ลำดับชั้นของหน่วยความจำ

 ที่มา  http://www-scm.tees.ac.uk/users/u0000408/MemIntro/memory.htm

ประวัติและวิวัฒนาการของ CPU INTEL

ประวัติและวิวัฒนาการของ CPU INTEL

หลังจากที่ Intel ออกCPU สำหรับอุปกรณ์พกพาในชื่อว่า Atom ไปเรียบร้อยแล้วนั้น กระแสก็ออกมาแรงเห็นๆ ทั้งกลุ่มผู้ผลิตมากมายก็เจาะตลาดขาย Netbook กันอย่างล้นหลาม Intel นั้นมีตำนานในการผลิต Microprocessor ตั้งแต่ใช้ในเครื่องคิดเลข และพัฒนาต่อยอดขึ้นมาอย่างไม่หยุดยั้ง ซึ่งทำให้เห็นว่าศักยภาพของการพัฒนาที่ไม่มีที่สิ้นสุดนั้น ทำให้เราได้ใช้เทคโนโลยีอย่างไร้ขีดจำกัด อยู่ที่ว่าเงินในกระเป๋าเราจะมีแค่ไหน ที่นี่เรามาย้อนดูวิวัฒนาการกัน

Intel 4004 (1971)

Microprocessor รุ่นแรกของ Intel ใช้งานในเครื่องคิดเลข

Intel 8086 / 8088 (1978-1979)

ซีพียูรุ่น 8086 เป็นซีพียูของอินเทลที่ทำงานแบบ 16 บิตแบบสมบูรณ์ เพราะทั้งสถาปัตยกรรม ภายในและภายนอกเป็นแบบ 16 บิตอย่างแท้จริง ต่างจาก 8088 ที่สถาปัตยกรรมภายในเป็น ระบบประมวลผลแบบ 16 บิต แต่สถาปัตยกรรมภายนอกที่ใช้ในการเชื่อมต่อกับดาต้าบัส เพื่อ รับส่งข้อมูลเป็นแบบ 8 บิต

Intel 80286 (1982)

ในปี ค.ศ. 1982 อินเทลก็ได้ผลิตซีพียูรุ่น 80286 ที่มีความเร็วเพียงแค่ 6 เมกิเฮิรตช์ ซึ่งบัสของ 80286 เป็นแบบ 16 บิต ภายในมีทรานซิลเตอร์บรรจุอยู่ประมาณ 130 , 000 ตัว จึงเป็นเหตุให้เกิด ความร้อนสูงในขณะทำงาน ดังนั้นจึงต้องมีการติดตั้งพัดลมและแผ่นระบายความร้อน ( Heat Sink )

Intel 80386SX/80386DX (1985-1990)

ผลิตออกมาเมื่อปี ค.ศ. 1985 ด้วยความเร็ว 16 เมกะเฮิรตซ์ เป็นซีพียูที่มีขนาดของบัสข้อมูล 16 บิต แต่มีขีดความสามารถและความเร็วสูงกว่า 80826 มีทรานซิสเตอร์ภายใน 250 , 000 ตัว สถาปัตยกรรมภายในเป็นระบบประมวลผลแบบ 32 บิต แต่สถาปัตยกรรมภายนอกที่ใช้ในการเชื่อมต่อกับดาต้าบัสเพื่อรับ – ส่งข้อมูลจะเป็นแบบ 16 บิต โดย 80386 SX มีความเร็วตั้งแต่ 16 , 50 , 25 , และ 33 เมกะเฮิรตซ์

Intel 80486SX/ 80486 DX (1989-1994)

ซีพียูรุ่น 80486 มีความเร็วตั้งแต่ 20 , 25 , และ 33 เมกะเฮิรตซ์ ทำงานแบบ 32 บิต และมีแคช ภายใน ( Intel Cache ) ทำสามารถทำงานได้เร็วกว่ารุ่น 80386 ที่จำนวนของสัญญาณนาฬิกา เท่ากัน โดยในรุ่น 80486 SX ยังไม่มี Math Coprocess รวมอยู่ในซีพียู ต่อมาทางอินเทลก็ได้ออกเครื่องรุ่น 80486 DX มีความเร็วตั้งแต่ 50 , 66 , 100 เมกะเฮิรตซ์ เป็นซีพียูที่มีขีดความสามารถสูงขึ้นทั้งด้านความเร็วในการคำนวณและเทคโนโลยีโดยการรวม เอา Math Coprocessor และ แคชมารวมอยู่ในชิปเดียวกันกับซีพียู

