ประเภทและความเร็วของโปรเซสเซอร์

ไมโครโปรเซสเซอร์เป็นส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่ทำการ ประมวลผลข้อมูล จริง เป็นหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ที่พอดีกับไมโครชิปและมีวงจรสวิตชิ่งที่ซับซ้อนมากซึ่งดำเนินการคำสั่งง่าย ๆ อย่างรวดเร็ว

แพ็คเกจวงจรรวมของไมโครโปรเซสเซอร์ประกอบด้วย ชิปซิลิกอน ที่มีทรานซิสเตอร์นับล้านและส่วนประกอบอื่น ๆ ที่ทำจากวัสดุนี้ เนื่องจากทรานซิสเตอร์ของชิปมีขนาดเล็กมากแม้แต่กระแสไฟฟ้าแรงสูงจำนวนเล็กน้อย (เช่นไฟฟ้าสถิตย์) ก็สามารถทำลายชิปได้

ด้วยเหตุนี้วงจรรวมขนาดใหญ่ทั้งหมดจึงต้องได้รับการจัดการในลักษณะที่ช่วยลดความเป็นไปได้ ที่จะเกิดไฟฟ้าช็อตคงที่

ด้วยวงจรจำนวนมากที่เก็บไว้ในพื้นที่ขนาดเล็กไมโครชิปผลิต ความร้อนจำนวนมาก และต้องการระบบระบายความร้อนเพื่อป้องกันชิปจากความร้อนสูงเกินไป บนเมนบอร์ดคอมพิวเตอร์ชิปซีพียูถูกปกคลุมด้วยครีบระบายความร้อนโลหะขนาดใหญ่เพื่อให้อากาศไหลเวียนจากพัดลมระบายความร้อนเพื่อระบายความร้อน

โดยทั่วไปเราสามารถพูดได้ว่าไมโครโปรเซสเซอร์เป็นซีพียูที่รวมอยู่ใน ชิปซิลิกอนขนาดเล็ก ที่ประกอบด้วยส่วนประกอบขนาดเล็กหลายพันเช่นไดโอดทรานซิสเตอร์และตัวต้านทานซึ่งทำงานร่วมกัน

ประเภทโปรเซสเซอร์

ทั้ง Intel และ AMD ผลิตโปรเซสเซอร์สำหรับระบบที่หลากหลาย Intel เป็นผู้ผลิตโปรเซสเซอร์ตระกูล Core, Pentium, Atom และ Celeron สำหรับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปในขณะที่อีกด้านหนึ่งเราพบโปรเซสเซอร์ AMD Athlon, Sempron และ Ryzen

โปรเซสเซอร์ แต่ละ ตัวที่ ผลิตโดย Intel หรือ AMD มีหน้าที่เฉพาะและจัดหาระบบเฉพาะเช่นพีซีหรือเวิร์กสเตชันในสำนักงาน โปรเซสเซอร์แต่ละตัวปรับให้เข้ากับคอมพิวเตอร์เฉพาะไม่ว่าจะประกอบสร้างจากรอยขีดข่วนหรือปรับปรุง

CPU ที่ใช้บ่อยที่สุดในพีซีนั้นทำโดย Intel เนื่องจาก IBM เลือกชิป Intel 8088 สำหรับพีซี IBM ดั้งเดิมโคลนพีซีส่วนใหญ่จึงใช้ CPU ซีรีส์ใด ๆ ของ Intel

คอมพิวเตอร์ Macintosh series ของ Apple เดิมใช้ microprocessors ของ Motorola 68000 series แต่ Motorola CPU ใช้ชุดคำสั่งที่แตกต่างจาก Intel CPU ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะเรียกใช้ซอฟต์แวร์ PC บน Mac และในทางกลับกัน (แต่การถ่ายโอนไฟล์ข้อมูลไม่มีปัญหา)

