หน่วยความจำแคช (Cache)

ในระบบคอมพิวเตอร์จะมีอุปกรณ์บางส่วนที่ทำงานช้า จึงการใช้วิธีนำหน่วยความจำแบบแรมมาเพิ่มความเร็วของอุปกรณ์เหล่านั้น อันจะทำให้การทำงานของคอมพิวเตอร์โดยรวมเร็วขึ้นมาก เรียกหน่วยความจำส่วนนี้ว่า หน่วยความจำแคช (cache memory) ซึ่งสามารถแบ่งได้เป็น 2 แบบ คือ
  1.disk cache คือการเก็บข้อมูลไว้ในหน่วยความจำหลักของเราก่อน เมื่อ CPU ต้องการจะหาข้อมูล ก็จะหาใน dish cache ก่อนแล้วค่อยเข้าไปค้นหาใน Harddisk
  2.Memory cache จะดึงข้อมูลมาเก็บไว้ใน memory ซึ่งจะถึงขอ้มูลได้รวดเร็วกว่า แต่มีความจำที่เล็กกว่า

(ที่มาข้อมูล : http://cptd.chandra.ac.th/selfstud/it4life/sub%20vol4.htm )

การออกแบบ Microprocessor 64 bit ใน PC

Power4 Chip เป็น ซีพียู 64 บิต ใช้แนวคิดสถาปัตยกรรมแบบ RISC( Reduced Instruction- Set Computing หรือชิปที่มีการลดทอนคำสั่ง ) ที่สามารถประมวลผลคำสั่งได้อย่างรวดเร็วภายใน 1 สัญญาณนาฬิกา เป็น CPU แบบ Multi-core มีหน่วยประมวลผล 2 หน่วย ที่อยู่ใน Chip ตัวเดียวมีชุดคำสั่งพิเศษ (ISA) เป็นคำสั่งพิเศษที่ทำให้แพลตฟอร์มมีความสามารถในการประมวล ผลแบบ 64 บิตใช้กันในระบบคอมพิวเตอร์ขององค์กร AIM (Apple-IBM-Motorola) ทำให้คอมพิวเตอร์ปฏิบัติการได้เร็วมากขึ้น เพราะกำหนดให้ตัวประมวลผลแบบจุลภาค (microprocessor) แต่ละตัวทำงานจำกัดเฉพาะบางอย่าง ซึ่ง Power 4Chip เป็นพื้นฐานของการพัฒนา PowerPC

(ที่มาข้อมูล : ced.kmutnb.ac.th/wws/document/history_of%20_cpu.doc)

Microcontroller คืออะไร

ไมโครคอนโทรลเลอ คือ อุปกรณ์ควบคุมขนาดเล็ก ซึ่งบรรจุความสามารถที่คล้ายคลึงกับระบบคอมพิวเตอร์ โดยในไมโครคอนโทรลเลอร์ได้รวมเอาซีพียู, หน่วยความจำ และพอร์ต ซึ่งเป็นส่วนประกอบหลักสำคัญของระบบคอมพิวเตอร์เข้าไว้ด้วยกัน โดยทำการบรรจุเข้าไว้ในตัวถังเดียวกัน
โครงสร้างโดยทั่วไป ของไมโครคอนโทรลเลอร์นั้น สามารถแบ่งออกมาได้เป็น 5 ส่วนใหญ่ๆ ดังต่อไปนี้
1. หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู (CPU : Central Processing Unit)
2. หน่วยความจำ (Memory)
3. ส่วนติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอก หรือพอร์ต (Port) มี 2 ลักษณะคือ พอร์ตอินพุต (Input Port) และพอร์ตส่งสัญญาณหรือพอร์ตเอาต์พุต (Output Port)
4. ช่องทางเดินของสัญญาณ หรือบัส (BUS) คือเส้นทางการแลกเปลี่ยนสัญญาณข้อมูลระหว่าง ซีพียู หน่วยความจำและพอร์ต เป็นลักษณะของสายสัญญาณ จำนวนมากอยู่ภายในตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ โดยแบ่งเป็นบัสข้อมูล (Data Bus) , บัสแอดเดรส (Address Bus) และบัสควบคุม (Control Bus)
5.วงจรกำเนิดสัญญาณนาฬิกา นับเป็นส่วนประกอบที่สำคัญมากอีกส่วนหนึ่ง เนื่องจากการทำงานที่เกิดขึ้นในตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ จะขึ้นอยู่กับการกำหนดจังหวะ หากสัญญาณนาฬิกามีความถี่สูง จังหวะการทำงานก็จะสามารถทำได้ถี่ขึ้นส่งผลให้ไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวนั้น มีความเร็วในการประมวลผลสูงตามไปด้วย

