ซีพียูคืออะไร?

หน่วยประมวลผลกลาง (ภาษาอังกฤษ: หน่วยประมวลผลกลาง) หรือตัวย่อ ซีพียู (CPU) คือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานหรือประมวลผลชุดคำสั่งจากซอฟต์แวร์ คำนี้ถูกใช้ในอุตสาหกรรมคอมพิวเตอร์ตั้งแต่ช่วงต้นทศวรรษ 1960

หน่วยประมวลผลกลาง
หน่วยประมวลผลกลาง

โปรเซสเซอร์คือสมองของคอมพิวเตอร์ ในการตัดสินใจหรือคำนวณจากคำสั่งที่ได้รับ เช่น การเปรียบเทียบการดำเนินการทางคณิตศาสตร์ เป็นต้น

กระบวนการพื้นฐานคือ

  • อ่านชุดคำสั่ง (ดึงข้อมูล)
  • ตีความชุดคำสั่ง (ถอดรหัส)
  • กำลังประมวลผลชุดคำสั่ง (ดำเนินการ)
  • อ่านข้อมูลจากหน่วยความจำ (หน่วยความจำ)
  • เขียนข้อมูล/ส่งการประมวลผลกลับ (เขียนกลับ)

สถาปัตยกรรมของโปรเซสเซอร์กลางประกอบด้วยชุดควบคุมและหน่วยดำเนินการ และจัดเก็บข้อมูลระหว่างการคำนวณ ในระบบลงทะเบียน

การทำงานของหน่วยประมวลผลกลาง

หน้าที่ของหน่วยประมวลผลกลางสามารถแบ่งได้เป็น 5 กลุ่มหลัก ๆ ดังนี้ จากคำสั่งที่เรียงตามลำดับเวลาเขียนโปรแกรม

  • ดึงข้อมูล – อ่านชุดคำสั่งจากโปรแกรม ในรูปแบบของรหัสไบนารี่ (Binary Code จากการเปิด-ปิดของ BIT)
  • ถอดรหัส – การตีความคำสั่งนั้นด้วยวงจรถอดรหัสตามจำนวนหลัก (BIT) ที่รหัสนี้จะอนุญาตให้วงจรอื่นทำงานด้วย
  • ดำเนินการ – การดำเนินการตามคำสั่งนั้นคือวงจรใดในไมโครโปรเซสเซอร์ทำงาน เช่น วงจรบวก วงจรลบ วงจรเปรียบเทียบ รอบการถ่ายโอนข้อมูล ฯลฯ
  • หน่วยความจำ – ติดต่อกับหน่วยความจำ โดยใช้ข้อมูลที่อยู่ในหน่วยความจำชั่วคราว (RAM, Register) ใช้ในคำสั่งนั้นโดยอ้างอิงจากที่อยู่ (Address)
  • Write Back – เขียนข้อมูลกลับด้วยหน่วยความจำ Register เพื่อจัดเก็บที่อยู่ของคำสั่งถัดไป ต่อมามีคำสั่งกระโดดเพื่อเพิ่มและลบที่อยู่
SEE ALSO  กล้องวงจรปิดไร้สาย ดูผ่านมือถือได้เรียลไทม์ ภาพชัดแท้ที่แสงน้อย เชื่อมต่อ WIFI ✅ | สังเคราะห์ข้อมูลเกี่ยวกับกล้องวงจรปิดไร้สายดูผ่านโทรศัพท์ได้แม่นยำที่สุด

โดยการทำงานเหล่านี้ หากเป็นงานพื้นฐาน พวกเขาจะทำงานเป็นชุดของขั้นตอน แต่โดยหลักการแล้ว เป็นไปได้ว่างานในแต่ละส่วนค่อนข้างเป็นอิสระจากกัน จึงมีการจัดการแยกกัน สามารถทำงานควบคู่ไปกับแต่ละส่วนได้ หลักการนี้เรียกว่าไปป์ไลน์ การประมวลผลจะดำเนินการคู่ขนานกันที่ระดับการไหลของคำสั่งแต่ละระดับ (ILP: Instruction Level Parallelism) ข้อมูลที่เป็นผลจากการคำนวณก่อนหน้านี้จะถูกส่งกลับไปยังชุดคำสั่ง ตามมาด้วยช่องทางพิเศษภายในตัวโปรเซสเซอร์เอง

