:: บทความ | ความเป็นมาของการ OverClock CPU Intel

ความหมายของ CPU

CPU กับ หน่วยความจำหลัก

โครงสร้างของไมโครโปรเซสเซอร์

กลไกการทำงานของ CPU

เทคโนโลยีไมโครเซสเซอร์

เทคโนโลยี MMX

โปรเซสเซอร์ 1 กิกะเฮิร์ต

celeron

celeron slot 1

celeron socket 370

pentium 2

pentium 3

pentium 4

ความเป็นมาของการ OverClock CPU Intel

เพนเทียม III
แนวโน้มการพัฒนาซีพียู: ถ้าเป็นไปตามแนวความคิดของ Intel แนวโน้มการพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์ปัจจุบันนี้ ประสิทธิภาพในการคำนวณสูงไม่ได้แสดงผลออกมาในรูปแบบของการคำนวณเชิงคณิตศาสตร์เหมือนกับคอมพิวเตอร์ในยุคต้นๆอีกต่อไป ถึงแม้จะเป็นการคำนวณเชิงคณิตศาสตร์อยู่ แต่แสดงผลเป็นกราฟิก ภาพเหมือนจริง การจำลองภาพเสมือนจริง (Virtual reality) ภาพ 3 มิติ ซึ่งต้องการซีพียูที่มีความสามารถในการประมวลผลความเร็วสูง คำนวณเลขทศนิยมได้ในเชิงขนาน (Parallel Processing) เพราะภาพแต่ละภาพที่แสดงนั้น เกิดจากการประมวลผลของซีพียูนับล้านคำสั่ง เพราะภาพแต่ละภาพนั้นประกอบด้วยรูปทรงเรขาคณิตที่เรียกว่าโพลีกอนจำนวนมหาศาล และหนึ่งโพลีกอน ต้องการหน่วยความจำและการประมวลผลของซีพียูด้วย; ด้วยเหตุผลดังกล่าว อินเทลพยายามผลักดันให้ตลาดยอมรับเทคโนโลยีใหม่ของซีพียู ทั้งนี้เพราะเหตุผลที่ว่าผู้พัฒนาซีพียูอย่าง AMD ซึ่งเปลี่ยนฐานะจากลูกไล่มาเป็นคู่แข่งอย่างแท้จริงนั้นได้พัฒนา 3D Now! ออกมาเพื่อแข่งขันล่วงหน้าหลายเดือนแล้ว

เพนเทียม III ใหม่ถอดด้ามหรือพัฒนาการของซีพียู: เพนเทียม III หรือชื่อรหัสที่อินเทลให้คือ KATMAI เกิดจากการพัฒนาซีพียูโดยนำสถาปัตยกรรมหลักของเพนเทียม II มาเพิ่มชุดคำสั่ง SSE และยังคงใช้เทคโลโลยี MMX เป็นซีพียูวิ่งที่ความเร็ว External BUS 100 MHz (Front size bus 100 MHz) เพนเทียม III ยังคงมีรูปทรงเช่นเดียวกับ เพนเทียม II และใช้ Slot 1 ส่วนที่เพิ่มขึ้นคือ การพัฒนา MMX2 ชุดคำสั่ง MMX เวอร์ชั่น 2 ซึ่งต่อมาอินเทลเปลี่ยนชื่อเป็น KNI หรือ Katmai New Instructions 70 คำสั่ง (แบบเดียวกับที่เคยเพิ่มให้ MMX 57 คำสั่ง) เรียกว่า streaming SIMD extensions ดังนั้นถ้าถามว่า เพนเทียม III ใหม่สุดหรือไม่ คำตอบคือไม่ เพนเทียม III ยังคงใช้กับ Slot 1 มีแคชระดับสองที่ทำงานที่ความเร็วครึ่งหนึ่งของซีพียูเหมือนเพนเทียม II และมีขนาด 512 กิโลไบต์ ดังนั้น เพนเทียม III คือ เพนเทียม II ที่ถูกนำมาเพิ่มด้วย SSE Streaming SIMD Extensions นั้นเอง ส่วนที่เพิ่มมาสำหรับเพนเทียม III นอกจาก SSE คือ การติดต่อกับหน่วยความจำที่ใช้บัสในซีพียู ให้ติดต่อกับหน่วยความจำได้ดียิ่งขึ้น (Memory Streaming) และ Processor Serial Number หมายเลขอนุกรมของไมโครโปรเซสเซอร์

