CPU คืออะไร (หน่วยประมวลผลกลาง)

หน่วยประมวลผลกลาง (CPU) เป็นส่วนประกอบคอมพิวเตอร์ที่มีหน้าที่ในการตีความและดำเนินการคำสั่งส่วนใหญ่จากฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์อื่นๆ ของคอมพิวเตอร์

ประเภทของอุปกรณ์ที่ใช้ซีพียู

อุปกรณ์ทุกประเภทใช้ CPU เช่น เดสก์ท็อป แล็ปท็อป คอมพิวเตอร์แท็บเล็ต สมาร์ทโฟน หรือแม้แต่ทีวีจอแบนของคุณ

Intel และ AMD เป็นผู้ผลิต CPU ยอดนิยมสองรายสำหรับเดสก์ท็อป แล็ปท็อป และเซิร์ฟเวอร์ ในขณะที่ Apple, NVIDIA และ Qualcomm เป็นผู้ผลิต CPU ของสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตรายใหญ่

คุณอาจเห็นชื่อต่างๆ มากมายที่ใช้อธิบาย CPU รวมถึงโปรเซสเซอร์ โปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์ ไมโครโปรเซสเซอร์ โปรเซสเซอร์กลาง และ "สมองของคอมพิวเตอร์"

จอภาพคอมพิวเตอร์หรือฮาร์ดไดรฟ์บางครั้งไม่ถูกต้องมาก เรียกว่า CPU แต่ชิ้นส่วนของฮาร์ดแวร์เหล่านี้มีจุดประสงค์ที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง และไม่ได้เป็นสิ่งเดียวกับ CPU

CPU หน้าตาเป็นอย่างไรและตั้งอยู่ตรงไหน

CPU สมัยใหม่มักจะมีขนาดเล็กและเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัส โดยมีขั้วต่อโลหะที่สั้นและโค้งมนอยู่ด้านล่าง CPU รุ่นเก่าบางรุ่นมีหมุดแทนขั้วต่อแบบโลหะ

CPU เชื่อมต่อโดยตรงกับ "ซ็อกเก็ต" ของ CPU (หรือบางครั้งเป็น "สล็อต") บนเมนบอร์ด ใส่ CPU เข้าไปในซ็อกเก็ตโดยคว่ำด้านขาลง และคันโยกเล็กๆ จะช่วยยึดโปรเซสเซอร์ให้แน่น

หลังจากใช้งานไปได้ครู่หนึ่ง ซีพียูสมัยใหม่ก็อาจร้อนจัดได้ เพื่อช่วยกระจายความร้อนนี้ จำเป็นต้องติดตั้งแผ่นระบายความร้อนและพัดลมโดยตรงที่ด้านบนของ CPU แทบทุกครั้ง โดยทั่วไป สิ่งเหล่านี้จะมาพร้อมกับการซื้อซีพียู

นอกจากนี้ยังมีตัวเลือกการระบายความร้อนขั้นสูงอื่นๆ รวมถึงชุดระบายความร้อนด้วยน้ำและชุดเปลี่ยนเฟส

ไม่ใช่ว่าซีพียูทุกตัวจะมีพินที่ด้านล่าง แต่ในอันที่มี พินนั้นงอได้ง่าย ใช้ความระมัดระวังอย่างยิ่งในการจัดการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อคุณติดตั้งบนเมนบอร์ด

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของ CPU

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของโปรเซสเซอร์คือจำนวนคำสั่งที่ประมวลผลได้ในวินาทีที่กำหนด โดยวัดเป็นกิกะเฮิรตซ์ (GHz)

ตัวอย่างเช่น CPU มีความเร็วนาฬิกา 1 Hz หากสามารถประมวลผลคำสั่งหนึ่งชิ้นทุกวินาที คาดการณ์สิ่งนี้ให้เป็นตัวอย่างในโลกแห่งความเป็นจริง:CPU ที่มีความเร็วนาฬิกา 3.0 GHz สามารถประมวลผลคำสั่งได้ 3 พันล้านคำสั่งต่อวินาที

ซีพียูคอร์

อุปกรณ์บางตัวใช้โปรเซสเซอร์แบบคอร์เดียวในขณะที่อุปกรณ์อื่นๆ อาจมีโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์ (หรือควอดคอร์ เป็นต้น) การเรียกใช้โปรเซสเซอร์สองตัวที่ทำงานเคียงข้างกันหมายความว่า CPU สามารถจัดการคำสั่งได้สองเท่าทุกวินาทีพร้อมกัน ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพได้อย่างมาก

