คอมพิวเตอร์ไมโครโปรเซสเซอร์ซีพียูอธิบาย

• อาจ 16, 2024

นี่คือบทความที่สามในซีรีส์ว่าคอมพิวเตอร์ทำงานอย่างไร สำหรับบทความนี้จะมีการสำรวจไมโครโปรเซสเซอร์หรือหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ซึ่งมักจะถูกเรียกว่า ไมโครโปรเซสเซอร์มักถูกพิจารณาว่าเป็น "หัวใจ" หรือ "สมอง" ของคอมพิวเตอร์เนื่องจากมีหน้าที่รับผิดชอบในการประมวลผลคำสั่งและรหัสสำหรับโปรแกรมและระบบปฏิบัติการบนคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ

ซีพียูประกอบด้วยทรานซิสเตอร์จำนวนมากที่เชื่อมต่อเข้าด้วยกันบนชิปตัวเดียว (เรียกอีกอย่างว่าวงจรรวมที่ทำจากซิลิคอน) ซีพียูตัวแรกที่ใช้ในคอมพิวเตอร์ที่บ้านคือ 8088 ซึ่งมีทรานซิสเตอร์ 6,000 ตัว ซีพียูในปัจจุบันเช่น Pentium 4 มีทรานซิสเตอร์มากกว่า 55,000,000 ตัวในชิปตัวเดียว!

ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีการเปิดตัวซีพียูหลายรุ่นจากผู้ผลิตหลายราย ผู้ผลิตซีพียูที่รู้จักกันทั่วไปหรือที่รู้จักกันมากที่สุดคือ Intel ที่มีหน่วยประมวลผลกลางสำหรับเครื่องที่รองรับ IBM โปรเซสเซอร์เหล่านี้เริ่มต้นด้วย 8088 จากนั้นย้ายไปยัง 80286, 80386, 80486, Pentium, Pentium II, Pentium III, Pentium 4 และ Core 2 Duo รายการนี้ไม่ใช่รายการที่สมบูรณ์ของข้อเสนอทั้งหมด แต่ครอบคลุมประเภทชิปทั่วไป

CPU เพิ่มเติมบางอย่าง ได้แก่ PowerPC จาก IBM, SPARC จาก Sun Microsystems และ Athlon (และอื่น ๆ ) จาก AMD อย่างไรก็ตามจากผู้ผลิตที่แตกต่างกันและสำหรับระบบที่แตกต่างกันซีพียูเหล่านี้มีฟังก์ชั่นการทำงานเหมือนกับ CPU ที่ใช้ Intel

ความเร็วของ CPU วัดเป็นเมกะเฮิร์ตซ์ (MHz) ซึ่งเป็นอัตราที่ CPU สามารถประมวลผลคำสั่งได้ เรียกอีกอย่างว่าอัตรานาฬิกาของไมโครโปรเซสเซอร์ ยิ่งจำนวนซีพียูที่ประมวลผลเร็วขึ้นเท่าใดข้อมูลก็จะยิ่งทำงานเร็วขึ้นเท่านั้น ซีพียูตัวแรกมีอัตรานาฬิกาประมาณ 2 MHz ในขณะที่ซีพียูรุ่นใหม่ทำงานที่
2 GHz หรือสูงกว่า

การเพิ่มความเร็วและพลังการประมวลผลในช่วงหลายปีที่ผ่านมาไม่ได้เกิดขึ้นโดยไม่มีปัญหา ยิ่งซีพียูทำงานเร็วขึ้นเท่าไรก็ยิ่งสร้างความร้อนได้มากขึ้นซึ่งอาจทำให้เกิดปัญหาหรือความเสียหายต่ออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญ เพื่อช่วยให้ไมโครโปรเซสเซอร์เย็นตัวพวกเขาได้รับการติดตั้งพัดลมและแผงระบายความร้อนเพื่อช่วยกระจายความร้อนออกไปจากชิป นอกจากนี้ยังมีความกังวลเกี่ยวกับจำนวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถใช้งานบนชิปตัวเดียวในเวลาเดียวกันในขณะที่ยังคงรักษาราคาความปลอดภัยและอยู่กับขอบเขตวิทยาศาสตร์