(ต่อ) ชิปประมวลผล ARM และ Intel (x86) บนสมาร์ทโฟน

 

คราวที่แล้วพาไปดูชิปประมวลผลรุ่นต่างๆจากค่าย Apple, Qualcomm (Snapdragon) และ Samsung (Exynos) ที่ใช้สถาปัตยกรรม ARM มาคราวนี้ลองไปดูชิปประมวลผลของอีกฝั่งที่ใช้สถาปัตยกรรม x86 กันมั่ง ซึ่งก็คงไม่พ้นชิปจากแบรนด์ Intel นั่นเอง จะมีรุ่นไหนใช้กับสมาร์ทโฟนใดบ้าง ไปดูกันครับ

 

ชิปประมวลผลที่ใช้สถาปัตยกรรม x86

 

Intel Atom Z25xx

 

intel_atom_z2580เป็นชิปแบบ SoC ที่มีโครงสร้างทางสถาปัตยกรรมซีพียูแบบ x86-64 ซึ่งเป็นแบบฉบับดั้งเดิมของ Intel เพราะฉะนั้นชุดคำสั่งต่างๆรวมถึงเทคโนโลยีที่ใช้ ก็มักจะไม่ค่อยมีอะไรแตกต่างจากซีพียูของ Intel บนแพลตฟอร์มอื่นๆมากนัก อย่างเช่น สนับสนุนชุดคำสั่งมัลติมีเดีย MMX/SSE/SSE2/SSE3 /SSSE3 และเทคโนโลยี EIST/XD-Bit/Hyper-Threading/BPT เป็นต้น โดยซีพียูที่ใช้จะเป็น Intel Atom ในตระกูล Z2xxx ซึ่งเป็นซีพียูแบบ Dual-Core ที่ถูกออกแบบเพื่อนำมาใช้งานกับสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต สำหรับซีพียู Intel Atom ในตระกูล Z2xxx นี้ ถูกนำไปใช้กับสมาร์ทโฟนของ Asus ในหลายๆรุ่น โดยเฉพาะในตระกูล ZenFone รุ่นต่างๆ และของ Lenovo ในบางรุ่น เช่น Intel Atom Z2520/Z2560/Z2580 ถูกใช้ใน ZenFone 4/5/6 ตามลำดับ (ยกเว้น ZenFone 5 LTE ใช้ Snapdragon 400) และ Z2580 ยังถูกนำใช้กับ Lenovo K900 ด้วย

 

z25xx

 

Intel Atom Z2xxx รหัส Cloverview เป็นซีพียูแบบ 2 คอร์ แต่ประมวลผลพร้อมกัน 4 เธรด เนื่องจากมี Hyper-Threading เป็นซีพียูที่ถูกติดตั้งอยู่บนชิปแบบ SoC มีความเร็ว 1.2/1.6/2.0 GHz ในรุ่น Z2520/Z2560/Z2580 ตามลำดับ รองรับการประมวลผลชุดคำสั่งในแบบ 32 บิต มีหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ความเร็ว 300-533 MHz มีหน่วยความจำ L2 Cache ขนาด 1 MB และมีหน่วยความจำแรม LPDDR2 ขนาด 2 GB พร้อมส่วนควบคุมแรมขนาด 32 บิต ที่สนับสนุนแรม LPDDR2-1066 ในแบบ Dual-Channel โครงสร้างภายในทั้งหมดที่กล่าวมานี้ได้ถูกบรรจุลงในชิปซิลิกอนชิ้นเดียวกัน โดยใช้เทคโนโลยีในกระบวนการผลิตขนาด 0.032 ไมครอน หรือ 32 nm

 

Intel Atom Z35xx

 

moorefieldยังคงเป็นซีพียูบนสถาปัตยกรรม x86-64 ซึ่งถูกติดตั้งอยู่บนชิปแบบ SoC ซีพียู Intel Atom ในตระกูล Z35xx นี้ เป็นซีพียูแบบ 4 คอร์ (Quad-Core) แต่ไม่มี Hyper-Threading จึงประมวลผลได้คราวละ 4 เธรด มี L2 Cache ขนาด 2 x 1MB ปัจจุบันซีพียู Intel Atom Z35xx ถูกนำไปใช้กับสมาร์ทโฟนของทั้ง Asus และ Lenovo ในหลายๆรุ่น เช่น Z3560/Z3580 ถูกใช้ใน ZenFone 2 ที่มีแรม 4GB และ Z3560 ยังถูกนำใช้กับ Lenovo P90 ด้วย