ไมโครโปรเซสเซอร์ชนิดต่าง ๆ อธิบายไว้ด้านล่าง

ไมโครโปรเซสเซอร์ 8085

ภาพผ่าน Wikipedia

ไมโครโปรเซสเซอร์ 8085 ได้รับการออกแบบโดย Intel ในปี 1977 ด้วยความช่วยเหลือของเทคโนโลยี NMOS

การกำหนดค่าของไมโครโปรเซสเซอร์นี้คือบัส ข้อมูล 8 บิต, บัสแอดเดรส 16 บิตซึ่งสามารถกำหนดได้สูงสุด 64 kb, เคาน์เตอร์ 16 บิตและสแต็คพอยน์เตอร์ (SP) รีจิสเตอร์หกบิตถูกจัดเรียงในคู่ของ BC, DE และ HL ไมโครโปรเซสเซอร์ 8085 นั้นต้องการ แหล่งจ่ายไฟ 5 โวลต์

ไมโครโปรเซสเซอร์ 8086

ภาพผ่านวิกิพีเดีย

ไมโครโปรเซสเซอร์ นี้ได้รับการออกแบบโดย Intel มันเป็นหน่วยประมวลผล 16 บิตที่มี 20 สายบัสที่อยู่และ 16 สายข้อมูลที่มีการจัดเก็บ 1MB ไมโครโปรเซสเซอร์ 8086 ประกอบด้วยชุดคำสั่งที่ทรงพลังช่วยให้การดำเนินการเช่นการคูณและการหารสามารถทำได้อย่างง่ายดาย

ไมโครโปรเซสเซอร์ 8086 มีโหมดการทำงานสองโหมดซึ่งเป็น โหมดสูงสุด และ โหมดขั้นต่ำ ของการทำงาน โหมดการทำงานสูงสุดใช้สำหรับระบบที่มีโปรเซสเซอร์หลายตัว โหมดการทำงานขั้นต่ำใช้สำหรับระบบที่มีโปรเซสเซอร์เดียว คุณสมบัติของไมโครโปรเซสเซอร์นี้อธิบายไว้ด้านล่าง

คุณสมบัติของไมโครโปรเซสเซอร์ 8086

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของไมโครโปรเซสเซอร์คือ:

เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของไมโครโปรเซสเซอร์นี้มีสอง กระบวนการในไพพ์ ซึ่งอยู่ในขั้นตอนของการขอรับและการดำเนินการคำสั่งวงจรการดึงข้อมูลสามารถถ่ายโอนข้อมูลใน 6 ไบต์ของคำสั่งและเก็บไว้ในบรรทัดเดียว เพื่อเปิดคำแนะนำไมโครโปรเซสเซอร์ 8086 ประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ 2900 ตัวและมี การขัดจังหวะ ด้วย เวกเตอร์ 256 ครั้ง

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาในไมโครโปรเซสเซอร์

ความเร็วสัญญาณนาฬิกา วัดหน่วยเป็นรอบต่อวินาทีซึ่งเรียกว่าเฮิรตซ์ (Hz) บอร์ดคอมพิวเตอร์และซีพียูทำงานด้วยความเร็วหลายล้านและเฮิร์ตซ์, เมกะเฮิรตซ์ (MHz) และกิกะเฮิร์ตซ์ (GHz)

โปรเซสเซอร์ Intel และ AMD ใช้การออกแบบภายในที่แตกต่างกันดังนั้นเปรียบเทียบโปรเซสเซอร์ 2.4 GHz AMD กับโปรเซสเซอร์ 3.0 GHz AMD ระบุว่าโปรเซสเซอร์ 3.0 GHz AMD ทำงานได้เร็วขึ้น แต่การเปรียบเทียบโปรเซสเซอร์ 2.4GHz สองตัวที่ทำโดย AMD และ Intel นั้นไม่ได้ระบุว่าตัวใดทำงานได้เร็วกว่า

ในการทำงานตัวประมวลผลแบ่งงานออกเป็นหลายขั้นตอน โดยทั่วไปแล้ว โปรเซสเซอร์ของ Intel ทำงานได้หลายขั้นตอนจึงทำงานได้มากขึ้นและใช้เวลานานกว่าโปรเซสเซอร์ของ AMD ในการทำงานให้เสร็จสมบูรณ์