การดำเนินการแบบคู่ขนานนี้สามารถปรับปรุงเพิ่มเติมได้โดยการเพิ่มฟังก์ชันการทำงาน แต่ละส่วนจะแบ่งออกเป็นส่วนเดียวกันในทุกกลุ่ม แต่มีบรรทัดคำสั่งต่างกัน วิธีนี้เรียกว่าการประมวลผล superscalar ของโปรเซสเซอร์ ชุดคำสั่งทำงานพร้อมกัน งานของ superscalar อยู่ในโปรแกรมเลือกจ่ายงาน เนื่องจากเป็นตัวกำหนดชุดคำสั่งที่สามารถทำการประมวลผลแบบขนานได้ แต่ละคำสั่ง (ILP: Instruction Level Parallelism) เช่นกัน

คำสั่ง set-level parallelism (TLP)

การทำงานของโปรแกรมคอมพิวเตอร์แต่ละโปรแกรมสามารถแบ่งได้เป็นระดับ กลุ่มคำสั่ง (Thread) ซึ่งแต่ละกลุ่มสามารถทำงานได้แบบขนาน (TLP: Thread Level Parallelism) ที่ระดับ 2

สถาปัตยกรรมโปรเซสเซอร์ที่รู้จัก

คอมพิวเตอร์ฝังตัว

  • สถาปัตยกรรม PowerPC 440 ของ IBM
  • สถาปัตยกรรม 8051 ของ Intel
  • โมโตโรล่า 6800 สถาปัตยกรรม
    • ใช้ในชุดควบคุม 68HC11 ซึ่งแพร่หลายมาก
  • สถาปัตยกรรม ARM ของ ARM (เดิมเป็นส่วนหนึ่งของ Acorn Computers)
    • ใช้ในเครื่องเล่นเพลง, iPods, เกมคอนโซล Game Boy Advance และ PDA มากมาย 0
    • โปรเซสเซอร์ XScale และ StrongARM ของ Intel ใช้สถาปัตยกรรม ARM
SEE ALSO  รีวิวเรือยางราคาถูกจาก Shopee และเสื้อชูชีพ 165บาท ใช้ดีเกินราคา | สรุปข้อมูลที่เกี่ยวข้องเรือยางที่มีรายละเอียดมากที่สุด

คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล

  • สถาปัตยกรรม Intel x86
  • สถาปัตยกรรม 6800, 6809 และ 68000 ของ Motorola
  • สถาปัตยกรรม 6502 ของ MOS Technology
  • สถาปัตยกรรม Z80 ของ Zilog
  • สถาปัตยกรรม PowerPC ของ IBM (ต่อมาคือ AIM alliance)
  • สถาปัตยกรรม AMD64 (หรือ x86-64) ของ AMD
    • เข้ากันได้กับสถาปัตยกรรม Intel x86

คอมพิวเตอร์เซิร์ฟเวอร์และเวิร์กสเตชัน

  • สถาปัตยกรรม SPARC ของ SPARC International, Inc. (กับสมาชิกเช่น Sun Microsystems, Fujitsu, Toshiba, Texas Instruments), โปรเซสเซอร์ LEON2, โปรเซสเซอร์โอเพนโค้ด ใช้สถาปัตยกรรม SPARC
  • POWER Architecture ของ IBM
  • สถาปัตยกรรม MIPS ของ MIPS Computer Systems Inc. ชุดคำสั่งเครื่อง MIPS เป็นเครื่องมือหลักสำหรับการสอนสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ในหนังสือ องค์กรคอมพิวเตอร์และการออกแบบ เขียนโดย David A. Patterson และ John L. Hennessy, ISBN 1-55860-428-6 1998 (ฉบับที่ 2)
  • สถาปัตยกรรม HP PA-RISC
  • สถาปัตยกรรมอัลฟ่าของ DEC
  • สถาปัตยกรรม ARM ของ ARM (เดิมเป็นส่วนหนึ่งของ Acorn Computers)
SEE ALSO  ตั้งหน้าแรก Google Chrome ให้เป็น Google.co.th | www.google.com เป็นหน้าแรกข้อมูลที่เกี่ยวข้องที่สมบูรณ์ที่สุด

จากมินิคอมพิวเตอร์ไปจนถึงเมนเฟรม

  • สถาปัตยกรรม PDP-11 ของ DEC และสถาปัตยกรรม VAX ในภายหลัง
  • สถาปัตยกรรม SuperH ของฮิตาชิ
  • สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ UNIVAC 1100/2200 (ปัจจุบันรองรับโดยคอมพิวเตอร์ Unisys ClearPath IX)
  • 1750A – คอมพิวเตอร์มาตรฐานของกองทัพสหรัฐ
  • AP-101 – คอมพิวเตอร์กระสวยอวกาศ

ข้อมูลจาก
วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

0/5 (0 Reviews)

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น