 

z35xx

 

Intel Atom Z35xx รหัส Moorefield เป็นซีพียูแบบ 4 คอร์ ประมวลผลพร้อมกัน 4 เธรด เนื่องจากไม่มี Hyper-Threading เป็นซีพียูที่ถูกติดตั้งอยู่บนชิปแบบ SoC มีความเร็ว 1.83/2.33 GHz ในรุ่น Z3560/Z3580 ตามลำดับ รองรับการประมวลผลชุดคำสั่งในแบบ 64 บิต มีหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) เป็น PowerVR G6430 ความเร็ว 457-533 MHz มีหน่วยความจำ L2 Cache ขนาด 2 x 1MB และมีหน่วยความจำแรม LPDDR3 รองรับความจุสูงสุด 4 GB พร้อมส่วนควบคุมแรมขนาด 32 บิต ที่สนับสนุนแรม LPDDR3-1600 (12.8 GB/s) ในแบบ Dual-Channel โครงสร้างภายในทั้งหมดที่กล่าวมานี้ได้ถูกบรรจุลงในชิปซิลิกอนชิ้นเดียวกัน โดยใช้เทคโนโลยีในกระบวนการผลิตขนาด 0.022 ไมครอน หรือ 22 nm

 

Intel Atom x3

 

x3เป็นซีพียูสำหรับอุปกรณ์สื่อสารและพกพารุ่นล่าสุดจากค่าย Intel ภายใต้ชื่อรหัสว่า SoFIA ที่เพิ่งเปิดตัวไปเมื่อต้นปี 2015 และพร้อมที่จะลงแข่งขันกับผู้ผลิตชิปรายอื่นๆในตลาดสมาร์ทโฟนอย่างเต็มตัวในช่วงต้นปีนี้ ก่อนที่ Atom รุ่นพี่ๆที่มีประสิทธิภาพสูงกว่าอย่าง x5 และ x7 จะค่อยๆทยอยตามมาลงชิงส่วนแบ่งในตลาดแท็บเล็ตและคอมพิวเตอร์พกพาน้ำหนักเบาในช่วงครึ่งปีหลัง ซีพียู Atom x3 ใช้เทคโนโลยีในกระบวนการผลิตขนาด 0.028 ไมครอน หรือ 28 nm ซึ่งจะมาในรูปแบบของชิปแบบ SoC คือ มีทั้งส่วนของซีพียู กราฟิก ส่วนควบคุมหน่วยความจำ ส่วนควบคุมการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ผ่านทางช่องอินพุต/เอาท์พุตต่างๆ รวมไปถึงส่วนของโมเด็มที่ใช้เชื่อมต่อกับเครือข่ายสัญญาณโทรศัพท์ในระบบต่างๆทั้ง 3G และ 4G เป็นต้น ทุกสิ่งเหล่านี้ถูกออกแบบมาให้บรรจุไว้อยู่ภายในชิปซิลิกอนเพียงชิ้นเดียว โดยในช่วงแรก Atom x3 จะลงตลาดด้วยกัน 3 รุ่น คือ C3130 (3G), C3230RK (3G-R) และ C3440 (LTE) ซึ่งในแต่ละรุ่นมีรายละเอียดดังนี้

 

Intel Atom x3-C3130 (3G)

 

001

 

sofiaเป็นซีพียู x3 เพียงรุ่นเดียวที่มาในแบบ Dual-Core (2 คอร์) รองรับการประมวลผลแบบ 64 บิต มีความเร็วสูงสุดที่ 1 GHz มี L2 Cache ขนาด 1MB รองรับแรมชนิด LPDDR2 ที่ความจุสูงสุด 2 GB พร้อมส่วนควบคุมแรมขนาด 32 บิต ที่สนับสนุนแรม LPDDR2-800 ในแบบ Single-Channel หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ที่ใช้เป็น Mali 400 MP2 ที่รองรับ OpenGL ES 2.0 สามารถแสดงผลได้ด้วยความละเอียดสูงสุด 1280×800 ที่ 60 fps รองรับการเชื่อมต่อเครือข่ายในแบบไร้สายด้วย Wi-Fi 802.11 b/g/n, Bluetooth 4.0 LE, รองรับ 3G และมีหน่วยประมวลผลสัญญาณภาพ (ISP) ที่รองรับความละเอียดสูงสุดของการถ่ายภาพด้วยกล้องหลังและกล้องหน้าที่ 13 และ 5 MP

 

