ซีพียูคืออะไร? ความหมาย ความหมาย และ CPU ย่อมาจากอะไร

อุปกรณ์คอมพิวเตอร์ทุกเครื่องมี CPU

คุณอาจเคยได้ยินคำศัพท์เทคโนโลยีนี้มาก่อน แต่มันคืออะไรกันแน่? CPU คืออะไรและทำงานอย่างไร

ในบทความสำหรับผู้เริ่มต้นใช้งานนี้ คุณจะได้เรียนรู้พื้นฐานว่าจริง ๆ แล้ว CPU คืออะไร และฉันจะให้ภาพรวมเกี่ยวกับวิธีการทำงาน

CPU คืออะไรและหาได้จากที่ไหนในคอมพิวเตอร์

CPU ย่อมาจาก Central Processing Unit เรียกอีกอย่างว่าโปรเซสเซอร์หรือไมโครโปรเซสเซอร์

เป็นหนึ่งในฮาร์ดแวร์ที่สำคัญที่สุดในระบบคอมพิวเตอร์ดิจิทัล – หากไม่ใช่สิ่งที่สำคัญที่สุด

ภายใน CPU มี ทรานซิสเตอร์ด้วยกล้องจุลทรรศน์หลายพันตัว ซึ่งเป็นสวิตช์ขนาดเล็กที่ควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้าผ่านวงจรรวม

คุณจะพบ CPU อยู่ใน เมนบอร์ด . ของคอมพิวเตอร์ .

เมนบอร์ดของคอมพิวเตอร์คือแผงวงจรหลักภายในคอมพิวเตอร์ หน้าที่ของมันคือการเชื่อมต่อส่วนประกอบฮาร์ดแวร์ทั้งหมดเข้าด้วยกัน

มักเรียกกันว่าสมองและหัวใจของระบบดิจิทัลทั้งหมด ซีพียูมีหน้าที่รับผิดชอบในการทำงานทั้งหมด มันดำเนินการทุกอย่างที่คอมพิวเตอร์ทำและรันโปรแกรม

โปรแกรมคอมพิวเตอร์คืออะไรและเก็บไว้ที่ไหน

มีโปรแกรมสำหรับทุกอย่างที่ CPU ทำ

คุณมีโปรแกรมที่ช่วยให้คุณใช้เว็บเบราว์เซอร์หรือโปรแกรมประมวลผลคำได้ คุณมีเครื่องคำนวณทางคณิตศาสตร์หรือให้คุณพิมพ์ตัวอักษรและอักขระบนแป้นพิมพ์ได้ และยังมีโปรแกรมที่จัดการการคลิกและเลือกองค์ประกอบด้วยเมาส์คอมพิวเตอร์และกดลงบนทัชแพดของแล็ปท็อป

ไม่ว่ามันจะเป็นอะไรก็ตาม มีโปรแกรมสำหรับกิจกรรมทางคอมพิวเตอร์ทั้งหมด

โปรแกรมคือชุดคำสั่งที่ต้องดำเนินการตามลำดับ ตรรกะ และปฏิบัติตามทีละขั้นตอนอย่างแม่นยำ

พวกเขาเขียนด้วยภาษาที่มนุษย์อ่านได้ – ภาษาโปรแกรม – โดยโปรแกรมเมอร์

คอมพิวเตอร์ไม่เข้าใจภาษาโปรแกรมโดยตรง จึงต้องแปลเป็นภาษาที่เข้าใจง่าย

รูปแบบนั้นเรียกว่าภาษาเครื่องหรือไบนารี

ไบนารีเป็น ฐานสอง ระบบตัวเลข ประกอบด้วยตัวเลขเพียงสองตัวเท่านั้น:0 และ 1

สิ่งนี้สะท้อนและเชื่อมโยงกันได้ดีกับสองสถานะที่เป็นไปได้ที่ทรานซิสเตอร์ต้องควบคุมการขึ้นและการไหลของกระแสไฟฟ้า - ทั้งสองเปิด (1) หรือปิด (0)

ดังนั้น ภายใต้ประทุน โปรแกรมจะถูกจัดเก็บเป็นลำดับของบิต บิตเป็นอีกชื่อหนึ่งสำหรับเลขฐานสอง (ลำดับ 1 และ 0)