SSE Streaming SIMD Extensions: หลังจากที่ MMX มีแววว่าจะไม่ประสบความสำเร็จในทางการตลาดและทางเทคนิคมากนัก (แต่เหตุที่ได้รับความนิยมนั้น เป็นเพราะอินเทลผลักดันให้อุตสาหกรรมยอมรับ รวมไปถึงการช่วยให้คู่แข่งยอมรับ MMX โดยการขายลิขสิทธิ์ในการพัฒนาให้คู่แข่ง ดังนั้นซีพียูจึงมี MMX กันถ้วนหน้า) อินเทลได้ชี้แจงว่า ให้รอชุดคำสั่งใหม่คือ MMX2 ซึ่งจะมาพร้อมกับเพนเทียม III แต่ในที่สุด อินเทลก็เปลี่ยนชื่อเป็น SSE ซึ่งย่อมาจาก Streaming SIMD Extensions ซึ่งเป็นชุดคำสั่งในการคำนวณเลขทศนิยมอีก 70 คำสั่ง บางแหล่งข้อมูลเขียนว่า SSE-FP FP ต่อท้ายนั้นย่อมาจาก Floating Point หรือทศนิยม SSE-FP ออกแบบมาเพื่อใช้ประมวลผลชุดคำสั่งที่ต้องใช้ทศนิยม ได้แก่ กราฟฟิก ภาพ 3 มิติ เสียง ระบบจดจำเสียงพูด การออกแบบสถาปัตยกรรมใหม่ของ SSE-FP ได้ชดเชยส่วนของค่าเสีย Overhead ในส่วนของ mmx ที่เมื่อมีการคำนวณโดยใช้ชุดคำสั่ง MMX แล้ว การใช้รีจิสเตอร์ FP ใน 7 ตัวต้องหยุด (Disables) ไป แต่ ใน SSE สามารถใช้ชุดคำสั่ง MMX และ FP ได้พร้อมกันแบบการคำนวณเชิงขนานดังนั้น SSE จึงไม่ใช่เทคโนโลยีใหม่ คิดว่าคงจำวันที่ Intel ออกชิปเพนเทียม MMX ออกมาได้นะครับ สถาปัตยกรรมในการคำนวณผลที่อินเทลประกาศช่วงนั้นคือ SIMD (ดูเพิ่มเติมจาก เทคโนโลยี MMX) พอมาถึงเพนเทียม III อินเทลได้ปรับปรุง SIMD ดังกล่าว และเรียกชื่อว่า Streaming SIMD Extensions (SSE) โดยตัวของ SIMD นั้นคือชุดคำสั่งหรือ Opcode ที่ออกแบบมาสำหรับการประมวล รูปทรงเรขาคณิต 3 มิติ รูปทรงและภาพเคลื่อนไหว รูปภาพ วิดีโอ การจดจำเสียงพูด (แน่นอนครับ เบื้องหลังนั้นมีการคำนวณกันมหาศาลสำหรับงานชิ้นหนึ่ง และต้องพัฒนาไมโครโปรเซสเซอร์เพื่อทบหรือย่นกรณีที่มีการคำนวณแบบซ้ำๆ โดยการให้มีการเดาที่ฉลาดขึ้น ให้มีแพทเทิร์นการคำนวณเหมาะสม มีการสร้างโมเดลกันออกมาอีกมากมาย ) ดังนั้น SIMD จึงถูกพัฒนาโดยเพิ่ม Register และ Opcode เข้าไปอีก เพื่อให้การประมวลผลดีขึ้น (เกี่ยวกับเทคโนโลยีในการประมวลผลจริงแล้ว เกี่ยวเนื่องกับรูปแบบอนุพันธ์เชิงคณิตศาสตร์อีกมากมาย)
