายกับเพนเทียมทู ต่างกันเพียงซึ่งจะมีแคชL2น้อยกว่าของเพนเทียมทู
และไม่มีส่วนของกล่องบรรจุตัวซีพียูในรุ่นแรกๆที่ผลิตนั้นไม่มีแคชภายในทำให้ไม่เป็นที่นิยมในตลาดมากนักเนื่อง
จากอินเทลคาดว่าจะให้ ไมโครโพรเซสเซอร์นี้เป็นทางเลือกสำหรับเครื่องราคาถูก
แต่กลับกลายเป็นจุดอ่อนให้ไมโครโพเซสเซอร์จากคู่แข่งรายอื่นที่มี ประสิทธิภาพ
ดีกว่าราคาใกล้เคียงกัน เช่นเอเอ็มดี K6-2หรือCyrix6X86เข้ามาแทนทำให้ต้องออกเวอร์ชั่นที่มีแคชภายในซึ่งปัจจุบันอินเทลยังจัดวาง
ให้เป็นไมโครโพรเซสเซอร์สำหรับเครื่องระดับล่างอยู่
Pentium III
ไมโครโพรเซสเซอร์ ในรุ่นนี้
อินเทลไม่ได้พัฒนาอะไรมาก เพียงเพิ่มชุดคำสั่งใหม่ของด้านFPU
50คำสั่ง ด้านMMX
12คำสั่ง ด้าน
ควบคุมแคช 8คำสั่ง อินเทลเรียกชุดคำสั่งนี้ว่าSSE
(Streaming SIMD ขยาย)มีส่วนของเทคโนโลยีของPSN ประมวลผลหมายเลขลำดับเพิ่มเติมและความเร็วที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น
ดังนั้นขีดความสามารถละการพัฒนาด้านเทคโนโลยี ยังคงอยู่ในโครงสร้างของ ตระกูลP6เช่นเดิม
Pentium 4
Pentium 4มีการใช้งานมาตั้งแต่ปี 2001 เป็นรุ่นที่ค่อนข้างจะมีความเร็วผิดจากที่คาดไว้
และมีแคชน้อย อย่างไรก็ดี ชิปชุดนี้ก็ได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างมาก
ไม่ว่าจะเป็นสถาปัตยกรรมการออกแบบที่ใหม่ทั้งหมด ระบบไปป์ไลน์ 20 ขั้น
ต่อมาได้ชื่ออย่างไม่เป็นทางการว่าหน่วยประมวลผล Intel Pentiumที่จะมาแทนที่Pentium
IIIจะออกสู่ตลาดด้วยความเร็วเริ่มต้นที่1.4
GHz 1.5 GHzภายใต้สถาปัตยกรรมใหม่ล่าสุดที่ชื่อIntel
NetBurst ไมโคร -
สถาปัตยกรรมซึ่งถูกออกแบบให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด
นอกจากนี้ยังได้เพิ่มชุดคำสั่งใหม่SSE 2เข้าไปอีก144 ชุดคำสั่ง ช่วยในการประมวลผลข้อมูลที่มีปริมาณมากๆ
หรือการประมวลภาพกราฟิก 3 มิติ ภาพวิดีโอ ระบบเสียง
การเล่นเกมทีมีลักษณะอินเตอร์แอ็คทีฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ
Pentium 4 90 นาโนเมตร
อินเทล เพนเทียม 4 โปรเซสเซอร์
ที่ใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบ 90 นาโนเมตรนี้ ยังคงมีเทคโนโลยีไฮเปอร์ – เธรดดิ่ง
ที่ช่วยการทำงานแบบมัลติทาสก์กิ้งอยู่เช่นเดิม และมีคุณสมบัติใหม่ๆเพิ่มเติม
เช่นที่เพิ่มขึ้นอินเทลไมโครสถาปัตยกรรมแคชL2มีขนาดใหญ่ขึ้นเป็น 1 เมกะไบต์ และมีชุดคำสั่งเพิ่มขึ้นอีก 13 ชุด โปรเซสเซอร์ของอินเทลรุ่นต่างๆ
ที่มีเทคโนโลยี ไฮเปอร์ – เธรดดิ่ง