โปรแกรมจะถูกเก็บไว้อย่างถาวรและระยะยาวในอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล ไม่ว่าจะเป็น HDD (ฮาร์ดดิสก์ไดรฟ์) หรือ SSD (โซลิดสเตตไดรฟ์)

หน่วยความจำเหล่านี้เป็นประเภทที่ไม่ลบเลือน ซึ่งหมายความว่าจะจัดเก็บข้อมูลแม้ในขณะที่ปิดเครื่อง

ในขณะที่โปรแกรมกำลังทำงานและกำลังใช้งานอยู่ ข้อมูลทั้งหมดจะถูกเก็บไว้ในหน่วยความจำหลัก หลัก หน่วยความจำ หรือ RAM (Random Access Memory)

หน่วยความจำประเภทนี้มีความผันผวน และข้อมูลทั้งหมดจะสูญหายไปเมื่อปิดเครื่อง

ซีพียูทำหน้าที่อะไร

โดยสรุปแล้ว CPU มีหน้าที่จัดการการประมวลผลการดำเนินการทางตรรกะและคณิตศาสตร์ และดำเนินการตามคำสั่งที่ได้รับ

สามารถรันคำสั่งได้หลายล้านคำสั่งต่อวินาที – แต่สามารถดำเนินการได้ครั้งละหนึ่งคำสั่งเท่านั้น

ขั้นแรกจะได้รับอินพุตบางประเภท โดยทั่วไปจะมาจากอุปกรณ์อินพุต (เช่น หน้าจอแสดงผล แป้นพิมพ์ เมาส์ หรือไมโครโฟน) หรือจากแอปพลิเคชัน/โปรแกรมซอฟต์แวร์ระบบ (เช่น เว็บเบราว์เซอร์หรือระบบปฏิบัติการ)

จากนั้น CPU จะรับผิดชอบงานสี่อย่าง:

1. กำลังดึงข้อมูล คำสั่งจากหน่วยความจำ เพื่อที่จะรู้วิธีจัดการกับอินพุตและรู้คำสั่งที่เกี่ยวข้องสำหรับข้อมูลอินพุตนั้น ๆ ที่ได้รับ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง จะค้นหาที่อยู่ของคำสั่งที่เกี่ยวข้องและส่งต่อคำขอไปยัง RAM CPU และ RAM ทำงานร่วมกันอย่างต่อเนื่อง สิ่งนี้เรียกอีกอย่างว่า การอ่านจาก หน่วยความจำ
2. ถอดรหัส หรือแปลคำสั่งให้อยู่ในรูปแบบที่ CPU เข้าใจได้ ซึ่งก็คือภาษาเครื่อง (ไบนารี)
3. กำลังดำเนินการ และปฏิบัติตามคำแนะนำที่ให้ไว้
4. การจัดเก็บ ผลลัพธ์ของการดำเนินการกลับไปยังหน่วยความจำเพื่อเรียกค้นในภายหลังหากและเมื่อได้รับการร้องขอ สิ่งนี้เรียกว่า เขียนถึง หน่วยความจำ

ในที่สุดก็มีเอาต์พุตบางอย่างเช่นการพิมพ์บางอย่างไปที่หน้าจอ

กระบวนการที่อธิบายไว้ข้างต้นเรียกว่า fetch-execute และเกิดขึ้นหลายล้านครั้งต่อวินาที

ส่วนประกอบหลักของ CPU

ตอนนี้คุณทราบแล้วว่างานพื้นฐานที่ CPU ดำเนินการกับทุกการทำงานที่เกิดขึ้นบนคอมพิวเตอร์ มีส่วนใดของ CPU ที่ช่วยทำงานนั้นให้สำเร็จ

ด้านล่างนี้คือองค์ประกอบสำคัญบางส่วนที่อยู่ภายใน:

• จุฬาฯ (ย่อมาจาก Control Unit) ควบคุมการไหลของอินพุตและเอาต์พุต เป็นส่วนที่ดึงและดึงคำแนะนำจากหน่วยความจำหลักและถอดรหัสในภายหลัง
• ALU (ย่อมาจาก Artithmetic Logic Unit) ส่วนที่ประมวลผลทั้งหมดเกิดขึ้น ที่นี่เป็นที่ที่การคำนวณทางคณิตศาสตร์ทั้งหมดเกิดขึ้น เช่น การบวก การลบ การคูณ และการหาร ตลอดจนการดำเนินการเชิงตรรกะทั้งหมดสำหรับการตัดสินใจ เช่น การเปรียบเทียบข้อมูล
• ลงทะเบียน . ตำแหน่งหน่วยความจำที่รวดเร็วมาก ข้อมูลและคำสั่งที่มีการประมวลผลเป็นปัจจุบันระหว่างรอบการดึงข้อมูลจะถูกเก็บไว้ที่นั่น เพื่อให้โปรเซสเซอร์เข้าถึงได้อย่างรวดเร็ว

ซีพียูคอร์คืออะไร

ก่อนหน้านี้คุณได้เรียนรู้ว่าโดยทั่วไปแล้ว CPU สามารถดำเนินการได้ครั้งละหนึ่งรายการ

มันรันคำสั่งครั้งละหนึ่งคำสั่ง และทำสิ่งนี้ด้วยความช่วยเหลือของฟิสิคัลคอร์

โดยพื้นฐานแล้ว คอร์คือตัวซีพียูเอง ซึ่งเป็นอุปกรณ์แยกต่างหากภายในชิปซีพียูหลัก ซึ่งหมายความว่ามีความสามารถในการทำสิ่งเดียวในแต่ละครั้ง

อย่างไรก็ตาม คอมพิวเตอร์สมัยใหม่สามารถรองรับได้มากกว่าหนึ่งคอร์ภายในชิปหลัก

ยิ่งซีพียูมีคอร์มากเท่าใด พลังในการคำนวณก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และงานต่างๆ ที่รันและทำงานให้เสร็จพร้อมกันได้มากเท่านั้น ทำให้ CPU เป็นมัลติทาสก์แบบอนุกรม

ตัวอย่างเช่น มี CPU แบบ dual-core ซึ่งหมายความว่ามี CPU สองตัวบนชิปตัวเดียวกันและสามารถเรียกใช้คำสั่ง 2 คำสั่งพร้อมกันได้

CPU แบบ Quad-core หมายถึงมี CPU สี่ตัวในชิปตัวเดียวกัน, CPU แบบ hexa-core หมายถึงมีหกคอร์ และอื่นๆ

ไฮเปอร์เธรดดิ้งคืออะไร

ซีพียูสมัยใหม่ยังรองรับเทคโนโลยีที่เรียกว่าไฮเปอร์เธรดดิ้งอีกด้วย

วิธีการทำงานคือฟิสิคัลคอร์ตัวเดียวปรากฏเป็นฟิสิคัลคอร์หลายตัว ทำให้ระบบปฏิบัติการคิดว่ามีคอร์มากกว่าที่เป็นอยู่จริง ซึ่งจะทำให้คอมพิวเตอร์คิดว่ามันมีพลังมากกว่าที่เป็นจริง

ดังนั้น นอกเหนือจากคอร์จริงที่กล่าวถึงในส่วนข้างต้นแล้ว ยังมีคอร์เสมือนเหล่านี้หรือเธรดตามที่เรียกอีกด้วย

พวกมันไม่ใช่แกนทางกายภาพที่แท้จริง แต่ดูเหมือนว่าจะเป็นเช่นนั้น

การรวมกันของคอร์ทั้งทางกายภาพและเสมือนทำให้เวลาดำเนินการของโปรแกรมเร็วขึ้นและให้พลังประมวลผลแก่ CPU มากยิ่งขึ้น

บทสรุป

ขอบคุณที่อ่านจนจบ! หวังว่าตอนนี้คุณจะเข้าใจมากขึ้นว่า CPU คืออะไร ทำงานอย่างไร และทำไมจึงมีความสำคัญ

หากคุณต้องการทราบข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับพื้นฐานของคอมพิวเตอร์ โปรดดูคู่มือนี้ซึ่งจะกล่าวถึงส่วนพื้นฐานของคอมพิวเตอร์

มีความสุขในการเรียนรู้!