Intel Atom x3-C3230RK (3G-R)

 

002

 

sofiaถูกออกแบบและผลิตโดยบริษัท RockChip เพื่อหวังสร้างความสัมพันธ์ทางการค้าสำหรับการเปิดตลาดในจีน จึงเป็นที่มาของรหัสต่อท้ายของ x3 รุ่นนี้ว่า RK หรือ -R นั่นเอง เป็นซีพียูแบบ Quad-Core (4 คอร์ 4 เธรด) ที่รองรับการประมวลผลแบบ 64 บิต มีความเร็วสูงสุด 1.2 GHz มี L2 Cache ขนาด 2 x 1MB ( 2 คอร์ ใช้งานร่วมกันขนาด 1 MB) รองรับแรมได้ทั้งชนิด LPDDR2 และ LPDDR3 ความจุสูงสุด 2 GB พร้อมส่วนควบคุมแรมขนาด 32 บิต ที่สนับสนุนแรม LPDDR2/3-1066 ในแบบ Single-Channel หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ที่ใช้เป็น Mali 450 MP4 ที่รองรับ OpenGL ES 2.0 สามารถแสดงผลได้ด้วยความละเอียดสูงสุดถึงในระดับ FullHD หรือ 1920×1080 ที่ 60 fps รองรับ Wi-Fi 802.11 b/g/n, Bluetooth 4.0 LE, 3G และรองรับความละเอียดสูงสุดของกล้องหลังและกล้องหน้าที่ 13 และ 5 MP ด้วยเช่นกัน

 

Intel Atom x3-C3440 (LTE)

 

003

 

sofiaเป็นซีพียูแบบ Quad-Core (4 คอร์ 4 เธรด) ที่รองรับการประมวลผลแบบ 64 บิต มีความเร็วสูงสุด 1.4 GHz มี L2 Cache ขนาด 2 x 1MB รองรับแรมได้ทั้งชนิด LPDDR2 และ LPDDR3 ความจุสูงสุด 2 GB พร้อมส่วนควบคุมแรมขนาด 32 บิต ที่สนับสนุนแรม LPDDR2/3-1066 ในแบบ Single-Channel หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ที่ใช้เป็น Mali T720 MP2 ที่รองรับ OpenGL ES 3.0 พร้อม DirectX 9.3 และ OpenCL สามารถแสดงผลได้ด้วยความละเอียดสูงสุด 1280 × 800 ที่ 60 fps และ 1920×1080 > 30 fps รองรับ Wi-Fi 802.11 ac, Bluetooth 4.1 LE, NFC, เครือข่าย 3G/4G (LTE) และรองรับความละเอียดสูงสุดของกล้องหลังและกล้องหน้าที่ 13 และ 5 MP เช่นเดิม สำหรับ Atom x3 รุ่นนี้ เนื่องจากสนับสนุน DirectX 9.3 API จึงมีความเป็นไปได้ว่าน่าจะถูกนำมาใช้กับสมาร์ทโฟนรุ่นที่ติดตั้งระบบปฏิบัติการ Windows 10 Mobile ซึ่งจะมีความเป็นไปได้แค่ไหนก็ต้องขยันตามข่าวกันอีกที แต่ที่แน่ๆเห็นว่า Atom x3 ที่ออกมานี้จะมาพร้อมกับ Android 5 (Lollipop) ทั้งหมด

 

Intel Atom x5 และ x7

 

x5x7เป็นซีพียูที่มีประสิทธิภาพและราคาอยู่เหนือกว่า Atom x3 ขึ้นมาอีกระดับ ซึ่งจะค่อยๆทยอยตาม x3 ลงมาชิงส่วนแบ่งในตลาดแท็บเล็ตเป็นหลักในช่วงครึ่งปีหลัง โดย Atom x5 และ x7 นี้ ถูกออกแบบให้มีการทำงานในลักษณะเดียวกับซีพียูรุ่นพี่อย่าง Core M ที่จะถูกนำมาใช้งานบนโน้ตบุ๊คแบบ Ultra-thin หรือพูดให้ง่ายก็คือ จะมีความสามารถในการทำงานใกล้เคียงกับซีพียูรุ่นพี่ๆที่สามารถจะรันระบบปฏิบัติการเพื่อใช้ทำงานทั่วๆไปในระดับเดียวกันกับคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปหรือโน้ตบุ๊คได้ ซึ่งจะต่างจาก x3 ที่ถูกออกแบบมาให้เหมาะสำหรับมือถือหรือสมาร์ทโฟนมากกว่า เพราะฉะนั้นเป้าหมายของ Intel ในการนำเอาซีพียู Atom x5 และ x7 มาลุยตลาดแท็บเล็ตคงไม่ได้อยู่แค่ว่าจะนำมาใช้รันระบบปฏิบัติการ Android เท่านั้น หากแต่เป้าหมายหลักน่าจะเป็นการนำมาใช้รัน Windows 8 หรือ 10 ที่จะมาพร้อมกับการรองรับแอพพลิเคชั่นต่างๆแบบเดียวกับที่ใช้รันอยู่บนคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปหรือโน้ตบุ๊คด้วยนั่นเอง ซึ่งตรงนี้คาดว่าน่าจะเป็นจุดขายที่สำคัญของ Atom x5 และ x7 เลยทีเดียว