(ที่มาข้อมูล : http://th.wikipedia.org/wiki/ไมโครคอนโทรลเลอ )

ประวัติ Intel/AMD/Apple A4

1. Intel เป็น บริษัทผู้ผลิตซีพียูที่เก่าแก่และมีการพัฒนา มาอย่างต่อเนื่อง นับตั้งแต่ซีพียู 8086 , 8088 และซีพียูในตระกูล 80x86 เรื่อยมา จนมาถึง Celeron , Pentium II และ III ซึ่งได้รับความนิยมอย่างมากในสมัยนั้น ก่อนที่จะก้าวเข้าสู่ยุค Celeron II, Pentium 4 และ Pentium 4 Extreme Edition ที่ได้รับการตอบรับจากผู้ใช้อย่างกว้างขวาง เรื่อยมาจนมาถึงยุคของ Celeron D และ Pentium 4 ภายใต้รหัส Processor Number ใหม่ รวมไปถึงซีพียูในกลุ่ม Dual และ Quad-Core อย่าง Pentium D , Pentium Dual-Core, Pentium Extreme Edition , Core Duo, Core 2 Duo, Core 2 Quad และ Core 2 Extreme ที่ถือได้ว่าเป็นจุดเริ่มต้นของยุคซีพียูในแบบ Dual & Multi-Core บนเครื่องซีพีที่ใช้กันอยู่แพร่หลายในปัจจุบัน รวมทั้งซีพียูบนโครงสร้างทางสถาปัตยกรรมแบบใหม่อย่าง Nehalem ที่จะมาพร้อมกันแบรนด์ใหม่ที่ชื่อว่า Core i7


2. แอดวานซ์ ไมโคร ดีไวซ์, Inc. หรือ เอเอ็มดี เป็นบริษัทสัญชาติอเมริกัน ก่อตั้งเมื่อ ปี ค.ศ. 1969 โดยพนักงานเก่าจากบริษัท Fairchild Semiconductor โดย เอเอ็มดี ผลิตสินค้าเกี่ยวกับ เซมิคอนดัคเตอร์ มีสำนักงานใหญ่อยู่ที่มลรัฐแคลิฟอร์เนีย โดยเป็นผู้พัฒนา ซีพียู และเทคโนโลยีต่างๆ ออกสู่ตลาด และ ผู้ใช่ทั่วไปโดยที่สินค้าหลักของบริษัทคือ ไมโครโพรเซสเซอร์,เมนบอร์ดชิปเซ็ต,การ์ดแสดงผล,ระบบฟังตัว สำหรับคอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์,คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล,ระบบฝังตัว
        AMD เป็นผู้ผลิตอันดับ 2 ในตลาดของไมโครโพรเซสเซอร์ ที่มีพื้นฐานอยู่บน x86 อีกทั้งยังเป็นหนึ่งในผู้ผลิตชิปกราฟิกการ์ดรายใหญ่ของโลก และ ยังผลิตหน่วยความจำแบบแฟลช โดยในปี 2010 AMD เป็นผู้ผลิตเซมิคอนดัคเตอร์ อันดับที่ 12 ของโลก
        AMD นับเป็นคู่แข่งที่สำคัญของอินเทลในตลาดไมโครโพรเซสเซอร์ และมีคดีความฟ้องร้องกันอยู่ในหลายประเทศ เรื่องอินเทลผูกขาดการค้า ปัจจุบันได้ทำการยอมความกันไปแล้ว

3. Apple A4 ได้เปิดตัว (พร้อมกับ iPad) เมื่อ 27 มกราคม 2553  ในช่วงที่ Apple กำลังสร้างสรรค์ผลิตภัณฑ์ใหม่ๆออกมามากมาย
      7 มิถุนายน 2553    สตีฟ จ๊อบส์ ประกาศยืนยันในที่สาธารณะว่า  iPhone 4 จะมี A4 Processor ถึงแม้ว่าช่วงนั้น A4 จะไม่เป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายนัก แต่มันก็มีช่วงความถี่เดียวกันกับ iPad ความกว้างของบัสหรือแคชที่เหมือนกับ A4 ที่พบก่อนหน้าที่จะผลิต iPad
      1 กันยายน 2553    iPod Touch และ AppleTV มีการปรับปรุงเพื่อให้ใช้ได้กับ A4 Processor

