วิวัฒนาการคอมพิวเตอร์

วิวัฒนาการอุปกรณ์ประมวลผล

เทคโนโลยีไมโครโพรเซสเซอร์ได้พัฒนาอย่างรวดเร็ว โดยเริ่มจากปี พ.ศ. 2518 บริษัทอินเทลได้พัฒนาไมโครโพรเซสเซอร์ที่เป็นที่รู้จักกันดีคือ ไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์ 8080 ซึ่งเป็นซีพียูขนาด 8 บิต ซีพียูรุ่นนี้จะรับข้อมูลมาประมวลผลในรูปของฐานสองครั้งละ 8 บิต และทำงานภายใต้ระบบปฏิบัติการซีพีเอ็ม ( CP/M ) ต่อมาบริษัทแอปเปิ้ลก็เลือกซีพียู 6502 ของบริษัทมอสเทคมาผลิตเป็นเครื่องแอปเปิ้ลทู ได้รับความนิยมเป็นอย่างมากในยุคนั้น เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ในประเทศไทยส่วนมากเป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้ซีพียูของตระกูล 80xxx ที่พัฒนามาจาก 8088 8086 80286 80386 80486 และเพนเทียม ตามลำดับ การพัฒนาซีพียูตระกูลนี้เริ่มจาก ซีพียูเบอร์ 8088 ต่อมาประมาณปี พ.ศ. 2524 มีการพัฒนาเป็นซีพียูแบบ 16 บิต ที่มีการรับข้อมูลจากภายนอกทีละ 8 บิต แต่การประมวลผลบวก ลบ คูณ หารภายในจะกระทำทีละ 16 บิต บริษัทไอบีเอ็มเลือกซีพียูตัวนี้เพราะอุปกรณ์ประกอบอื่นๆในสมัยนั้นยังเป็นระบบ 8 บิต คอมพิวเตอร์รุ่นซีพียู 8088 แบบ 16 บิตนี้เรียกว่า พีซี และเป็นพีซีรุ่นแรก ขีดความสามารถของซีพียูที่จะต้องพิจารณา นอกจากขีดความสามารถในการประมวลผลภายใน การรับส่งข้อมูลระหว่างซีพียูกับอุปกรณ์ภายนอกแล้ว ยังต้องพิจารณาขีดความสามารถในการเข้าไปเขียนอ่านในหน่วยความจำด้วย ซีพียู 8088 สามารถเขียนอ่านในหน่วยความจำได้สูงสุดเพียง 1 เมกะไบต์ (ประมาณหนึ่งล้านไบต์) ซึ่งถือว่ามากในขณะนั้น ความเร็วของการทำงานของซีพียูขึ้นอยู่กับการให้จังหวะที่เรียกว่า สัญญาณนาฬิกา ซีพียู 8088 ถูกกำหนดจังหวะด้วยสัญญาณนาฬิกาที่มีความเร็ว 4.77 ล้านรอบใน 1 วินาที หรือที่เรียกว่า 4.77 เมกะเฮิรตซ์ ( MHz ) ซึ่งปัจจุบันถูกพัฒนาให้เร็วขึ้นเป็นลำดับ ไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นพีซีได้รับการพัฒนาเพิ่มเติมฮาร์ดดิสก์ลงไปและปรับปรุงซอฟแวร์ระบบ และเรียกชื่อรุ่นว่า พีซีเอ็กซ์ที ( PC – XT ) ใน พ.ศ. 2527 ไอบีเอ็มเสนอไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ที่ทำงานได้ดีกว่าเดิม โดยใช่ชื่อรุ่นว่า พีซีเอที ( PC – AT ) คอมพิวเตอร์รุ่นนี้ใช้ซีพียูเบอร์ 80286 ทำงานที่ความเร็วสูงขึ้นคือ 6 เมกะเฮิรตซ์ การทำงานของซีพียู 80286 ดีกว่าเดิมมาก เพราะรับส่งข้อมูลกับอุปกรณ์ภายในเป็นแบบ 16 บิตเต็ม การประมวลผลเป็นแบบ 16 บิต ทำงานด้วยความเร็วของจังหวะสัญญาณนาฬิกาสูงกว่า และยังติดต่อเขียนอ่านกับหน่วยความจำได้มากกว่า คือ ติดต่อได้สูงสุด 16เมกะไบต์ หรือ 16 เท่าของคอมพิวเตอร์รุ่นพีซี พัฒนาการของเครื่องพีซีที่ทำให้ผู้ผลิตอื่นออกแบบเครื่องคอมพิวเตอร์ตามอย่างไอบีเอ็ม โดยเพิ่มขีดความสามารถเฉพาะของตนเองเข้าไปอีก เช่น ใช้สัญญาณนาฬิกาสูงขึ้นเป็น 8 เมกะเฮิรตซ์ 10 เมกะเฮิรตซ์ จนถึง 16 เมกกะเฮรตซ์ ไมโครคอมพิวเตอร์บนรากฐานของพีซีเอที่เอ็ม จึงมีผู้ใช้งานกันทั่วโลก ยุคนี้จึงเป็นยุคที่ไมโดครคอมพิวเตอร์แพร่หลายอย่างเต็มที่ ใน พ.