 

positioning

 

 

Screen-Shot-2015-02-28-at-19.08.13 (1)

 

cherry trailจุดเด่นของซีพียู Atom ในตระกูล x5 และ x7 นอกจากจะเป็นซีพียู Quad-Core (4 คอร์ 4 เธรด) ในแบบ 64 บิต ที่ใช้ชื่อรหัสการผลิตว่า Cherry Trail แล้ว ยังเป็นซีพียูรุ่นแรกที่ใช้เทคโนโลยีในกระบวนการผลิตที่มีขนาดเล็กสุดในตอนนี้คือ 0.014 ไมครอน หรือ 14 nm และในรุ่นที่รองรับแรมชนิด LPDDR3 ในแบบ Dual-Channel ยังสามารถรองรับความจุแรมสูงสุดได้มากถึง 8 GB เลยทีเดียว โดยซีพียู Atom ในตระกูล x5 และ x7 ที่จะทยอยตาม x3 ออกมาช่วงแรกจะมีอยู่ 3 รุ่น คือ x5-Z8300, x5-Z8500 และ x7-Z8700 ซึ่งทุกรุ่นจะถูกผลิตออกมาในแบบชิป SoC มี L2 Cache ขนาด 2 MB รองรับแรม LPDDR3-1600 (25.6 GB/s) ที่ความจุสูงสุด 8 GB ในแบบ Dual-Channel (ยกเว้นรุ่น x5-Z8300 ที่รองรับแรม DDR3L-RS 1600 (12.8 GB/s) ความจุสูงสุด 2 GB ในแบบ Single-Channel เท่านั้น) หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU) ที่ใช้เป็น Intel HD Graphics ซีรีย์ 8 ที่ได้รับการปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นแต่กินไฟน้อยลง ภายในมี Execution Unit ที่คอยทำหน้าที่คำนวณและประมวลผลคำสั่งอยู่ถึง 12 ชุด สำหรับ x5 และ 16 ชุด สำหรับ x7 ซึ่งทั้งหมดรองรับชุดคำสั่ง DirectX 11.1, OpenGL 4.3, OpenGL ES 3.0 และ OpenCL 1.2

 

ทั้งบทความในครั้งที่แล้วและครั้งนี้ ที่กล่าวมาทั้งหมดล้วนแล้วแต่เป็นชิปประมวลผลที่ใช้สถาปัตยกรรม ARM และ x86 ที่ถูกนำมาใช้บนสมาร์ทโฟนที่เราพบเห็นได้ในท้องตลาดทั่วๆไป ซึ่งแน่นอนว่าจุดเด่นที่นำมาใช้เป็นจุดขายให้กับสมาร์ทโฟนแต่ละรุ่น/ยี่ห้อนั้น คงไม่ได้มองกันแค่ชิปประมวลผลที่นำมาใช้แต่เพียงอย่างเดียว หากแต่อยู่ที่องค์ประกอบอื่นๆอีกหลายอย่างร่วมด้วย ซึ่งในครั้งต่อไปผมจะหยิบยกเอาส่วนประกอบที่สำคัญอีกส่วนหนึ่งมาพูดถึงนั่นก็คือ หน่วยความจำ (Memory) เราจะมาดูกันว่าหน่วยความจำที่อยู่ในเครื่องหรือสมาร์ทโฟนนั้นมีอะไรบ้าง และแต่ละอย่างทำหน้าที่อะไร แล้วเจอกันใหม่ในบทความหน้านะคร๊าบบ.บ.บ.บ!

 

“เทคโนโลยีสมาร์ทโฟน”ตอนต่อไป

1-2-3-4 มือถือ Gen ไหนคุณทันใช้บ้าง [ดักแก่!]