(ที่มา : http://bc54231.blogspot.com/2011/07/cpu-intel.html)
(ที่มา : http://108like.com/computer/AMD_CPU.html)
(ที่มา : http://www.vcharkarn.com/vblog/114594)

Microprocessor ที่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน

PC/Macintosh/Notebook/SmartPhone/Tablet

Microprocessor ที่ได้รับความนิยมในปัจจุบัน คือ
- Intel Core i7 ใช้สำหรับ PC/Macintosh/Notebook
- windows8 RTM ใช้สำหรับ SmartPhone/Tablet



ที่มารูปภาพ  : http://ongfong69.wordpress.com/2010/10/22/cpu-intel-corei7/

ที่มารูปภาพ  : http://www.businessplus.co.th/index.php/product?id=1047

ส่วนประกอบโครงสร้างภายใน Microprocessor (RISC)

   โครงสร้างชุดคำสั่งที่ใช้ใน RISC ของยกตัวอย่างของชุดคำสั่ง MIPS ไว้กระทำรีจิสเตอร์ 3 ตัว
คือ scr1, scr2, dest กล่าวถึง scr เป็นรีจิสเตอร์ตัวทำงาน dest เป็นรีจิสเตอร์ผลลัพธ์ การออกแบบคำสั่งมุ่งไปที่การใช้รีจิสเตอร์ภายใน ดังนั้น รีจิสเตอร์มักมีขนาดกว้าง ขนาด 32 บิตจะพิจารณาคำสั่งที่แสดงจะพบว่าคำสั่งเพียงเท่านี้ การใช้งานหรือการเขียนโปรแกรม ให้ทำงานในสิ่งต่างๆที่ต้องการ  การออกแบบ RISC ที่ใช้สถาปัตยกรรมที่แตกต่างจาก CISC โดยสิ้นเชิง

ความสามารถอยู่ที่การจัดการการหน่วยความจำ
               เมื่อซีพียู RISC ทำงานด้วยคำสั่งที่ใช้กับรีจิสเตอร์เป็นหลักมีเพียง LD กับ ST ที่ใช้จากหน่วย
ความจำLD กับ ST จึงต้องเกี่ยวกับหน่วยความจำที่ซีพียูต้องติดต่อ การที่ซีพียูต้องติดต่ออย่าง
รวดเร็ว ต้องอาศัยหน่วยความจำแคช ดังนั้น ประสิทธิภาพของ RISC ขึ้นอยู่กับการจัดโครงสร้าง
ของหน่วยความจำที่หน่วยความจำแคชจะต้องมีบทบาทที่ทำให้ซีพียูติดต่อข้อมูลเป็นส่วนใหญ่
โครงสร้างของแคชที่ใช้กับ RISCเป็นแบบ direct mapped cache ใช้การติดต่อกับหน่วยความ
จำนี้จำทำให้หน่วยความจำต่อกับแคชในลักษณะที่มีการกำหนดตำแหน่ง แคชแบบนี้จะทำให้การเข้า
ถึงทำได้เร็ว

ที่มาข้อมุล http://www.geocities.ws/micro2comed/page23.htm

ชนิดของ Microprocessor

เราสามารถแบ่งไมโครโพรเซสเซอร์ตามสถาปัตยกรรมได้เป็น 2 ชนิด คือ



(ที่มารูปภาพ : http://en.wikipedia.org/wiki/Reduced_instruction_set_computing )

1. Reduced Instruction Set Computer
            RISC คือ ไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีคำสั่งน้อย แต่คำสั่งทำงานได้เร็ว ในยุคคริสต์ทศวรรษ 1970 ไมโครโพรเซสเซอร์ที่ได้ คือ IBM 801, Stanford MIPS และ Berkeley RISC 1 และ 2 ไมโครโพรเซสเซอร์ชนิดนี้ในยุคต่อมาได้แก่ SPARC ของ ซัน ไมโครซิสเต็มส์ และ PowerPC ของ โมโตโรล่า



(ที่มารูปภาพ : http://simple.wikipedia.org/wiki/Complex_instruction_set_computer )

2. Complex Instruction Set Computer
            CISC เป็นสถาป้ตยกรรมของไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีคำสั่งมากกว่าและซับซ้อนกว่า ได้แก่ ไมโครโพรเซสเซอร์ x86 เพนเทียมและเซเลรอนของอินเทลและ ไมโครโพรเซสเซอร์จากบริษัทเอเอ็มดี (AMD)
ที่มาข้อมูล : http://th.wikipedia.org/wiki/ไมโครโพรเซสเซอร์