INTEL PENTIUM

อินเทลเพนเทียม Intel Pentium (1993-1998)

ในช่วงแรกได้ผลิตออกมาที่ความเร็ว 60 และ66 เมกะเฮิรตซ์ อีกไม่นานนักอินเทลก็ได้ ผลิตความเร็วสูงขึ้นอีกเป็น 75 และ 90 เมกิเฮิรตซ์ ซึ่งมีสถาปัตยกรรมที่แตกต่างจากรุ่นแรกๆ และยังสามารถพัฒนาความเร็วไปได้อีกคือ 100 , 13 , 150 และ 166 เมกะเฮิรตซ์ เป็นซีพียูที่มีขีด ความสามารถสูงขั้นทั้งทางด้านความเร็วและเทคโนโลยี มีแคชภายในมากขึ้น และมี ความสามารถในการทำงานกับเลขทศนิยมได้ดีขึ้น และมีความสามารถในการทำงานกับเลข ทศนิยมได้ดีขึ้นโดยรุ่นแรกๆนั้นมีทรานซิสเตอร์ล้านกว่าตัว จึงทำให้มีความร้อนสูงมาก

PENTIUM II

Pentium ll เป็นซีพียูที่ประกอบไปด้วยเทคโนโลยีของ Pentium Pro ผนวกเข้ากับเทคโนโลยี MMX ที่ใช้สถาปัตยกรรมการทำงานแบบใหม่ที่เรียกว่า “Single InstructionMultiple Data (SIMD)” ซึ่งได้มีการปรับโครงสร้างสถาปัตยกรรมภายในซิปถึง 70 จุด เพื่อเร่งความเร็วในการ ทำงานแบบ 64 บิต และยังมีการเพิ่มชุดคำสั่งเข้าไปอีก 70 คำสั่ง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการ ประมวลผลงานด้าน 3 มิติ

เพนเทียมทูคลาเมธ Pentium II Klamath

คือชิปรุ่นต่อมาซึ่งถูกพัฒนาความสามารถให้สูงขึ้น Pentium II Klamath เป็นชิปตัวแรก ในตลาด ที่เปลี่ยนจากอินเอตร์เฟซแบบซ็อกเกตมาเป็นสล็อตแทน ซีพียูเพนเทียมทูคลาเมธ มี ความเร็วเริ่มตั้งแต่ 233-300 MHz . ใช้เทคโนโลยีการผลิตขนาด 0.35 ไมครอน มีสถาปัตยกรรม แบบ SECC (Single Eade Contact Cartridge) ซึ่งมีลักษณะเป็นการ์ดที่ใช้กับ Slot 1 มีแคช ระดับสองติดตั้งอยู่บนการ์ดซีพียู ทำงานที่ความเร็วบัส 66 MHz ใช้ไฟเลี้ยง 2.0 โวลด์

เพนเทียมทูเดสชู๊ตส์ ( Pentium II Deschutes )

ซีพียูในรุ่นนี้เป็นการพัฒนาในส่วนของแกนซีพียูให้สามารถทำงานได้ที่ความเร็วสูงขึ้น โดย การลดขนาดการผลิตลงจาก 0.35 มาเป็น 0.25 ไมครอน และเนื่องจากการใช้เทคโนโลยีการ ผลิตที่เล็กลง ทำให้ลดการใช้ไฟเลี้ยงซีพียูน้อยลงอีกด้วย ซึ่งจะช่วยลดความร้อนบนแกนซีพียู

CELERON

ทางอินเทลได้นำเอาซีพียูเพนเทียมทูในรุ่นคลาเมธมาทำการตัดเอาส่วนของหน่วยความจำแคช ระดับสองออก เพื่อเป็นการลดต้นทุนการผลิตให้ต่ำลงทำให้ซีพียูเซเลอรอนมีสถาปัตยกรรม ภายในแบบเดียวกับเพนเทียมทู เพียงแต่ซีพียูเซลเลอรอนจะไม่มีหน่วยความจำแคชระดับสอง เท่านั้น การที่ Celeron สนันสนุน MMX การโอนถ่ายข้อมูลมัลติมีเดียได้ด้วยความเร็วสูง แต่ ความสามารถของมันก็ไม่ได้เร็วอย่างที่คาดไว้ เพราะ แคชที่มีเพียง 32 K กับบัส ที่ความเร็ว 66 MHz ก็ไม่ได้ช่วยอะไรมากนัก และให้ชื่อรหัสการพัฒนาในรุ่นนี้ว่าโควินตัน ( Covignton )