ซีพียูบางตัวสามารถทำเวอร์ชวลไลซ์คอร์ได้สองคอร์สำหรับฟิสิคัลคอร์ทุกตัวที่มีอยู่ ซึ่งเป็นเทคนิคที่เรียกว่า Hyper-Threading การจำลองเสมือน หมายความว่า CPU ที่มีเพียงสี่คอร์สามารถทำงานราวกับว่ามีแปดคอร์ โดยมีแกน CPU เสมือนเพิ่มเติมที่เรียกว่า เธรด แยกกัน . กายภาพ แม้ว่าคอร์จะทำงานได้ดีกว่า เสมือน ต่างๆ

CPU อนุญาต บางแอปพลิเคชันสามารถใช้สิ่งที่เรียกว่า multithreading . หากเข้าใจเธรดเป็นกระบวนการคอมพิวเตอร์ชิ้นเดียว การใช้หลายเธรดในคอร์ CPU เดียวหมายความว่าสามารถเข้าใจและประมวลผลคำสั่งเพิ่มเติมได้ในครั้งเดียว ซอฟต์แวร์บางตัวสามารถใช้ประโยชน์จากคุณลักษณะนี้บนคอร์ CPU มากกว่าหนึ่งคอร์ ซึ่งหมายความว่ายิ่ง มากกว่า  สามารถประมวลผลคำสั่งได้พร้อมกัน

ตัวอย่าง:Intel Core i3 กับ i5 กับ i7

สำหรับตัวอย่างที่เจาะจงมากขึ้นว่าซีพียูบางตัวเร็วกว่าตัวอื่น มาดูว่า Intel ได้พัฒนาโปรเซสเซอร์อย่างไร

เช่นเดียวกับที่คุณอาจสงสัยจากการตั้งชื่อ ชิป Intel Core i7 ทำงานได้ดีกว่าชิป i5 ซึ่งทำงานได้ดีกว่าชิป i3 เหตุใดบุคคลหนึ่งจึงทำได้ดีกว่าหรือแย่กว่าคนอื่นจึงซับซ้อนกว่าเล็กน้อย แต่ก็ยังค่อนข้างเข้าใจง่าย

โปรเซสเซอร์ Intel Core i3 เป็นโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์ ในขณะที่ชิป i5 และ i7 เป็นแบบควอดคอร์

Turbo Boost เป็นคุณสมบัติหนึ่งในชิป i5 และ i7 ที่ช่วยให้โปรเซสเซอร์เพิ่มความเร็วสัญญาณนาฬิกาผ่านความเร็วพื้นฐาน เช่น จาก 3.0 GHz เป็น 3.5 GHz ได้ทุกเมื่อที่ต้องการ ชิป Intel Core i3 ไม่มีความสามารถนี้ รุ่นโปรเซสเซอร์ที่ลงท้ายด้วย "K" สามารถโอเวอร์คล็อกได้ ซึ่งหมายความว่าความเร็วนาฬิกาเพิ่มเติมนี้สามารถบังคับและใช้งานได้ตลอดเวลา เรียนรู้เพิ่มเติมว่าทำไมคุณจึงโอเวอร์คล็อกคอมพิวเตอร์ของคุณ

Hyper-Threading ช่วยให้สามารถประมวลผลสองเธรดต่อแต่ละคอร์ของ CPU ซึ่งหมายความว่าโปรเซสเซอร์ i3 ที่มี Hyper-Threading รองรับเพียงสี่เธรดพร้อมกัน (เนื่องจากเป็นโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์) โปรเซสเซอร์ Intel Core i5 ไม่รองรับ Hyper-Threading ซึ่งหมายความว่าสามารถทำงานกับสี่เธรดพร้อมกันได้เช่นกัน อย่างไรก็ตาม โปรเซสเซอร์ i7 รองรับเทคโนโลยีนี้ ดังนั้น (ที่เป็นแบบควอดคอร์) สามารถประมวลผล 8 เธรดพร้อมกันได้