ช่วยให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั้งกลุ่มนักธุรกิจและผู้ใช้ตามบ้าน
เพลิดเพลินกับสมรรถนะการทำงานของเครื่องอย่างเต็มที่เนื่องจากเครื่องสมารถ
ปฏิบัติตามคำสั่งได้รวดเร็วแม้ว่าในขณะนั้นเครื่องกำลังทำงานแบ็คกราวนด์
อื่นๆอีกหลายงาน
เทคโนโลยีการผลิตแบบใหม่ นี้
ประกอบกับความสามารถต่างๆที่ล้ำหน้าทางด้านสถาปัตยกรรม
ทำให้อินเทลสามารถผลิตอุปกรณ์ใหม่ๆ
ที่ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไปสามารถนำไปใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ดิจิทัลได้หลาก
หลายมากขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานให้กับลูกค้ากลุ่มองค์กร
และผู้ใช้ตามบ้านกับแอปพลิเคชั่นรุ่นใหม่ๆในปัจจุบัน
และมีสมรรถนะที่สามารถรองรับเทคโนโลยีใหม่ๆในยุคถัดไปได้อีก
อธิบายคำศัพท์ต่างๆเกี่ยวกับไมโครโปรเซสเซอร์
SSE
Streaming SIMD ขยายเป็น
ชุดคำสั่งที่ทำให้ไมโครโพรเซสเซอร์สามารถตอบสนองการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ
ในการใช้โปรแกรมทางอินเตอร์เน็ต ให้สามารถแสดงภาพได้รวดเร็ว
ซึ่งมีการปรับปรุงส่วนต่างๆ คือ
o ลอยจุดการเรียนการสอนเพิ่มชุดคำสั่งสำหรับการประมวลผลทางด้านกราฟิก 3 มิติ
พร้อมด้วยชุดคำสั่งที่ทำให้ไมโครโพรเซสเซอร์สามารถประมวลผลทางคณิตศาสตร์ได้คราวละ 4 ต่อชุดคำสั่ง 1 ชุด
o MMX คำแนะนำเทคโนโลยีเพิ่มเติมชุดคำสั่งสำหรับภาพเคลื่อนไหว
เสียง ภาพ ทางด้านมัลติมีเดียจากเดิมที่มีอยู่ในเพนเที่ยมทูอีก 12 คำสั่ง
o คำแนะนำในการควบคุมแคชชุดคำสั่งในการควบคุมการไหลของข้อมูลระหว่างหน่วยความจำกับไมโครโพรเซสเซอร์
ทำให้ควบคุมการไหลของข้อมูลได้อย่างต่อเนื่อง
การดำเนินการแบบไดนามิก
เป็นคุณสมบัติหนึ่งของสถาปัตยกรรมไมโครโพรเซสเซอร์
ที่ช่วยให้ไมโครโพรเซสเซอร์สามารถจัดการกับคำสั่งได้หลายๆ คำสั่งในขณะเดียวกัน
ส่งผลให้การทำงานเสร็จเร็วยิ่งขึ้น ซึ่งมีส่วนประกอบสำคัญ 3 อย่างคือ
o การคาดเดา
(ทำนายหลายสาขา)ลักษณะการไหลของโปรแกรมผ่านทางแขนงคำสั่งต่างๆ ได้ล่วงหน้า
o วิเคราะห์และจัดลำดับงาน
(การวิเคราะห์ Dataflow)คำสั่งที่จะต้องจัดการในลำดับต่อๆ ไป ล่วงหน้าเมื่อหน่วยประมวลผลพร้อม
โดยไม่จำเป็นต้องเหมือนกับที่โปรแกรมได้กำหนดไว้
o คาดเดาและจัดการคำสั่ง
(การดำเนินการเก็งกำไร)โดยการมองหาคำสั่งที่น่าจะต้องทำไว้ล่วงหน้าก่อน
พร้อมลงมือจัดการ กับคำสั่งที่จำเป็นนั้นไว้ก่อนเลย
รถบัสอิสระคู่
สถาปัตยกรรมบัสอิสระแบบคู่ หรือDIBช่วยให้บัสข้อมูลสามารถส่งผ่านข้อมูลได้มากขึ้น