เซลเลอรอนโควินตัน( Covington )

ซีพียูโควินตันจะมีด้วยกัน 2 รุ่นคือ รุ่นความเร็ว 266 และ 300 MHz ใช้เทคโนโลยีการ ผลิตขนาด 0.35 ไมครอน ส่วนของชิปจะถูกติดตั้งบนแผงวงจรขนาดเล็กที่เรียกว่า SECC ในเพ นเทียมทู แต่ในตระกูลเซลเลอรอนจะเรียกแผงวงจรดังกล่าวว่า SEPP (Single Edge Processor Packege) แทน ซึ่งจะใช้ติดตั้งบนเมนบอร์ดแบบ Slot 1 เช่นเดียวกัน และแผงวงจร SEPP ก็จะ ถูกบรรจุอยู่ในพลาสติกสีดำคล้ายตลับเกม

เซลเลอรอนเมนโดชิโน ( Mendocino )

ซีพียูในรุ่นนี้จีสถาปัตยกรรมแบบเดียวกับเพนเทียมทูรุ่นรหัส Deschutes คือใช้ เทคโนโลยีการผลิตขนาด 02.5 ไมครอน ซึ่งเป็นเทคโนโบยีการผลิตซีพียูที่มีขนาดเล็กกว่าเซล เลอรอนโควินตันที่ใช้ 0.35 ไมครอน และที่สำคัญยังด้เพิ่มส่วนของหน่วยความจำแคชระดับ สองเข้าไปบนตัวชิปซีพียูอีก 128 KB โดยแคชจะทำงานที่ความเร็วเดียวกับซีพียู จะเป็นว่า หน่วยความจำแคชระดับสองของเมนโดชิโนจะมีขนาดเล็กกว่าเพนเทียมทูซึ่งมีขนาด 512 KB แต่แคชระดับสองเมนโดชิโนจะทำงานเร็วกว่า แคชของเพนเทียมทู ซึ่งมีความเร็วเพียง ครึ่งหนึ่งของซีพียูเท่านั้น โดยซีพียูในรุ่นนี้จะเริ่มที่ความเร็ว 300 -433 MHz และถูกติดตั้งบน แผงวงจรขนาดเล็กที่เรียกว่า SEPP

ซีพียูเซลเลอรอน PPGA Socket 370

เพื่อเป็นการลดต้นทุนอินเทลจึงได้ออกแบบ PPGA ซึ่งมีต้นทุนที่ถูกกว่าแบบ Slot 1 สำหรับ ซีพียูเซลเลอรอนแบบ PPGA Socket 370 นี้ ยังคงมีสถาปัตยกรรมแบบเดียวกับเมนโดชิโนที่ใช้ เทคโนโลยีการผลิตขนาด 0.25 ไมครอน กับแคชระดับสองขนาด 128 KB ซึ่งทำงานที่ ความเร็วเดียวกับซีพียู มีความเร็วตั้งแต่ 300 – 533 MHz

PENTIUM III

เพนเทียมทรี Pentium III

ซีพียูเพนเทียมทรีเป็นซีพียูที่ได้ทำการเพิ่มชุดคำสั่ง Streaming SIMD Extension :SSE เข้าไป 70 คำสั่ง ซึ่งมีหน้าที่เร่งความเร็วให้กับการประมวลผลข้อมูลที่เป็นภาพ 3 มิติ พร้อมกับการเปลี่ยน หน่วยความจำแคชระดับสองให้เร็วขึ้นคือ จาก5.5 ns มาเป็น 4 ns

ซึ่งในรุ่นแรกนี้ใช้ชื่อรหัสว่า แคทไม Katmai และยังคงใช้เทคโนโลยีซีพียูแบบ Slot 1 เช่นเดียวกับเพนเทียมทู ต่อมาทางอินเทลได้ผลิตซีพียูเพนเทียมทรีออกมาใหม่คือ Coppermine ซึ่งมี รูปแบบซีพียูแบบ Slot 1 เช่นกัน

ซีพียูเพนเยมทรีแคทไม Pentium III Katmai

เป็นซีพียูที่มีความเร็วเริ่มต้นที่ 450 MHz ไปจนถึง 620 MHz ใช้เทคโนโลยีการผลิตขนาด0.25 ไมครอน มีทรานซิสเตอร์จำนวน 28 ล้านตัว ใช้สถาปัตยกรรมแบบ SECC 2 (Single Edge Contact Cartridge 2 )

