เจาะลึกเทคโนโลยี CPU ล้ำขนาดนี้ มีที่มายังไง

ช่วงนี้เทรนด์ Intel Gen 11th กำลังมาแรง จากประสิทธิภาพที่เรียกได้ว่าพัฒนาจากเดิมแบบก้าวกระโดดทีเดียว สำหรับใครที่อยากรู้ว่าเทคโนโลยี CPU มีดียังไง ไปดูกันครับ

ซีพียู หรือ Central Processing Units (CPU) ถือเป็นหนึ่งในสิ่งประดิษฐ์สุดมหัศจรรย์ ไม่น่าเชื่อว่าชิ้นส่วนขนาดจิ๋วที่เล็กยิ่งกว่าแผ่นรองแก้วน้ำ จะมีความสามารถหลากหลายมาก จนอดสงสัยไม่ได้ว่า ข้างในมันประกอบไปด้วยอะไรกันแน่ ?

 

ซีพียูทำจาก “ทราย” สืบเนื่องจากทรายมีธาตุเคมีที่เป็นส่วนสำคัญยิ่ง ในการทำแผงวงจรอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ชนิดต่าง ๆ เลยคือ ซิลิคอน (Si) เป็นธาตุที่มีมากเป็นอันดับสองของโลก (รองจากออกซิเจน) และซิลิคอนก็มีอยู่ในทรายถึง 25% จึงเป็นที่มาของซีพียูหรือชิปประมวลผลทั้งหลายนั้นเอง

ขั้นตอนการผลิต

ที่ผ่านมาทาง Intel เคยได้ออกมาเผยขั้นตอนการผลิตซีพียูคร่าว ๆ มาแล้ว โดยสรุปได้ว่า ซิลิคอน (บริสุทธิ์) จะถูกนำไปหลอมเป็นแท่ง จากนั้นก็จะถูกตัดออกมาเป็นแผ่นวงกลมหลาย ๆ แผ่นที่เรียกว่า Wafer

แผ่น Wafer จะถูกเข้าสู่กระบวนการหลายขั้นตอน อาทิ การเคลือบสาร ฉายแสง ชุปสาร และล้างสาร เพื่อทำการสร้าง Transistor หรือง่าย ๆ คือ การปั๊มลายวงจรลงในแผ่น Wafer ซึ่งจะวางซ้อนกันหลายชั้น โดยตลอดขั้นตอนนี้ คือการกำหนดคุณภาพหรือระดับของ CPU ที่ต้องการ

เมื่อได้แผ่น Wafer ที่ผ่านการวาง Transistor แล้ว ต่อไปคือการทดสอบประสิทธิภาพ หลังทดสอบเสร็จ ก็ทำการตัดหรือ Die ออกมาเป็นตัวแผ่น CPU เล็ก ๆ แล้วนำมาประกอบร่างกับแผ่น PCB และกระดองระบายความร้อน จนออกมาเป็นฃิป CPU ที่คุ้นตาในที่สุด

แต่ก็ต้องมีการทดสอบกันอีก จนสุดท้ายสามารถแยกได้ว่า CPU ตัวนี้จะเป็น Pentium หรือ Core i รุ่นอะไร ความเร็วได้เท่าไหน สุดท้ายคือบรรจุลงกล่อง และส่งจัดจำหน่ายไปยังผู้ใช้ทั่วโลก

CPU ทำงานอย่างไร

หน้าที่หลักของ CPU คือการประมวลผล ซึ่งเปรียบได้กับมันสมองของมนุษย์ (แต่มีความแม่นยำสูงกว่ามาก) ในตัว CPU ส่วนใหญ่จะมีส่วนประกอบและหน้าที่ดังนี้

Control Unit หน่วยควบคุม คอยทำหน้าที่ประสานงานและควบคุมการทำงานต่าง ๆ
ALU ส่วนคำนวณข้อมูลทางคณิตศาสตร์ต่าง ๆ ซึ่งตัวนี้เอง อาจเรียกอีกอย่างได้ว่า Multi-Processing ยิ่งมีมาก ก็ยังช่วยให้ CPU มีประสิทธิภาพมากขึ้น
Registers หน่วยความจำย่อย ข่วยเก็บข้อมูลต่าง ๆ หรือลำดับคำสั่งชั่วคราว
Main Memony หน่วยความจำหลัก มีหน้าที่จัดเก็บข้อมูลทั้งหมดใน CPU

 

ในซีพียูทุกรุ่นจะมีสเปกเขียนไว้เสมอว่า Core / Thread อยู่จำนวนเท่าไร เช่น 4 Core / 8 Thread หรือ 8 Core / 16 Thread ซึ่งจุดที่เห็นได้ชัดเลยคือ ยิ่งมีจำนวน Core กับ Thread มาก ก็ยิ่งมีราคาสูงขึ้น คำถามคือ ทำไม ?