โดยการเพิ่มบัสที่สองขึ้น เพื่อเพิ่มช่องทางในการ สื่อสารข้อมูลระหว่างแคชL2ช่วยลดปัญหาการคับคั่งของข้อมูลภายในตัวโพรเซสเซอร์
ทำให้การทำงานได้รวดเร็วขึ้น
MMX
เทคโนโลยีMMXถูกสร้างขึ้นโดยวิศวกรของอินเทล
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของไมโครโพรเซสเซอร์ ในด้านของการสื่อสารข้อมูล การสร้างภาพ
กราฟฟิก วีดีโอ และระบบเสียงที่คุณภาพดีขึ้น
โดยการเพิ่มชุดคำสั่งในการทำงานอยู่ภายใน 57 คำสั่ง สร้างด้วยเทคโนโลยีขนาด 0.35 ไมครอน
ภายในประกอบด้วยทรานซิสเตอร์จำนวน 4.5 ล้านตัว มีหน่วยความจำแคชขนาด 32 กิโลไบต์
เพิ่มระบบการทำงานแบบหนึ่งคำสั่งหลายข้อมูลSIMD (Single ข้อมูลการเรียนการสอนหลาย)ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานโดยรวมดีขึ้น 10-20 เปอร์เซ็นต์จากเดิม
และกินไฟฟ้าน้อยลง
วิวัฒนาการของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์
เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์เริ่มแรกที่ไดรับความนิยมสูง
คือ เครื่องแอปเปิ้ล(แอปเปิ้ล)เป็นเครื่องขนาด 8 บิต หน่วยความจำยังมีไม่มาก
ต่อมาบริษัทไอบีเอ็มซึ่งเป็นบริษัทยักษ์ใหญ่ ครอบครองตลาดเมนเฟรมอยู่ในขณะนั้น
ได้หันมาสนใจเข้าร่วมในตลาดของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์
คอมพิวเตอร์โดยสร้างเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่าIBM
PCขึ้น
หรือที่เรียกกันว่า เครื่องพีซี(PC: คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล)ในปี ค.ศ. 1981 เดือนสิงหาคมIBM
PCรุ่นแรกได้ถูกวางตลาด
ซึ่งเป็นเครื่องที่ได้รับความนิยมอย่างสูงในเวลาต่อมา
เมื่อบริษัทไอบีเอ็มประสบความสำเร็จอย่างสูงในตลาดของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์เครื่องIBM
PCเป็นเครื่องที่ไม่มีฮาร์ดดิสก์(ฮาร์ดดิสก์)มีแต่ฟล็อปปี้ดิสก์(ฟลอปปีดิสก์)ขนาด360
KBจำนวน 2 ตัวเท่านั้น
ซึ่งถ้ามีข้อมูลปริมาณมากๆ จะไม่สะดวกในการใช้และใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ 8088 ของบริษัทอินเทล(Intel)เป็นหน่วยประมวลผลกลางใช้กับข้อมูลขนาด 16 บิต จึงนับได้ว่าIBM
PCเป็นจุดเริ่มต้นของไมโครคอมพิวเตอร์ขนาด 16 บิต
ต่อมาในปี ค.ศ. 1983 เดือนกุมภาพันธ์บริษัทไอบีเอ็มได้ผลิตเครื่องรุ่นใหม่ออกมาเรียกว่าIBM
XT (XT: ขยาย)ซึ่งต่างกับIBM
PCคือ
มีฮาร์ดดิสก์ที่มีความจุสูง
และออกแบบวงจรภายในให้มีขนาดเล็กลงและทำให้มีขีดความสามารถในการทำงานได้ดีขึ้น
ต่อมาในปี ค.ศ. 1984 เดือนสิงหาคม