ชิปดิจิตอล บนมาเธอร์บอร์ดจะถูกซิงค์กับสัญญาณนาฬิกา (ลำดับของพัลส์) บนเมนบอร์ด

คุณสามารถคิดว่ามันเป็น "หัวใจ" ของคอมพิวเตอร์ นาฬิกาจะยิ่งเร็วขึ้นเท่าไหร่คอมพิวเตอร์ก็จะทำงานเร็วขึ้นเท่านั้น แต่นาฬิกาไม่สามารถทำงานได้เร็วกว่าความเร็วของชิปเนื่องจากในกรณีนี้มันจะล้มเหลว

เมื่อเทคโนโลยีชิปได้รับการปรับปรุงความเร็วที่ชิปสามารถทำงานได้จะเร่งความเร็ว CPU ทำงานเร็วกว่าส่วนที่เหลือของมาเธอร์บอร์ด (ซึ่งซิงค์ที่ความเร็วของ CPU เพียงเสี้ยววินาที)

เร่งความเร็ว

อย่างไรก็ตามเมื่อคุณกำลังค้นหาตลาดโปรเซสเซอร์มีรายการสิ่งที่ต้องพิจารณา ตามเนื้อผ้าสิ่งเดียวที่ผู้บริโภคส่วนใหญ่เห็นคือพลัง Gigahertz ที่ สมบูรณ์

คนเหล่านั้นหลายคนอาจไม่รู้ด้วยซ้ำว่ามันหมายถึงอะไร (คือจำนวนรอบสัญญาณนาฬิกาที่ตัวประมวลผลเสร็จสมบูรณ์ในไม่กี่วินาทีในหน่วยพันล้าน) แต่มันเป็นเรื่องง่ายที่จะเปรียบเทียบ

ไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้นำคุณสมบัติเพิ่มเติม: ความเร็วในการเร่งความเร็ว หน่วยประมวลผลกราฟิกและหน่วยประมวลผลส่วนใหญ่มีความเร็วสัญญาณนาฬิกาและ "เร่งความเร็ว" Intel เรียก Turbo Boost นี้ AMD เรียกมันว่า Boost Clock

เทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ใหม่นี้จะปรับปรุงประสิทธิภาพโดยอัตโนมัติเพิ่มความเร็วของแกนประมวลผลจึงบรรลุประสิทธิภาพที่ดีขึ้น

การจำแนกไมโครโปรเซสเซอร์

โดยทั่วไปมีการจำแนกประเภทของไมโครโปรเซสเซอร์ 5 ประเภท:

CISC

สามารถดำเนินการคำสั่งซื้อร่วมกับกิจกรรมระดับต่ำอื่น ๆ ได้ ส่วนใหญ่จะทำหน้าที่อัปโหลดดาวน์โหลดและกู้คืนข้อมูลไปยังและจากการ์ดหน่วยความจำ นอกจากนั้นมันยังทำการ คำนวณทางคณิตศาสตร์ ที่ซับซ้อนภายในคำสั่งเดียว

โปรเซสเซอร์นี้ออกแบบมาเพื่อลดจำนวนคำสั่งต่อโปรแกรมและไม่สนใจจำนวนรอบต่อคำสั่ง คอมไพเลอร์ จะใช้ในการแปลภาษาระดับสูงเป็นภาษาระดับชุดประกอบเนื่องจากความยาวของรหัสค่อนข้างสั้นและใช้ RAM เพิ่มเติมเพื่อจัดเก็บคำแนะนำ

สถาปัตยกรรมตัวประมวลผล CISC

มันถูกออกแบบมาเพื่อ ลดต้นทุนของหน่วยความจำ เนื่องจากจำเป็นต้องใช้พื้นที่เก็บข้อมูลขนาดใหญ่ในโปรแกรมขนาดใหญ่ส่งผลให้ต้นทุนหน่วยความจำสูงขึ้น เพื่อให้เกินจำนวนคำสั่งนี้ต่อโปรแกรมคุณสามารถลดจำนวนคำสั่งโดยรวมการดำเนินการไว้ในคำสั่งเดียว

