ซีพียูคืออะไร?

CPU อาจเป็นชิ้นส่วนของฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดในโลก แม้ว่าจะไม่ใช่ด้วยเหตุผลที่ถูกต้องเสมอไป ไม่ใช่เรื่องแปลกที่จะได้ยินคนเรียกคอมพิวเตอร์ทั้งเครื่องหรือเรียกเราเตอร์ว่า "CPU" ในความเป็นจริงก CPU ตัวเดียวสามารถอยู่ในกำมือของคุณได้ และเป็นองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดเพียงองค์ประกอบเดียวในใดๆ คอมพิวเตอร์. นี่คือทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ CPU

สมองของคอมพิวเตอร์

พูดง่ายๆ ก็คือ Central Processing Unit (หรือ CPU) คือสมองของคอมพิวเตอร์ ซึ่งเป็นส่วนประกอบที่ทำหน้าที่คิดตามจริง ในการที่จะคิดเช่นนั้น CPU จะประกอบด้วยหนึ่งแกนหรือมากกว่าที่แต่ละแกนสามารถบรรลุภาระงานได้ ซีพียูยังต้องการการเข้าถึงหน่วยความจำที่สามารถจัดเก็บข้อมูลได้ และยิ่งหน่วยความจำนั้นเร็วเท่าใด งานก็จะเสร็จเร็วขึ้นเท่านั้น ตามหลักการแล้ว CPU รับข้อมูลจาก RAM (ซึ่งเร็วพอสมควรและสามารถเก็บข้อมูลได้จำนวนมาก) หรือ จากแคชของมัน (ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ CPU และรวดเร็ว แต่เก็บข้อมูลเพียงเล็กน้อยเท่านั้น) แทนที่จะเป็น HDD หรือ เอสเอสดี

เช่นเดียวกับโปรเซสเซอร์ประเภทอื่นๆ แทบทั้งหมด CPU สามารถมาในรูปแบบต่างๆ ที่เรียกว่าสถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง (หรือ ISA) ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดของ CPU ความแตกต่างระหว่าง ISA ที่แตกต่างกันสองรายการมักจะรุนแรงมากจนซอฟต์แวร์ที่ทำงานบน ISA หนึ่งอาจไม่ทำงานในอีกอันหนึ่ง แม้แต่ CPU ที่ใช้ ISA เดียวกันก็อาจใช้สถาปัตยกรรมไมโครที่แตกต่างกัน ซึ่งเป็นอีกวิธีหนึ่งที่ CPU ได้รับการออกแบบ แม้ว่าจะไม่พื้นฐานเท่ากับ ISA สถาปัตยกรรมไมโครที่แตกต่างกันมีระดับประสิทธิภาพ ประสิทธิภาพ และคุณลักษณะที่แตกต่างกัน

นี่คือสิ่งที่ทำให้ CPU ไม่เหมือนใคร: มันดีมากในการทำงานให้สำเร็จตามลำดับตามลำดับ แทนที่จะทำหลาย ๆ อย่างพร้อมกันหรือพร้อม ๆ กัน นี่เป็นเหตุผลว่าทำไม CPU รุ่นแรกจึงมีเพียงแกนเดียว และแม้กระทั่งสองทศวรรษหลังจากเปิดตัว dual-core รุ่นแรก CPU ชิปสำหรับผู้บริโภคส่วนใหญ่มีแปดคอร์หรือน้อยกว่า แม้ว่า CPU เซิร์ฟเวอร์ขนาดใหญ่มักจะมีตั้งแต่ 32 ถึง 128 แกน ผู้ออกแบบ CPU มุ่งเน้นที่การปรับปรุงประสิทธิภาพต่อคอร์โดยการเพิ่มความเร็วสัญญาณนาฬิกาหรือความถี่ (จำนวนงานหรือคำสั่งที่เสร็จต่อวินาที) และคำสั่งต่อนาฬิกาซึ่งขึ้นอยู่กับ สถาปัตยกรรมไมโคร

ภูมิทัศน์ของซีพียูและบริษัทที่ออกแบบ

ในขณะที่มีนักออกแบบ CPU มากมายในโลก ฉันจะมุ่งเน้นไปที่คนที่ใหญ่ที่สุดและสำคัญที่สุดเท่านั้น บริษัทผลิต CPU หลายแห่งผลิตชิปสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เช่น เครื่องคิดเลขและเครื่องจักรอุตสาหกรรม ซึ่งไม่น่าสนใจเท่าไหร่นัก เมื่อพูดถึงพีซี โทรศัพท์ และศูนย์ข้อมูล มีผู้เล่นน้อยมากอย่างน่าประหลาดใจ

บริษัทใหญ่ในปัจจุบัน ได้แก่ Intel, AMD, Arm และ RISC-V International พวกคุณทุกคนคงรู้จัก Intel: เป็นหนึ่งในบริษัทคอมพิวเตอร์ที่เก่าแก่ที่สุดในโลก Intel เป็นผู้คิดค้น x86 ISA ซึ่งใช้ร่วมกับ AMD และทั้งสองบริษัทแข่งขันกันมาตั้งแต่ยุค 90 แล้วก็มี Arm ซึ่งดูแล ARM ISA และออกใบอนุญาตให้กับบริษัทอื่นๆ เช่น Apple Samsung และ Qualcomm ซึ่งสร้าง ARM CPU แบบกำหนดเองพร้อมประสิทธิภาพที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับ Arm ปกติ แกน ARM ในทางตรงกันข้าม RISC-V International อนุญาตให้ทุกคนใช้และแก้ไข RISC-V ISA ซึ่งเป็นมาตรฐานเปิด

