คุณอาจจะเคยได้ยินคำว่า “CPU” มาก่อนแล้ว แต่อาจจะไม่ทราบว่ามัน คือ อะไร ที่จริงแล้วมันไม่ใช่เคสคอมพิวเตอร์ในสมัยก่อนที่มักจะพูดกันติดปากว่า “ซีพียู” แต่ความเป็นจริงแล้ว ซีพียู คืออะไรกันแน่ ทำหน้าที่อะไร และมีความสำคัญอย่างไรกับคอมพิวเตอร์ ในบทความนี้เราจะพูดถึงสิ่งนั้นกันครับ
CPU คือ อะไร
หน้าที่ของ CPU
โดยปกติแล้ว ซีพียู จะทำหน้าที่ในการประมวลผลชุดคำสั่งต่างๆ จากผู้ใช้ และควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ๆ ภายในคอมพิวเตอร์ทั้งหมด ไม่ว่าจะเป็นหน่วยรับข้อมูล หน่วยความจำถาวร หรือแม้แต่อุปกรณ์แสดงผลก็ตาม ซีพียูก็เหมือนสมองที่คอยสั่งให้ส่วนต่าง ๆ ทำงานตามคำสั่งที่ได้มาจากผู้ใช้งานนั่นเอง
CPU ย่อมาจาก Central Processing Unit เรียกเป็นภาษาไทยว่า “หน่วยประมวลผลกลาง” มัน คือ ฮาร์ดแวร์ส่วนหนึ่งของเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีความสำคัญที่สุด ทำหน้าที่ในการประมวลผลชุดคำสั่ง หรือข้อมูลต่าง ๆ ที่ได้รับจากโปรแกรม หรือคำสั่งจากผู้ใช้ หรือจะเรียกอีกอย่างว่า “Microprocessor” หรือชิปประมวลผลก็ได้
หน้าที่ของซีพียู ประมวลผล และความคุมส่วนต่างๆ ของคอมพิวเตอร์
ส่วนประกอบของ CPU
เรามาดูกันก่อนว่าองค์ประกอบที่มีอยู่ในตัวซีพียู หรือไมโครโปรเซสเซอร์นั้น มีอะไรบ้าง สำหรับส่วนประกอบหลักของ CPU นั้น สามารถจำแนกได้เป็นหัวข้อดังนี้
ส่วนประกอบของซีพียู (CPU Components)
Arithmetic Logic Unit (ALU)
หน่วยคำนวณตรรกะ ทำหน้าที่คำนวนเกี่ยวกับข้อมูลทางคณิตศาสตร์ เช่นการบวก ลบ คูณ หาร และสามารถคำนวณเชิงตรรกะศาสตร์ได้ด้วย หมายถึงการคำนวณเชิงลึก เปรียบเทียบเงื่อนไข กฎเกณฑ์ทางคณิตศาสตร์ระดับสูงที่เครื่องคำนวนทั่วไปไม่มี เพื่อให้ได้คำตอบที่บ่งบอกถึงความเป็นจริง หรือเท็จ ได้อีกด้วย ในส่วนของ ALU จะประกอบไปด้วย
- Core หรือแกนหลัก ของซีพียู ทำหน้าที่คิด คำนวณชุดคำสั่งต่าง ๆ มีหน่วยวัดความเร็วเป็นเฮิรตซ์ (Hz) ต่อ 1 วินาที โดยทำงานเป็นรอบ เช่น 800MHz = 800 ล้านรอบต่อวินาที, 3.0Ghz = 3 พันล้านรอบต่อวินาที นั่นหมายถึงตัวเลขยิ่งสูง ก็จะยิ่งเร็ว
- Thread คือหน่วยประมวลผล Logic มีหน้าที่ช่วยคิด หรือคอยแยกย่อยข้อมูล เพื่อส่งไปประมวลผลในคอร์หลัก ซึ่งหน้าที่ต่าง ๆ ก็คล้าย ๆ กับมือที่คอยหยิบจับสิ่งของต่างๆ นั่นเอง