เครื่องพีซีรุ่นต่อมาของบริษัทไอบีเอ็มคือIBM AT (ที่: แอดวานซ์เทคโนโลยี)ซึ่งต่างจากIBM
XTคือ
เปลี่ยนจากไมโครโปรเซสเซอร์ 8088 ไป เป็น 80286 ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ 80286 ของอินเทล
ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงและทำงานได้เร็วกว่า
ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์
ในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีโปรเซสเซอร์หรือซีพียูและหน่วยความจำ
เหมือนกันแต่ก็ไม่ได้หมายความว่ามันจะมีประสิทธิภาพเหมือนกัน
อาจจะมีปัจจัยอื่นๆอีกหลายอย่างที่อาจจะทำให้ประสิทธิภาพแตกต่างกันได้
ในช่วงเวลาที่ผ่านมาความสามารถของคอมพิวเตอร์ได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว
ความสามารถในคอมพิวเตอร์จะหมายถึงความเร็วในการประมวลผลข้อมูล
เทคโนโลยีในการผลิตชิปไมโครโปรเซสเซอร์ได้พัฒนากันอย่างรวดเร็ว
สามารถบรรจุทรานซิสเตอร์จำนวนมากลงบนชิปขนาดเล็กลงเรื่อยๆ
ทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นและเร็วขึ้นด้วย
จะกล่าวถึงปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์พอสังเขป ดังนี้
1. รีจิสเตอร์
รีจิสเตอร์
เป็นหน่วยความจำที่อยู่ในตัวของไมโครโปรเซสเซอร์
ขนาดของรีจิสเตอร์จะบ่งบอกถึงความสามารถในการประมวลผลของไมโครโปรเซสเซอร์
ในโปรเซสเซอร์รุ่นแรกๆ รีจิสเตอร์จะเก็บข้อมูลได้ 16 บิต ปัจจุบันจะมีขนาด 32 บิต
ส่วนในเครื่องมินิคอมพิวเตอร์จะมีขนาด 64 บิต
ขนาดของรีจิสเตอร์บางครั้งเรียกหน่วยวัดเป็น เวิร์ด
ซึ่งเป็นตัวกำหนดจำนวนข้อมูลที่คอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ในเวลาหนึ่งๆ
ขนาดเวิร์ดที่ใหญ่กว่าจะสามารถประมวลผลได้เสร็จเร็วกว่า
ในกลุ่มของข้อมูลที่เท่ากัน
2. หน่วยความจำแคซ
หน่วยความจำแคซ
เป็นหน่วยความจำที่ซีพียูสามารถติดต่อได้ด้วยความเร็วสูง
โดยปกติการทำงานของซีพียูจำเป็นต้องเร่งความเร็ว
แต่หน่วยความจำภายนอกจะมีการทำงานที่ความเร็วต่ำกว่า
ดังนั้นจึงต้องสร้างบัฟเฟอร์ไว้ภายในเพื่อให้ซีพียูทำงานร่วมด้วย
ขนาดของเครื่องยิ่งใหญ่จะช่วยให้มีบัฟเฟอร์เก็บข้อมูลได้มาก
การทำงานของซีพียูจะดีขึ้น
หน่วยความจำแคซที่ดีต้องมีความเร็วตอบสนองซีพียูได้สูงมากเท่าเทียมกับซีพียู
แต่สภาพความเป็นจริงจะทำให้มีราคาแพงขึ้น จึงแบ่งแคซเป็นระดับ
การติดต่อกับแคซจะมีช่องทางติดต่อเพื่อโอนย้ายข้อมูล ทำได้คร้งละ 64 บิต
3. ความเร็วของสัญญาณนาฬิกา
สัญญาณนาฬิกา
เป็นตัวกำหนดจังหวะการทำงาน