โทรศัพท์มือถือยุคใหม่ หัวใจอยู่ที่ “ชิปประมวลผล”

ARM กับ X86, RISC กับ CISC มหาอำนาจต่างขั้วบนโลกของซีพียู

ชิปประมวลผล ARM และ Intel (x86) บนสมาร์ทโฟน

 

 

ARM กับ X86, RISC กับ CISC มหาอำนาจต่างขั้วบนโลกของซีพียู

 

กลับมาพบกันอีกครั้งนะครับ แล้วก็ไม่ลืมที่จะทำตามสัญญาอย่างที่ได้บอกไปคราวที่แล้วว่า ในบทความครั้งนี้ผมจะมาแจกแจงรายละเอียดเกี่ยวกับที่มาที่ไปของคำว่า สถาปัตยกรรมซีพียูในแบบ ARM และ X86 ให้ฟัง ว่าไอ้เจ้าสถาปัตยกรรมที่พูดถึงนี้ มันคืออะไร แตกต่างกันยังไง และมันเกี่ยวข้องกับชิปประมวลผลบนสมาร์ทโฟนอย่างไรบ้าง อ้าวววว! พร้อมยางง.ง.ง หนายยยไหนใครนั่งหลับ (แปรงลบกระดานปลิว…ฟิ้วววว!) …อ้าวววว! ถ้าพร้อมแล้วงั้นไปกันเล๊ยยยย!

 

สถาปัตยกรรมซีพียูในแบบ ARM และ X86

 

 

armx86สถาปัตยกรรม (Architecture) ในที่นี้หมายถึง การออกแบบในส่วนต่างๆที่สำคัญของซีพียู ไม่ว่าจะเป็นโครงสร้าง จำนวนรีจิสเตอร์ที่จำเป็น หน้าที่ที่จำเป็นของหน่วยประมวลผลตัวเลขและหน่วยควบคุม ฯลฯ แรกเริ่มเดิมทีนับตั้งแต่ซีพียูในยุค 32 บิต จนมาถึงยุค 64 บิตในปัจจุบัน การออกแบบโครงสร้างทางสถาปัตยกรรมของซีพียูได้ถูกแบ่งแยกออกเป็น 2 แบบ

 

ARM-Chipsแบบแรกคือ ARM ที่ถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัท ARM Holding ซึ่งการออกแบบโครงสร้างชุดคำสั่งของ ARM จะอาศัยแนวคิดเดียวกันกับสถาปัตยกรรม RISC ที่ออกแบบให้ซีพียูทำงานในวงรอบสัญญาณนาฬิกา (Cycle) ที่แน่นอน คือ 1 Cycle ต่อ 1 คำสั่ง ซึ่งจะเป็นเวลาโดยรวมเมื่อเฉลี่ยออกมาแล้ว โดยจะพยายามลดจำนวนคำสั่งต่างๆลงให้เหลือเป็นคำสั่งพื้นฐานให้มากที่สุด แล้วอาศัยหลักการของไปป์ไลน์ (pipeline) มาช่วยทำให้เกิดการทำงานในแบบคู่ขนานเหลื่อมกัน (overlap) หรือให้มีการทำงานในลักษณะเป็นแถว (pipe)ในแต่ละสถานีตามลำดับเรียงกันไปอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา อีกทั้งยังได้มีการพัฒนาในส่วนอื่นๆเพิ่มเติมอีก อาทิ เข้าควบคุมการทำงานของหน่วยประมวลผลตัวเลขและหน่วยควบคุมได้ในทุกๆคำสั่ง ทำให้การทำงานลดความซับซ้อนและลดขนาดของโปรแกรมลง เพิ่มจำนวนผลลัพธ์ของข้อมูลและการทำงานของคำสั่ง เป็นต้น

 

ผลที่ได้ก็คือ ทำให้ซีพียูบนสถาปัตยกรรม ARM มีประสิทธิภาพสูงขึ้น กินไฟน้อยหรือใช้พลังงานที่ต่ำมากและราคาถูก อีกทั้งยังสามารถลดขนาดของ die ให้เล็กลงมากๆได้ ดังนั้นซีพียูบนสถาปัตยกรรม ARM จึงมักถูกนำไปใช้บนมือถือและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาหลากหลายชนิดทั้ง สมาร์ทโฟน, แท็บเล็ต, โน้ตบุ๊ค หรือแม้แต่คอมพิวเตอร์ตั้งแต่ระดับ Desktop ขึ้นไปของ IBM และ Apple ในบางรุ่นที่มุ่งเน้นใช้งานในแบบประหยัดพลังงานเป็นหลักด้วย