Control Unit (CU)
มีไว้สำหรับความคุมการทำงาน และจัดลำดับขั้นตอนในการประมวลผลของซีพียู รวมถึงการทำงานร่วมกับ หน่วยรับข้อมูล (Input Unit) หน่วยความจำหลัก (Memory) และหน่วยแสดงผล (Output Unit) ทั้งหมด
Register
คือ หน่วยความจำขนาดเล็กที่มีไว้สำหรับจัดเก็บข้อมูลบางประเภทเท่านั้น เช่นชุดคำสั่งต่าง ๆ เพื่อให้หน่วยประมวลผลเรียกใช้ต่อไป โดยจะมีฝังอยู่กับ CPU ในแต่ละคอร์
Cache
คือหน่วยความจำความเร็วสูงที่ถูกติดตั้งไว้ในตัว CPU ทำหน้าที่คล้ายกับ RAM ที่ติดตั้งอยู่บนเมนบอร์ด นั่นคือเก็บข้อมูลหรือชุดคำสั่งแบบชั่วคราวมีขนาดเล็ก แต่มีความเร็วกว่ามาก จึงทำให้ CPU สามารถเข้าถึงข้อมูลได้อย่างรวดเร็วนั่นเอง Cache จะแบ่งออกเป็น 3 ระดับ ได้แค่ L1 ส่วนที่เล็กที่สุดมีความเร็วสูงที่สุด, L2 เป็นลำดับถัดลงมา มีความเร็วสูงเช่นกัน แต่ไม่เท่า L1 และสุดท้าย L3 เป็นส่วนที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในกลุ่ม Cache ส่วนนี้จะเชื่อมต่อกับระบบต่าง ๆ เช่น RAM หรือ GPU เพื่อส่งต่อข้อมูลระหว่างกัน ก่อนที่จะส่งยัง CPU โดยผ่าน L3 > L2 > L1ตามลำดับ แต่ L3 จะเป็น Share Cache หมายถึงเป็นหน่วยความจำที่ซีพียูในแต่ละคอร์ใช้งานร่วมกันนั่นเองครับ
Internal Bus
หรือหน่วยเชื่อมต่อภายใน ทำหน้าที่ประสานงาน เพื่อส่งต่อข้อมูลไปยังส่วนต่าง ๆ ก็คล้ายกับเส้นทาง ที่ใช้สำหรับเดินทาง หรือเชื่อมต่อไปยังเมืองต่าง ๆ นั่นเอง
ที่จริงแล้ว ส่วนสำคัญที่สุดก็จะประกอบด้วย 3 ส่วน นั่นคือ Arithmetic Logic Unit (ALU), Control Unit (CU) และ Register แต่ในเนื้อหานี้จะเพิ่ม Cache และ Internal Bus เข้าไป เพื่อให้เห็นส่วนประกอบโดยรวมมากขึ้นครับ
หลักการทำงานของ CPU
ในซีพียูนั้น จะมีการทำงานประมวลผลข้อมูลที่ซับซ้อนก็จริง แต่ในที่นี้เรามาทำความเข้าใจแบบง่าย ๆ กันดีกว่าว่า จริงๆ แล้วหน้าที่ และการทำงานของซีพียู ต่อคอมพิวเตอร์นั้น ทำงานอย่างไร
Cycle การทำงานของซีพียู
โดยปกติแล้ว CPU จะทำงานเป็น Machine Cycle หรือคิดเป็นจำนวนรอบ ต่อการคำนวณในแต่ละครั้ง โดยใน 1 รอบจะมีอยู่ 4 ขั้นตอนการทำงานดังนี้
- Fetch: รับข้อมูลชุดคำสั่ง (Input Unit) เพื่อส่งไป ไปเก็บไว้ที่ Register เพื่อรอการประมวลผล
- Decode: เป็นขั้นตอนการถอดรหัส หรือแปลงคำสั่งจากข้อมูลใน Register เพื่อนำไปประมวลผลแยกย่อยออกมา คล้ายกับการแปลภาษา ก่อนจะนำส่งข้อมูลไปดำเดินการต่อไป