สัญญาณนาฬิกาเป็นสัญญาณทางไฟฟ้ารูปคลื่นสี่เหลี่ยม
ที่สร้างขึ้นและป้อนให้กับซีพียูเพื่อเป็นฐานเวลาในการทำงาน คือ
ความเร็วที่ไมโครโปรเซสเซอร์ประมวลผลคำสั่งนั่นเอง
เครื่องคมอมพิวเตอร์ทุกเครื่องต้องมีระบบสร้างสัญญาณนาฬิกาภายใน
เพื่อใช้เป็นสัญญาณอ้างอิง ในการจัดระเบียบการประมวลผลคำสั่ง
และควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆให้สอดคล้องกัน
ตัวซีพียูเองต้องการจำนวนสัญญาณนาฬิกา ในอัตตราที่แน่นอนในการประมวลผลคำสั่ง
แต่ละคำสั่ง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความยากง่ายและปริมาณขั้นตอนในการประมวลผลนั้นๆ
สัญญาณนาฬิกายิ่งเร็วเท่าซีพียู ยิ่งสามารถประมวลผลได้คำสั่งมากเท่านั้น
สัญญาณนาฬิกามีหน่วยวัดเป็น MHz โดยที่ 1MHz
เท่ากับ 1ล้านรอบ(สัญญาณนาฬิกา) ต่อวินาที
ในปัจจุบันความเร็วของสัญญาณนาฬิกา จะมีหลายร้อย HMz ขึ้นไป
4. โปรเซสเซอร์ช่วยคำนวณ
โปรเซสเซอร์ช่วยคำนวณ
เป็นชิปที่ถูกออกแบบมาเพื่อจัดการความซับซ้อนทางคณิตศาสตร์
ในซีพียูรุ่นใหม่ๆจะมีโปรเซสเซอร์ช่วยคำนวณอยู่ในตัวแล้วยุคแรกๆ
จะไม่มีถ้าต้องการผู้ใช้ต้องหามาติดตั้งเอง ปกติการคำนวณในโปรเซสเซอร์หลักจะใช้ ALU แต่ในการคำนวณที่ซับซ้อน โปรเซสเซอร์ช่วยคำนวณจะทำได้เร็วกว่าโดยใช้หลักการโฟลติง-พอยต์
คือ การเปลี่ยนเลขให้อยู่ในรูปเลขยกกำลัง
ด้วยเททคนิคนี้ทำให้เครื่องไม่ต้องใช้เนื้อที่ในการเก็บข้อมูลมาก
CISC (คำสั่งที่ซับซ้อนเครื่องคอมพิวเตอร์)
การใช้หน่วยความจำ
สถาปัตยกรรมแบบCISCจะมีชุดคำสั่งมากมายหลายคำสั่งที่ซับซ้อนและยุ่งยาก
ถ้ามีการใช้ชุดคำสั่งที่มีความซับซ้อนมากก็จะใช้จำนวนบิตมาก
แต่ถ้าใช้งานชุดคำสั่งที่มีความซับซ้อนน้อยก็จะใช้จำนวนบิตน้อยเช่นกัน
ในการเก็บชุดคำสั่งของCISCนั้นจะเก็บเท่ากับจำนวนจริงของการใช้งาน
จึงประหยัดเนื้อที่ในหน่วยความจำแต่เนื่องจากการเก็บชุดของคำสั่งนั้น
เก็บเฉพาะการใช้งานจริง ซึ่งจะใช้งานหน่วยความจำน้อย
ประสิทธิภาพ
1.เนื่องจากCISCมีชุดของคำสั่งที่ซับซ้อนมากกว่าริสก์และในคำสั่งพิเศษที่มีอยู่ในCISCนั้น
2.ประสิทธิภาพอาจลดลงเนื่องจากเสียเวลาในการถอดรหัส
การสนับสนุนของคอมไพเลอร์
ในCISCมีชุคำสั่งที่ซับซ้อนซึ่งติดมากับซีพียูอยู่แล้ว
แต่เมื่อมาทำการเขียนโปรแกรมแล้วผ่านตัวคอมไพเลอร์
หรือ
ตัวแปลจากโปรแกรมเป็นภาษาเครื่อง จะพบว่าคำสั่งยากๆ
ที่มีอยู่ในซีพียูนั้น ตัวคอมไพเลอร์ กลับแปลงให้อยู่ในรูปของคำสั่งง่ายๆ
ริสก์ (ลด Instuction เครื่องคอมพิวเตอร์)
การใช้หน่วยความจำ