คุณสมบัติโปรเซสเซอร์ CISC

โปรเซสเซอร์นี้ประกอบด้วยโหมดการกำหนดแอดเดรสที่แตกต่างกัน:

มีคำสั่งจำนวนมากใช้เวลาหลายรอบในการดำเนินการคำสั่งตรรกะการเข้ารหัสคำสั่งมีความซับซ้อนหลายโหมดการกำหนดแอดเดรสเมื่อต้องการคำสั่ง

RISC

RISC ย่อมาจาก Reduced Instruction Set Computer และได้รับการออกแบบมาเพื่อ ลดเวลาในการดำเนินการ โดยทำให้ชุดคำสั่งของคอมพิวเตอร์ง่ายขึ้น

ชิปประเภทนี้ผลิตขึ้นตามฟังก์ชั่นซึ่งไมโครโปรเซสเซอร์สามารถทำงานเล็ก ๆ ได้ภายในคำสั่งเฉพาะ ด้วยวิธีนี้ให้ทำคำสั่งเพิ่มเติมให้สมบูรณ์ในอัตราที่เร็วขึ้น

ในไมโครโปรเซสเซอร์คำสั่งแต่ละชุดต้องการเพียงหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกาเพื่อใช้ผลลัพธ์ในรันไทม์ที่สม่ำเสมอ ดังนั้นจึงช่วยลดประสิทธิภาพของรหัสบรรทัดเพิ่มเติมดังนั้นจึงต้องใช้ RAM เพิ่มเติมเพื่อจัดเก็บคำแนะนำ คอมไพเลอร์ ใช้สำหรับแปลงชุดคำสั่งภาษาระดับสูงเป็นภาษาคอมพิวเตอร์

สถาปัตยกรรมตัวประมวลผล RISC

โปรเซสเซอร์ประเภทนี้ใช้สำหรับชุดคำสั่งที่ปรับให้เหมาะสมที่สุดและแอพพลิเคชั่น โปรเซสเซอร์ RISC สำหรับอุปกรณ์พกพาเนื่องจากประสิทธิภาพการใช้พลังงาน คุณสมบัติของโปรเซสเซอร์นี้มีการอธิบายไว้ด้านล่าง

คุณสมบัติโปรเซสเซอร์ RISC

คุณสมบัติหลักและคุณสมบัติที่สำคัญของโปรเซสเซอร์ RISC มีดังนี้:

มีคำแนะนำง่ายๆในตัวประมวลผล RISC ประกอบด้วยจำนวนการลงทะเบียนและทรานซิสเตอร์น้อยลงคำแนะนำการโหลดและการจัดเก็บใช้เพื่อเข้าถึงตำแหน่งหน่วยความจำตัวประมวลผลนี้มีรอบรันไทม์

superscalar

นี่คือโปรเซสเซอร์ที่คัดลอกฮาร์ดแวร์ไปยังไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อทำงานหลายอย่างพร้อมกัน สามารถใช้เป็น เลขคณิต และเป็นตัวคูณได้ พวกเขามีหลายหน่วยปฏิบัติการและดังนั้นจึงดำเนินการมากกว่าหนึ่งคำสั่งอย่างต่อเนื่องออกคำสั่งมากมายกับหน่วยปฏิบัติการฟุ่มเฟือยภายในโปรเซสเซอร์

ASIC

มันถูกใช้เพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะมากกว่าวัตถุประสงค์ทั่วไป ในการเริ่มต้น ASIC ใช้เทคโนโลยีประตูเมทริกซ์ ASIC ที่ทันสมัยมักจะมีตัวประมวลผล 32 บิต, แฟลช, บล็อก RAM, ROM, EEPROM และโมดูลประเภทอื่น ๆ