Intel และ AMD แม้จะเป็นบริษัทที่เก่าแก่ที่สุด แต่ก็เป็นกลุ่มที่มีข้อจำกัดมากที่สุดและผลิต CPU สำหรับพีซีและศูนย์ข้อมูลเท่านั้น มีอยู่ช่วงหนึ่ง Intel มีส่วนร่วมในตลาดโทรศัพท์ แต่ในที่สุดก็ล้มเลิกแผนการที่จะครอบครองสมาร์ทโฟน อาร์มและหุ้นส่วนมีมือในแทบทุกอย่างในทางตรงกันข้าม โทรศัพท์และสมาร์ทโฟนเป็นฐานที่มั่นดั้งเดิมสำหรับซีพียู ARM แต่บริษัทอย่าง Amazon และ Google กำลังแนะนำ ARM ให้กับศูนย์ข้อมูล และ Apple และ Qualcomm กำลังต่อสู้กับ Intel และ AMD ด้วยซ้ำ พีซี

อย่างไรก็ตาม RISC-V แทบจะไม่มีอยู่ในตลาดที่สำคัญนี้เลย แต่กลับได้รับความนิยมในการใช้งานทางอุตสาหกรรมเป็นหลัก ถึงกระนั้น RISC-V International และพันธมิตรมีแผนที่จะนำ ISA ไปใช้กับพีซี สมาร์ทโฟน และศูนย์ข้อมูลเพื่อแข่งขันกับ Intel, AMD และ Arm ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า เราจะดูว่า RISC-V จะทำลายสถานะที่เป็นอยู่อย่างจริงจังหรือไม่ ซึ่งไม่ได้ถูกรบกวนมานานหลายปี

CPU มีความหมายอย่างไรต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์

CPU เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดในอุปกรณ์ต่างๆ เช่น พีซีและสมาร์ทโฟน ไม่ว่าจะเป็นเกี่ยวกับการเล่นเกม ประสิทธิภาพการทำงาน หรือการทำงานทั่วไป เช่น การท่องอินเทอร์เน็ตหรือดูวิดีโอ มีซีพียูที่แตกต่างกันมากมายที่มีการผสมผสานสถาปัตยกรรมไมโครคอร์ที่แตกต่างกัน จำนวนและคุณลักษณะอื่น ๆ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะให้ภาพรวมที่สมบูรณ์ของสิ่งที่ควรระวังในข้อมูลจำเพาะ แผ่น. หากคุณเป็นผู้ใช้ทั่วไปและต้องการซื้อ ซีพียูที่ยอดเยี่ยมฉันมีเคล็ดลับสำหรับคุณ

สิ่งที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งที่ต้องทำความเข้าใจคือการมีคอร์มากขึ้นไม่ได้หมายถึงประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเสมอไป ไม่ใช่ทุกแอปพลิเคชันที่จะใช้ประโยชน์จากทุกคอร์ และแอปพลิเคชันที่ใช้คอร์จำนวนมากมีแนวโน้มที่จะใช้สำหรับการสร้างเนื้อหา เช่น สำหรับการเรนเดอร์วิดีโอหรือสร้างโมเดล 3 มิติ ไม่ใช่ความคิดที่ดีที่จะซื้อ CPU สมัยใหม่ที่มีคอร์จำนวนมาก แต่คุณมักจะสามารถหาข้อเสนอที่ดีกว่าได้ด้วยการเลือกใช้บางอย่างที่มีคอร์น้อยกว่าเล็กน้อย เว้นแต่คุณจะรู้ว่าคุณต้องการทุกคอร์ที่เป็นไปได้

โดยเฉพาะอย่างยิ่งการเล่นเกมเป็นภาระงานที่ยุ่งยากสำหรับ CPU เนื่องจากความเร็วสัญญาณนาฬิกาสูงและแคชจำนวนมากเป็นคุณสมบัติที่สำคัญที่สุดใน CPU เกมที่ยอดเยี่ยม. อย่างไรก็ตาม แม้แต่ CPU ระดับล่างก็อาจทำงานได้เหมือนกันกับ CPU ระดับไฮเอนด์ หากคุณเลือกการตั้งค่ากราฟิกที่กำหนดอัตราเฟรมให้ต่ำลง ตัวอย่างเช่น CPU หนึ่งตัวอาจทำได้เพียง 90 FPS ในเกมดังกล่าว สตาร์ วอร์ส เจได: ผู้รอดชีวิต ในขณะที่อีกอันทำได้ 120 FPS แต่ถ้าคุณเล่นที่ 60 FPS ซีพียูทั้งสองจะมีความสามารถเท่ากัน หากคุณพอใจกับ 60 FPS แบบคลาสสิก แม้แต่ซีพียูราคาถูกก็ยังทำงานได้.

สุดท้าย ถ้าคุณต้องการทราบแนวคิดที่ดีที่สุดเกี่ยวกับประสิทธิภาพของ CPU คุณจะต้องอ่านบทวิจารณ์บางส่วน ซึ่งใช้ได้กับเดสก์ท็อป แล็ปท็อป และสมาร์ทโฟน คุณจะต้องร่อนผ่านกราฟและตารางจำนวนมากที่เต็มไปด้วยตัวเลข แต่นี่คือวิธีที่คุณจะหาว่า CPU ใดดีที่สุดสำหรับอะไร แผ่นข้อมูลจำเพาะจะไม่บอกเรื่องราวทั้งหมดแก่คุณ และคุณไม่ควรยอมรับการตลาดที่มูลค่าที่ตราไว้ และอย่ากังวลมากเกินไปกับการพยายามใช้ CPU ที่สมบูรณ์แบบ ชิปส่วนใหญ่จะทำงานได้ดีสำหรับทุกสิ่งที่คุณพยายามทำ