ถ้าคุณจะใช้ Pentium III: เมื่อจะซื้อเพนเทียม III มาใช้งานนั้น ก็ใช่ว่าจะได้ประโยชน์จาก SSE ทันที เพราะ SSE ต้องมีซอฟต์แวร์สนับสนุน โดยเป็นซอฟต์แวร์ที่พัฒนาขึ้นโดยใช้ความสามารถของ SSE ซึ่งอินเทลต้องผลักดันให้เกิดการผลิตซอฟต์แวร์ขึ้นมารองรับ หากปราศจากซอฟต์แวร์รองรับ คำสั่งดังกล่าวก็ไม่มีประโยชน์อะไร แม้แต่ระบบปฏิบัติการก็ต้องมีการปรับปรุงด้วย เพราะระบบปฎิบัติการคือหัวใจที่จะเป็นสะพานเชื่อมระหว่าง Application Software กับฮาร์ดแวร์ด้วย; ยังจำสมัยของ MMX ได้หรือไม่ครับ เราต่างก็ไม่ทราบว่าจะใช้ MMX ได้อย่างไร แต่ในที่สุด MMX ได้รับการยอมรับและถูกพัฒนาผนวกเข้าในไมโครโปรเซสเซอร์ของผู้ผลิตทุกราย (ถึงแม้จะโดยการผลักดันของอินเทลก็ตาม) ที่ว่าในเบื้องต้นของการออกสู่ตลาดของ MMX และยังไม่ได้รับการแนะนำ หรือผู้ใช้คิดว่าไม่มีประโยชน์นั้นเนื่องจากยังไม่มีผู้พัฒนา Application ออกมานั่นเอง สำหรับเทคโนโลยีใหม่ของเพนเทียม III ก็เช่นกัน ในช่วงแรกที่ไมโครโปรเซสเซอร์รุ่นนี้ผลิตออกมานั้น ในวันเปิดตัวอินเทลได้แนบรายการซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้กับเพนเทียม III ด้วยหลายรายการ โดยส่วนใหญ่เป็นซอฟต์แวร์ประเภท จดจำเสียงพูด เกมส์ แก้ไข-ตกแต่งภาพ และมัลติมีเดีย โดยที่ซอฟต์แวร์เหล่านั้น ใช้ชุดคำสั่ง SSE; ในด้านความเข้ากันได้ เพนเทียม III ไม่ต้องการเมนบอร์ดใหม่ ใช้ได้กับเมนบอร์ด Slot I ที่ออกแบบมาเพื่อใช้งานกับเพนเทียม II แต่ถ้าหากต้องการใช้เพนเทียม III จะต้องอัปเดทไบออสที่รู้จักเพนเทียม III ด้วย แต่เท่าที่เห็นส่วนใหญ่จะต้องเป็นเมนบอร์ดที่ใช้ชิปเซ็ต Intel 440BX ทั้งนี้เพราะ 440BX นั้นมีสถาปัตยกรรมที่เอื้ออำนวยต่อการเข้ากันได้ระหว่างเมนบอร์ดกับเพนเทียม III เพราะเป็นชิปเซ็ตที่ใช้ BUS 100 MHz ได้ และการควบคุมเวลาการเข้าถึง RAM สอดคล้องกับเพนเทียม III (ในระยะแรกของเพนเทียม III จึงใช้กับเมนบอร์ดที่ใช้ชิปเซ็ต 440BX ไปก่อน แต่อินเทลก็มีแผนการพัฒนาชิปเซ็ตรุ่นใหม่สำหรับเพนเทียม III ด้วย

สรุปเทคโนโลยีของเพนเทียม III

ขนาดทรานซิสเตอร์ 0.25 ไมครอน

ขนาดทรานซิสเตอร์ 0.25 ไมครอน

จำนวนทรานซิสเตอร์ 9.5 ล้านตัว (ประมาณ)

แคชระดับ 1 32 กิโลไบต์

แคชระดับ 2 512 กิโลไบต์ ่ความเร็วครึ่งหนึ่งของซีพียู

เทคโนโลยีการประมวลผล Katmai core, เกิดจากการพัฒนาเพนเทียม II โดยเพิ่มSSE

แรงดันไฟฟ้า 2.0 โวลต์

สำหรับเมนบอร์ด Slot 1 ที่อัปเดทไบออสให้รู้จักเพนเทียม III

ความเร็ว 450, 500 MHz

http://www.geocities.com/siliphol

Hosted by www.Geocities.ws