DSP (โปรเซสเซอร์สัญญาณดิจิตอล)

พวกเขาจะใช้ในการเข้ารหัสและถอดรหัสวิดีโอหรือแปลงวิดีโอดิจิตอลเป็นอนาล็อกและอนาล็อกเป็นดิจิตอล พวกเขาต้องการไมโครโปรเซสเซอร์ที่ยอดเยี่ยมในการคำนวณทางคณิตศาสตร์ ชิปในโปรเซสเซอร์นี้ใช้ในโซนาร์เรดาสเครื่องเสียงโฮมเธียเตอร์โทรศัพท์มือถือและโทรทัศน์

เราแนะนำให้อ่าน วิธีการเลือกโปรเซสเซอร์อย่างรวดเร็วและง่ายดาย

ส่วนประกอบที่จำเป็นสำหรับโปรเซสเซอร์นี้คือหน่วยความจำที่ตั้งโปรแกรมไว้หน่วยความจำข้อมูลอินพุต / เอาท์พุตและเอ็นจิ้นคอมพิวเตอร์ โปรเซสเซอร์นี้ออกแบบมาเพื่อประมวลผลสัญญาณอะนาล็อกแบบดิจิทัล กระบวนการนี้ทำในช่วงเวลาปกติและแปลงแรงดันไฟฟ้าให้อยู่ในรูปแบบดิจิตอล

แอปพลิเคชั่นของโปรเซสเซอร์นี้คือการผลิตเสียงและดนตรีการประมวลผลสัญญาณวิดีโอและการเร่งความเร็วของกราฟิก 2D และ 3D ตัวอย่างของโปรเซสเซอร์นี้คือ TMS320C40

โปรเซสเซอร์พิเศษ

โปรเซสเซอร์พิเศษได้รับการออกแบบสำหรับโปรเซสเซอร์พิเศษบางตัวและอธิบายไว้ด้านล่าง

ประมวลผลร่วม

สามารถจัดการกับฟังก์ชั่นการทำงานได้เร็วกว่าไมโครโปรเซสเซอร์ปกติหลายเท่า ตัวอย่างของตัวประมวลผลร่วมคือตัวประมวลผลร่วมทางคณิตศาสตร์และบางตัวคือ 8087 ซึ่งใช้กับ 8086 80287 ซึ่งใช้กับ 80286; และ 80387 ซึ่งใช้กับ 80386

โปรเซสเซอร์อินพุต / เอาต์พุต

โปรเซสเซอร์นี้จะมีหน่วยความจำภายในเครื่อง มันถูกใช้เพื่อควบคุมอุปกรณ์ I / O ด้วยการมีส่วนร่วมของ CPU ตัวอย่างของโปรเซสเซอร์อินพุต / เอาต์พุต ได้แก่ การควบคุม DMA การควบคุมคีย์บอร์ดและเมาส์การควบคุมการแสดงผลกราฟิกและการควบคุมพอร์ต SCSI

Transputer

หน่วยประมวลผลนี้ยังมีหน่วยความจำในท้องถิ่นของตัวเองและยังมีการเชื่อมต่อเพื่อเชื่อมต่อ transputer หนึ่งไปยังอีกสำหรับการสื่อสารระหว่างโปรเซสเซอร์

Transputer ใช้สำหรับระบบตัวประมวลผลเดียวหรือสามารถเชื่อมต่อกับลิงค์ภายนอกเพื่อลดต้นทุนการก่อสร้างและเพิ่มประสิทธิภาพ ตัวอย่างบางส่วนของหน่วยประมวลผลนี้คือหน่วยประมวลผลทศนิยมเช่น T800, T805 และ T9000

ความเร็วเป็นสิ่งสำคัญหรือไม่?