เน้นหลักการของการนำเอาชุดคำสั่งง่ายๆเพียงไม่กี่คำสั่ง(โดยทั่วไปไม่เกิน 128 คำสั่ง เช่น บวก ลบ คูณ หาร)
มาประกอบรวมเข้าไว้ด้วยกัน 128 คำสั่ง มีค่าเท่ากับ 2 ยกกำลัง 6 หรือกล่าวคือใช้งานแค่ 6 บิต ในการเก็บค่าของชุดคำสั่ง
ประสิทธิภาพ
1.การทำงานจะทำได้เร็วกว่าCISCเ
2.เนื่องจากการเข้ารหัสชุดคำสั่งเป็นลักษณะแก้ไขเข้ารหัสจึงง่ายต่อการถอดรหัส
3.ในสถาปัตยกรรมแบบริสก์มีเรจิสเตอร์จำนวนมากจึงทำให้การทำงานโดยรวมรวดเร็ว
4.การใช้งานคำสั่งง่ายๆ
ของริสก์นี้ บางคำสั่งใช้เวลา ไม่ถึง 1 สัญญาณนาฬิกา
ส่งผลให้ทำงานได้รวดเร็ว
การสนับสนุนของคอมไพเลอร์
ในริสก์นั้นมีคำสั่งประมาณ 128 คำสั่ง
แนบมากับซีพียู
และอนุญาตให้ใช้งานคำสั่งประเภทโหลด
/ ร้านค้าที่นำข้อมูลจากหน่วยความจำไปทำกับเรจิสเตอร์โดยตรง
ซึ่งทำให้การทำงานโดยรวดเร็วกว่า
จากจุดนี้เองในการใช้งานในส่วนของคำสั่งที่ซับซ้อน อาจต้องใช้คำสั่งในตัวคอมไพเลอร์มาใช้งานมากกว่าริสก์เพราะริสก์เน้นหลักการทำงานของชุดคำสั่งที่ง่ายๆ
แต่รวดเร็ว
ดังนั้นคำสั่งยากๆ
จึงโยนให้เป็นหน้าที่ของตัวคอมไพเลอร์แทน
เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และความคาดหวังในอนาคต
ในช่วงระยะเวลา 15-20 ปีที่ผ่านมา
ความสามารถของไมโครคอมพิวเตอร์ได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากทั้งความเร็วในการประมวลผลและประสิทธิภาพโดยรวม
ความจริงอย่างหนึ่งที่เห็นได้ชัดเจนคือความสามารถของคอมพิวเตอร์ได้เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ
18 เดือน
ซึ้งเป็นไปตามกฏของมัวร์ โดยนายกอน มัวร์
ผู้ก่อตั้งบริษัทอินเทลเป็นผู้ตั้งกฏนี้ขึ้น เมื่อเวลาผ่านมาเรื่อยๆ
กฏนี้เริ่มเป็นจริงเนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตซีพียูได้ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วจนทำให้ซีพียูในปัจจุบันมีความเร็วเป็นพันเท่าของซีพียูเมื่อ
20 ปีที่แล้ว
เทคโนโลยีเหล่านี้ยังมีจุดปรับปรุงเรื่อยๆ
เช่น เพิ่มขนาดแคซ กำหนดให้สัญญาณนาฬิกาเร็วขึ้น
การทำให้มีคำสั่งการทำงานได้มากขึ้นในหนึ่งรอบคำสั่ง
รวมถึงการเพิ่มขนาดรีจิสเตอร์และบัส การลดขนาดการสิ้นเปลืองกำลังไฟฟ้าของชิป
การเพิ่มจำนวนทรานซีสเตอร์และลดขนาดของชิปลง นักวิเคราะห์หลายคนกล่าวว่า เทคโนโลยี
RISC จะเป็นปัจจัยหลักในการเพิ่มประสิทธิภาพของซีพียู
เนื่องจากในปัจจุบันนี้ชิป RISC เพิ่งเริ่มออกมาใช้งาน
ทำให้ยังมีแนวทางอีกมากในการปรับปรุงพัฒนา
อ้างอิง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น