จากส่วนที่บอกว่า Multi-Processing จุดนี้หมายถึง การใช้คอมฯ ทำหลาย ๆ อย่างพร้อมกัน เช่น เปิดโปรแกรมมากกว่า 2 ตัว หรือ เล่นเกมกับฟังเพลงไปพร้อมกัน แน่นอนว่า ยิ่งเปิดใช้งานมาก ก็ยิ่งต้องใช้การประมวลผลที่มากขึ้น จึงเป็นหน้าที่ของ Core / Thread ที่จะเข้ามาช่วยในเรื่องของ Multi-Processing เพื่อให้ได้ประสบการณ์ใช้งานที่ไหลลื่นนี้เอง

และเพื่อไม่ให้ CPU ทำงานหนักจนเกินไป จึงมีการแบ่ง Core คอยสลับการประมวลผล ดังนั้น Core จึงเปรียบเสมือนคนคุมงานหลัก (ที่มีมากกว่า 1) และ Thread คือผู้ช่วย ซึ่งปกติจะประกบคู่กับ Core หนึ่งตัว จึงกลายเป็น 1 Core หลัก มักจะมี 2 Thread คอยช่วย ทำให้ CPU สามารถเรียกใช้โปรแกรมที่ต้องใช้การคำนวนสูง ๆ อย่าง โปรแกรมตัดต่อ ทำกราฟฟิก หรือการเล่นเกม ที่อาจต้องใช้ Core มากกว่าหนึ่งตัวได้สบาย ๆ

และยิ่งมี Thread คอยช่วย ก็ยิ่งทำให้เปิดใช้งานโปรแกรมใหญ่ ๆ ได้ไหลลื่นและเสถียรมากขึ้นอีก ซึ่งหากมีจำนวน Core / Thread มากพอ ก็อาจเปิดใช้งานโปรแกรมใหญ่ ๆ อีกโปรแกรมพร้อมกันได้เลย แต่นับวันโปรแกรมหรือเกมสมัยใหม่ชอบเรียกใช้จำนวน Core เยอะ จนบางครั้ง 2 Core อาจไม่พอ จึงเป็นหน้าที่ของผู้ใช้ ที่ต้องคอยอัพเกรดนั้นแล

 

  • Intel Turbo Boost Technology 3.0

เทคโนโลยีเพิ่มประสิทธิภาพ CPU ตัวใหม่ ที่ช่วยเพิ่มความถี่ MHz หรือความเร็วในแต่ละ Core ให้ตรงกับที่โปรแกรมต้องการได้

  • Intel Hyper-Threading Technology

เทคโนโลยีหรือฟีเจอร์ยอดนิยม ที่จะสั่งให้ Thread ผู้ช่วยของ Core ใน CPU ทำงานมากกว่าหนึ่ง Thread บนแต่ละ Core โดยThread ที่มากขึ้นหมายถึงงานที่มากขึ้นที่จะถูกทำไปพร้อม ๆ กัน หรือจะเรียกว่าเป็นอีกเทคโนโลยีช่วยเร่งประสิทธิภาพ CPU นอกจากตัว Turbo Boost ก็ได้ ซึ่งจุดเด่นคือ ช่วยให้ทำงาน Multi-Processing ได้ดีขึ้น

  • Intel Thermal Velocity Boost

หรืออีกชื่อว่า Intel TVB เป็นเทคโนโลยี CPU ใหม่ล่าสุด ที่ช่วยเพิ่มความเร็วทั้ง Core เดียว และ Multi Core ซึ่งจะคำนวนตามเวิร์กโหลดกับความร้อนของ CPU ในขณะนั้น และเช็คว่าเปิด Turbo Boost อยู่หรือไม่ เป็นการเร่งความเร็วแบบไม่ทำให้ CPU เสียหายนั้นเอง

  • Intel vPro

เป็นชุดความสามารถด้านความปลอดภัยและการบริหารจัดการของ CPU โดยเฉพาะ ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อแก้ปัญหาความปลอดภัยด้าน IT จาก 4 ด้านหลัก ๆ อาทิ การจัดการภัยคุกคามทั้งหมด การป้องกันการเข้าถึงจุดเชื่อมต่อเว็บไซต์และการระบุตัวตน การปกป้องข้อมูลและความลับส่วนบุคคล สุดท้ายการตรวจติดตามแก้ไขปัญหา และซ่อมแซม PC จากทางไกลและในพื้นที่

  • Intel (VT-x)

เทคโนโลยี Virtualisation ที่หลาย ๆ คนเปิดเพื่อให้เล่นเกม (โดยเฉพาะ EMU) ได้ลื่นขึ้น ซึ่งตัวฟีเจอร์จะทำการจำลองระบบปฏิบัติการหลายแพลตฟอร์มใน PC เครื่องเดียว โดยจะทำงานแยกกิจกรรมหรือคำนวณออกเป็นส่วน ๆ เพื่อลดภาระการประมวลผลที่ไม่จำเป็นออก

Facebook Comments