ทุกปัจจัยมีความสำคัญและ ความเร็วก็ไม่ลดน้อยลง แต่เราไม่สามารถเปรียบเทียบความเร็ว (GHz หรือ MHz) ระหว่างสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกัน มันเป็นความผิดพลาดในการถือเอา Pentium 4 ที่ 2.8 GHz กับ Pentium ของปีที่แล้วด้วยความถี่เดียวกัน ก้าวกระโดดเชิงวิวัฒนาการใน IPC (คำแนะนำต่อรอบ) เป็นสุดซึ้ง

สิ่งที่ถูกต้องที่สุดคือการแบ่งประเภทโปรเซสเซอร์แต่ละประเภทตามหมวดหมู่ นอกจากนี้เรายังสามารถค้นหากรณีที่มี“ งบประมาณ จำกัด ” ที่ให้พีซีของคุณมีโปรเซสเซอร์ต่ำและดึงไปเรื่อย ๆ จนกว่าคุณจะอัพเกรดเป็นพีซีระดับสูง

Intel Pentium & Celeron / AMD Ryzen 3 / APU

โปรเซสเซอร์ที่มีความเร็วนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับกิจกรรม พื้นฐานแบบวันต่อวัน เช่นอีเมลการท่องเว็บชุดสำนักงานและประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในฐานะศูนย์สื่อ / HTPC ในกรณีของ Pentium นั้น Ryzen 3 และ APU สามารถให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมในการเล่นที่ความละเอียด 720p หรือ 1080 หากมีการติดตั้งการ์ดกราฟิกที่ดี

Intel Core i3 / AMD Ryzen 5 Quad Core

ความเร็วในช่วงนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการท่องเว็บการทำงานกับอีเมลการใช้งานโปรแกรมธุรกิจเช่นระบบการจัดการผู้ป่วยและการทำงานหลายอย่างโดยทั่วไป หมวดหมู่นี้ทำงานได้ดีสำหรับเครื่องคอมพิวเตอร์ในสำนักงานโดยทั่วไปหรือผู้ใช้ที่ไม่ต้องการใช้เงินเป็นจำนวนมากใน Gaming PC แต่ต้องการอัพเกรดคอมพิวเตอร์ในอนาคต

ปัจจุบัน รุ่นที่แปดของ Intel Core i3 มี 4 คอร์ ที่ให้ข้อดีด้านประสิทธิภาพ (เมื่อเทียบกับรุ่นที่เจ็ด) และสามารถให้ความสุขกับ Nvidia GTX 1050 Ti หรือ GTX 1060 ที่ 3 หรือ 6 GB ที่น่าสนใจคือ quad-core AMD Ryzen 5 1400 ที่ใช้งานได้ดีกับโปรเซสเซอร์ 4 × 4 ในขณะที่ AMD Ryzen 5 1600 / 1600X นั้นสมบูรณ์แบบสำหรับการเล่นเกมและการสตรีมมิ่งเพราะมันไม่ยากที่จะโอเวอร์คล็อกที่ 3.9 หรือ 4 GHz

Intel Core i5 / Intel Core i7 และ AMD Ryzen 7

ภายใน แพลตฟอร์มหลักคือช่วง สูงสุด หากคุณต้องการคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังเป็นพิเศษเหมาะสำหรับการเล่นที่มีความต้องการสูงสุดทำงานกับฐานข้อมูลที่ทรงพลังและการแก้ไขมัลติมีเดียคุณจะต้องมีคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูง โดยส่วนตัวแล้ว Intel Core i7 เจนเนอเรชั่นที่ 8 และซีรีย์ AMD Ryzen 7 (ที่มี 3.8 หรือ 4 GHz โอเวอร์คล็อก) ให้ประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมสำหรับการเล่นเกมและการทำงาน

ไม่ต้องสงสัยเลยว่ามันเป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับแพลตฟอร์มที่มีความกระตือรือร้นเช่น Intel Core i9 หรือ AMD Threadripper ที่มีจำนวนสูงกว่ามาก ด้วยเหตุนี้เราจึงสิ้นสุดบทความของเราในรายละเอียดทั้งหมดที่คุณควรรู้เกี่ยวกับโปรเซสเซอร์ ในบรรดาพวกเขาประเภทที่มีอยู่และความเร็ว?