- Execute: คือขั้นตอนการปฏิบัติ หรือกระทำตามคำสั่งที่ได้รับมา นั่นคือการประมวลผล เสร็จแล้วส่งกลับไปที่ Register เพื่อเก็บข้อมูล กระบวนการนี้จะทำวนซ้ำ ๆ และส่งออกไปทาง Memory เพื่อพักข้อมูลรอแสดงผลตามลำดับต่อไป
- Storing: ทำการจัดเก็บข้อมูลลงใน Memory
ตัวอย่างการทำงานของซีพียู (Machine Cycle)
เลือก CPU จากอะไรดี
สิ่งที่สำคัญที่สุดที่ต้องเลือกเป็นอันดับแรก ก็ คือ CPU เนื่องจากเป็นส่วนที่สำคัญที่สุด หากไม่มีหน่วยประมวลผลอย่างซีพียู คอมพิวเตอร์ก็จะไม่สามารถเปิดใช้งานได้ อีกอย่าง ประสิทธิภาพส่วนใหญ่จะอยู่ที่หน่วยประมวลผลกลางเป็นหลัก ดังนั้นเราจึงจะอธิบาย เพื่อช่วยให้เลือกได้ง่ายขึ้น ตามส่วนต่าง ๆ ของ CPU ได้ดังนี้
CPU คือ องค์ประกอบที่ทำหน้าที่ทุกอย่าง
Core
เลือกจากจำนวนคอร์ หากมีหลายคอร์ ก็จะยิ่งช่วยให้รองรับการประมวลผลได้มากขึ้น เหมือนมีหลายคนช่วยกันคิด หรือแยกงานกันทำได้
Thread
เธรดก็มีความสำคัญไม่น้อย เนื่องจากเป็นส่วนที่คอยทำหน้าที่ในประมวลผลข้อมูล ยิ่งมี Threads เยอะ ก็จะช่วยให้รองรับการทำงานหลายๆ อย่างพร้อมกันได้ดีขึ้น
หากคุณเป็นคนที่ชอบเปิดทำงานหลายโปรแกรมพร้อมกันเลือก CPU ที่มี Threads เยอะ ก็จะช่วยให้ทำงานได้ลื่นไหลขึ้นได้ด้วย ซึ่งส่วนนี้จะเรียกว่า Hyper threads หมายถึงใน 1 คอร์ซีพียู จะมี 2 เธรด
Clock Speed
มันคือความเร็วของซีพียู หรือความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ประมวลผลชุดคำสั่งต่อ 1 วินาที มีหน่วยเป็นเฮิรตซ์ (Hertz) เช่น MHz, GHz ยิ่งความถี่สูง ก็จะยิ่งทำให้ประมวลผลได้เร็วขึ้นตามไปด้วย แต่ทั้งนี้ก็ขึ้นอยู่กับว่างานที่ทำ ต้องการใช้ความเร็วมากน้อยเพียงใด ส่วนใหญ่มักจะเป็น งานเฉพาะทาง งานกราฟิก หรือเกม ที่ต้องการความเร็วในการประมวลผลสูงๆ การทำงานทั่ว ๆ ไปอย่างท่องเว็บ เล่นเน็ต ไม่จำเป็นต้องสูงมากก็ได้
Cache
หากเป็นงานชิ้นใหญ่ที่มีชุดคำสั่งเยอะๆ Cache ก็เป็นอีกหนึ่งสิ่งที่ควรคำนึงถึงเช่นกัน เพราะแคชมีหน้าที่เก็บข้อมูลจำพวกข้อมูลที่เราเปิดบ่อย หรือข้อมูลที่เรากำลังเรียกใช้งาน ที่รับมากจาก RAM เก็บไว้ที่ตัวเองก่อนส่งต่อให้ CPU ประมวลผลอีกที ความจำในส่วนนี้จะมีความเร็วในการส่งข้อมูลที่สูงมากกว่า RAM ธรรมดาจึงทำให้ ซีพียูสามารถทำงานได้ดีขึ้นได้ Cache ก็ คือ หน่วยความจำส่วนหนึ่งที่อยู่ภายใน CPU นั่นเองครับ