ศ. 2529 บริษัทอินเทลประกาศตัวพีซีรุ่นใหม่ คือ 80386 หลายบริษัทรวมทั้งบริษัทไอบีเอ็มเร่งพัฒนาโดยเอาซีพียู 80386 มาเป็นซีพียูหลักของระบบ ซีพียู 80386 เพิ่มเติมขีดความสามารถอีกมาก เช่น รับส่งข้อมูลครั้งละ 32 บิต ประมวลผลครั้งละ 32 บิต ติดต่อกับหน่วยความจำได้มากถึง 4 จิกะไบต์ ( 1 จิกะไบต์ เท่ากับ 1,024 ล้านไบต์ ) จังหวะสัญญาณนาฬิกาเพิ่มได้สูงถึง 33 เมกะเฮิรตซ์ ขีดความสามารถสูงกว่าพีซีรุ่นเดิมมาก และใน พ.ศ. 2530 บริษัทไอบีเอ็มเริ่มประกาศขายไมโครคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ชื่อว่า พีเอสทู ( PS/2 ) โดยมีโครงสร้างทางฮาร์ดแวร์ของระบบแตกต่ากันออกไปโดยเฉพาะระบบบัส ผลปรากฏว่า เครื่องคอมพิวเตอร์รุ่น 80386 ไม่เป็นที่นิยมมากนัก ทั้งนี้เพราะยุคเริ่มต้นของเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่น 80386 มีราคาแพงมาก ดังนั้นใน พ.ศ.2531 อินเทลต้องเอาใจลูกค้าในกลุ่มเอที่เดิม คือ ลดขีดความสามารถของ 80386 ลงให้เหลือเพียง 80386sx ซีพียู 80386sx ใช้กับโครงสร้างเครื่องพีซีเอทีเดิมได้พอดีโดยแทบไม่ต้องดัดแปลงอะไรเลย ทั้งนี้เพราะโครงสร้างภายในของซีพียูเป็นแบบ 80386 แต่โครงสร้างการติดต่อกับอุปกรณ์ภายนอกใช้เส้นทางเพียงแค่ 16 บิต ไมโครคอมพิวเตอร์ 80386sx จึงเป็นที่นิยมเพราะมีราคาถูกและสามารถทดแทนเครื่องคอมพิวเตอร์รุ่นเอพีซีเอทีได้ ซีพียู 80486 เป็นพัฒนาการของอินเทลใน พ.ศ. 2532 และเริ่มใช้กับเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ในปีต่อมา ความเจริญของซีพียู 80486 ไม่มีข้อเด่นอะไรมากนัก เพียงแต่ใช้เทคโนโลยีการรวมชีป 80387 เข้ากับซีพียู 80386 ซึ่งชีป 80387 เป็นหน่วยคำนวณทางคณิตศาสตร์ และรวมเอาส่วนจัดการหน่วยความจำเข้าไว้ในชีป ทำให้การทำงานโดยรวมรวดเร็วขึ้นอีก ใน พ.ศ. 2535 อินเทลได้ผลิตซีพียูตัวใหม่ที่มีขีดความสามารถสูงขึ้น ชื่อว่า เพนเทียมการผลิตไมโครคอมพิวเตอร์จึงได้เปลี่ยนมาใช้ซีพียูเพนเทียม ซึ่งเป็นซีพียูที่มีขีดความสามารถเชิงคำนวณสูงกว่าซีพียู 80486 มีความซับซ้อนมากกว่าเดิม และใช้ระบบการส่งถ่ายข้อมูลได้ถึง 64 บิต การพัฒนาทางด้านซีพียูเป็นไปอย่างต่อเนื่อง ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นใหม่จะมีโครงสร้างที่ซับซ้อนมากขึ้น ใช้งานได้มากขึ้น และจะเป็นซีพียูรุ่นที่ 8 ของบริษัทอินเทลโดยมีชื่อว่า เพนเทียมโฟร์ ( Pentium IV) ความเร็วของซีพียูตั้งแต่รุ่น 8086 จนถึงรุ่นที่มีใช้อยู่ในปัจจุบัน และความคาดหวังต่อไปในอนาคตที่ไมโครโพรเซสเซอร์จะมีความเร็วถึงระดับ 100,000 ล้านคำสั่งต่อวินาที จากรูปแกน x แทน ปีคริสต์ศักราชที่มีการพัฒนาไมโครโพรเซสเซอร์ และแกน Y แทนความเร็วในการทำงานของไมโครโพรเซสเซอร์มีหน่วยเป็นล้านคำสั่งต่อวินาที ( MIPS )