เนื่องจากข้อจำกัดด้านพลังงานที่มีอยู่ในอุปกรณ์ที่ไม่มีการจ่ายพลังงานอย่างต่อเนื่อง (ผลิตภัณฑ์ที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ เช่น สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต ฯลฯ) โปรเซสเซอร์ของอุปกรณ์นั้น ไม่ว่าจะเป็น i3, i5 หรือ i7— ต่างจากเดสก์ท็อป ซีพียูต้องหาสมดุลระหว่างประสิทธิภาพและการใช้พลังงาน

ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับซีพียู

ความเร็วสัญญาณนาฬิกาหรือจำนวนคอร์ของ CPU ไม่ได้เป็นปัจจัยเดียวที่กำหนดว่า CPU ตัวใดตัวหนึ่ง "ดีกว่า" ตัวอื่นหรือไม่ ส่วนใหญ่มักขึ้นอยู่กับประเภทของซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์ กล่าวคือ แอปพลิเคชันที่จะใช้ CPU

CPU ตัวหนึ่งอาจมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาต่ำแต่เป็นโปรเซสเซอร์แบบ Quad-core ในขณะที่อีกตัวหนึ่งมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงแต่เป็นเพียงโปรเซสเซอร์แบบดูอัลคอร์เท่านั้น การตัดสินใจว่า CPU ตัวใดจะทำงานได้ดีกว่าอีกตัวหนึ่งนั้นขึ้นอยู่กับว่า CPU นั้นถูกใช้งานไปเพื่ออะไร

ตัวอย่างเช่น โปรแกรมตัดต่อวิดีโอที่ต้องใช้ CPU ซึ่งทำงานได้ดีที่สุดกับคอร์ CPU หลายคอร์จะทำงานได้ดีกว่าบนโปรเซสเซอร์แบบมัลติคอร์ที่มีความเร็วสัญญาณนาฬิกาต่ำกว่าบนซีพียูแบบคอร์เดียวที่มีความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูง ไม่ใช่ซอฟต์แวร์ เกม และอื่นๆ ทั้งหมดที่สามารถใช้ประโยชน์จากคอร์ได้มากกว่าหนึ่งหรือสองคอร์ ซึ่งทำให้คอร์ CPU ที่มีอยู่มากขึ้นนั้นไร้ประโยชน์มาก

องค์ประกอบอื่นของ CPU คือ แคช . แคช CPU เป็นเหมือนที่เก็บข้อมูลชั่วคราวสำหรับข้อมูลที่ใช้กันทั่วไป แทนที่จะเรียกใช้หน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่มสำหรับรายการเหล่านี้ CPU จะกำหนดว่าข้อมูลใดที่คุณยังคงใช้ต่อไป สมมติว่าคุณต้องการเก็บ ใช้และเก็บไว้ในแคช แคชเร็วกว่าการใช้ RAM เนื่องจากเป็นส่วนทางกายภาพของโปรเซสเซอร์ แคชที่มากขึ้นหมายถึงพื้นที่ที่มากขึ้นสำหรับการเก็บข้อมูลดังกล่าว

คอมพิวเตอร์ของคุณสามารถใช้ระบบปฏิบัติการแบบ 32 บิตหรือ 64 บิตได้หรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับขนาดของหน่วยข้อมูลที่ CPU สามารถรองรับได้ สามารถเข้าถึงหน่วยความจำเพิ่มเติมได้ในคราวเดียวและในชิ้นที่ใหญ่กว่าด้วยโปรเซสเซอร์ 64 บิตมากกว่ารุ่น 32 บิต ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้ระบบปฏิบัติการและแอปพลิเคชันเฉพาะ 64 บิตไม่สามารถทำงานได้บนโปรเซสเซอร์ 32 บิต

คุณสามารถดูรายละเอียด CPU ของคอมพิวเตอร์พร้อมกับข้อมูลฮาร์ดแวร์อื่นๆ ด้วยเครื่องมือข้อมูลระบบฟรีส่วนใหญ่ได้

นอกเหนือจากโปรเซสเซอร์มาตรฐานที่มีอยู่ในคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์แล้ว โปรเซสเซอร์ควอนตัมยังได้รับการพัฒนาสำหรับคอมพิวเตอร์ควอนตัมโดยใช้วิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังกลศาสตร์ควอนตัม

เมนบอร์ดแต่ละตัวรองรับ CPU บางประเภทเท่านั้น ดังนั้นโปรดตรวจสอบกับผู้ผลิตมาเธอร์บอร์ดของคุณเสมอก่อนตัดสินใจซื้อ