iGPU
คือ เลือกจากประสิทธิภาพของ Integrated Graphics เมื่อต้องการใช้งานด้านกราฟิกที่มากขึ้น เช่น หากเป็น Laptop ฝั่ง Intel รุ่นใหม่ๆ ก็จะมี Intel Iris Xe, Intel Arc หากเป็น Desktop ก็เป็น Intel UHD Graphics 730, 750, 770 เลขสูง ก็ยิ่งทำงานได้ดีมากขึ้น ส่วน AMD นั้น ทั้ง Laptop, Desktop PC เขาจะมี iGPU อย่าง Radeon ติดตั้งมาให้อยู่แล้ว *ทั้งนี้ iGPU อาจจะไม่มีติดตั้งมาให้สำหรับ CPU บางรุ่น เช่น Intel รหัส F, AMD รุ่นที่ไม่มี G ต่อท้าย เป็นต้น
NPU
คอมพิวเตอร์ในสมัยใหม่ มักจะรองรับการทำงานด้าน AI บนตัวเครื่องเลย แน่เรามักจะพูดถึงการใช้งานด้าน AI กันเยอะขึ้น ทำให้ต้องมีหน่วยประมวลผลข้อมูล หรือตัวเร่งประสิทธิภาพการทำงานด้าน AI เพิ่มเข้ามาให้ด้วย แต่ก็จะมีในบาง Model เท่านั้น และราคาค่อนข้างที่จะสูงกว่ารุ่นปกติที่ไม่มี NPU ดังนั้นก็ควรจะไตร่ตรองสักเล็กน้อย ว่ามีงานที่ต้องใช้หรือประมวลผลด้าน AI บนคอมพิวเตอร์หรือไม่ หากเน้นใช้งานบนคราวด์ผ่านเว็บไซต์อย่างเดียวเท่านั้น NPU ก็ไม่จำเป็น
NPU ประมวลผล AI
สรุป CPU คือ อะไร
สรุปแล้ว CPU คือ หน่วยประมวลผลกลางของคอมพิวเตอร์ หรือเรียกอีกอย่างว่าไมโครโปรเซสเซอร์ ที่เปรียบเหมือนสมองของมนุษย์นั่นเอง ซีพียูทำหน้าที่คิด คำนวณ ชุดคำสั่ง หรือข้อมูลต่าง ๆ เพื่อส่งข้อมูลที่ประมวลผลแล้วออกไปทางอุปกรณ์แสดงผล เช่นจอภาพ ลำโพง เครื่องพิมพ์เป็นต้น รวมถึงสามารถควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่าง ๆ ภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ได้อีกด้วย หากไม่มีซีพียู คอมพิวเตอร์เราก็ไม่สามารถใช้งานได้
การเลือกซื้อซีพียู ก็เป็นส่วนสำคัญ เลือกที่มีความสามารถสูงเอาไว้เลย แต่มันอาจจะไม่จำเป็นกับการใช้งานบางประเภทสักทีเดียว ดังนั้นควรคำนึกด้วยว่าต้องจำนวน Core, Thread และความเร็วที่กี่เฮิรตซ์ เนื่องจากสิ่งนี้เหล่านี้เป็นตัวกำหนดราคาของซีพียูด้วยนั่นเองครับ
Facebook Inbox : https://goo.gl/9wo8oL
Hotline : 063-819-7299
โทร : 02-713-2261
Line@ : @addinonline
Email : [email protected]
ผู้เขียน
Kittipong-J.
หลงไหลในโลก IT เป็นคนไม่เก่งแต่ชอบที่จะลอง และมองหาความรู้จากสิ่งรอบตัว