ซีพียูเพนเทียมทรีคอปเปอร์ไมน์ Pentuim III Coppermine

ใช้เทคโนโลยีการผลิตขนาด 0.18 ไมครอน มีทรานซิสเตอร์จำนวน 28 ล้านตัว ซีพียูมีแพ็คเกจแบบ SECC2 และลดขนาดของหน่วยความจำแคชระดับสองลงเหลือเพียงครึ่งหนึ่งคือ 256 KB แต่เป็น หน่วยความจำแคชที่สร้างบนชิปซีพียูซึ่งทำงานที่ความเร็วเดียวกับซีพียู เท่ากับว่าแคชของซีพียูคอปเปอร์ไมน์ทำงานเร็วเป็น 2 เท่า ของซีพียูแคทไม โดยหน่วยความจำแคชระดับสองนี้จะใช้ เทคโนโลยีใหม่ที่เรียกว่า Advanced Transfer Cache: ATC

Pentium 4

เพนเทียมโฟร์ Pentium 4 เป็นรุ่นที่ค่อนข้างจะมีความเร็วผิดจากที่คาดไว้ และมี Cache น้อย อย่างไรก็ดี ชิปชุดนี้ก็ได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นสถาปัตยกรรมการ ออกแบบที่ใหม่ทั้งหมด ระบบไปป์ไลน์ 20 ขั้น ต่อมาได้ชื่ออย่างไม่เป็นทางการว่า Intel Pentium Processor ที่จะมาแทนที่ Pentium III จะออกสู่ตลาดด้วยความเร็วเริ่มต้นที่ 1.4 GHz 1.5 GHz ภายใต้สถาปัตยกรรมใหม่ล่าสุดที่ชื่อ Intel NetBurst micro - architecture นอกจากนี้ ยังได้เพิ่มชุดคำสั่งใหม่ SSE 2 เข้าไปอีก 144 ชุดคำสั่ง

 

กฎของมัวร์ (Moore's law)

กฎของมัวร์ (Moore's law)

        
             กฎของมัวร์ (Moore's law) อธิบายถึง ปริมาณของทรานซิสเตอร์บนวงจรรวม โดยจะเพิ่มเป็นเท่าตัวประมาณทุก ๆ สองปี^[1] กฎนี้ได้ถูกพิสูจน์อย่างต่อเนื่องมาแล้วกว่าครึ่งศตวรรษ และคาดว่าจะใช้ได้จนถึงปี 2015 หรือ 2020 หรืออาจมากกว่านั้น ความสามารถของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์มากมาย เป็นไปตามกฎของมัวร์อย่างเห็นได้ชัด เช่น ความเร็วประมวลผล ความจุของแรม เซ็นเซอร์ หรือแม้แต่จำนวนพิกเซลของกล้องดิจิทัล ทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลสนับสนุนอย่างคร่าว ๆ (ยังมีกฎอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องเช่นราคาต่อหน่วย) การพัฒนาของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ มีผลต่อการขยายตัวทางเศรษฐกิจโลกอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ กฎของมัวร์ได้อธิบายแรงการขับเคลื่อนของเทคโนโลยี ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 20 ไปจนถึงต้นศตวรรษที่ 21 ชื่อของกฎถูกตั้งตามชื่อของ อดีตซีอีโอและผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทอินเทล กอร์ดอน มัวร์ (Gordon E. Moore) เขาได้อธิบายกฎนี้ไว้ในรายงานของเขาเมื่อปี 1965 รายงานนั้นได้ระบุไว้ว่า จำนวนของส่วนประกรอบในวงจรรวมจะเพิ่มเป็นเท่าตัวทุก ๆ ปี ตั้งแต่ปี 1958 ไปจนถึง 1965 และคาดว่าจะเป็นอย่างนี้ไปอีก "อย่างน้อยสิบปี" การทำนายของเขายังเป็นไปตามที่คาดไว้อย่างน่าประหลาดใจ อย่างน้อยกฎนี้ปัจจุบันยังถูกใช้ในอุตสาหกรรมสารกึ่งตัวนำที่ได้ถูกใช้เป็นแนวทางของแผนที่จะเป็นเป้าหมายของของการวิจัย และพัฒนา