 

44976-apu_teaserแบบต่อมาก็คือ X86 ที่เป็นสถาปัตยกรรมแบบดั้งเดิมของ Intel มาตั้งแต่ยุคถือกำเนิดซีพียูหรือไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นแรกๆเมื่อ 30 กว่าปีก่อน โดยสังเกตได้จากที่มาของชื่อ X86 ถ้าใครอายุราวๆ 40 หรือมากกว่า ก็น่าที่จะทราบดีว่ามันคือ เลข 2 ตัวท้ายของซีพียูหรือไมโครโพรเซสเซอร์ยุคแรกในตระกูล 8086 ไปจนถึง 80486 ที่เราคุ้นเคย และ 80586 หรือชื่อใหม่ที่ได้รับการจดทะเบียนการค้าในตอนนั้นว่า Pentuim นั่นเอง ที่ผ่านมาตลอดจนถึงปัจจุบันถ้ายังนึกภาพคอมพิวเตอร์ที่ใช้ซีพียูบนสถาปัตยกรรม X86 ไม่ออก ให้นึกถึงคอมพิวเตอร์ที่ใช้ระบบปฏิบัติการ Windows รุ่นต่างๆ น่านนนนแหละ….ซีพียูในเครื่องคุณนั่นแหละใช้สถาปัตยกรรม X86 เค้าแหละ แล้วถ้าถามว่าไอ้เจ้า X86 เนี่ย มันต่างยังไงกับ ARM ที่พูดถึงไปก่อนหน้านี้แล้วบ้าง อันนี้จะค่อยๆละเมียดให้ฟังนะครับ ^^

 

amd64 (1)เริ่มแรก X86 ถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัท Intel นับตั้งแต่ยุค 16 และ 32 บิต เรื่อยมา จนมาถึงยุค 64 บิต เนื่องจาก AMD ได้พัฒนาซีพียูตัวใหม่อย่าง Athlon 64 จึงได้มีการปรับปรุงโครงสร้างชุดคำสั่งของ X86 เสียใหม่ให้รองรับการทำงานในแบบ 64 บิต ด้วย โดยให้ชื่อชุดคำสั่งว่า AMD64 ส่วน Intel ก็ได้ปรับปรุงให้รองรับการทำงานในแบบ 64 บิต นี้ด้วยเช่นกัน โดยให้ชื่อว่า EM64T การออกแบบโครงสร้างชุดคำสั่งของ X86 จะเป็นไปตามแนวคิดเดียวกันกับสถาปัตยกรรม CISC คือ การจะเพิ่มประสิทธิภาพของซีพียูจำเป็นที่จะต้องอาศัยวิธีการเพิ่มขีดความสามารถของคำสั่งแต่ละคำสั่งให้ทำงานเพิ่มขึ้นและซับซ้อนมากยิ่งขึ้น นั่นจึงทำให้สถาปัตยกรรมซีพียูในแบบ x86 นี้ จำเป็นที่จะต้องสนับสนุนชุดคำสั่งใหม่ๆที่จะเพิ่มขึ้นอยู่ตลอดเวลา อีกทั้งซีพียูก็ยังทำงานในวงรอบสัญญาณนาฬิกา (Cycle) ที่ไม่แน่นอน บางครั้งอาจทำ 1 คำสั่งเสร็จภายใน Cycle เดียว แต่ในบางครั้งอาจต้องใช้หลายๆ Cycle ต่อ 1 คำสั่ง

 

“อ้าว…แล้วถ้างั้น X86 มันดียังไง ที่ผ่านมาจนทุกวันนี้ถึงยังเห็นใช้กันอยู่อย่างแพร่หลายกว่า ARM ตั้งเยอะ”

 

คำตอบมันอยู่ที่ความแรงครับ นั่นเพราะซีพียูบนสถาปัตยกรรม x86 จะได้รับการปรับปรุงให้สนับสนุนชุดคำสั่งใหม่ๆที่เพิ่มเข้ามาอยู่เสมอ จึงสามารถเร่งความเร็วในการทำงานให้สูงยิ่งขึ้นไปได้ เพราะฉะนั้นที่ผ่านมาจนถึงปัจจุบันเราจึงมักเห็นซีพียูบนสถาปัตยกรรม x86 นี้ ถูกนำไปใช้บนคอมพิวเตอร์แทบจะทุกระดับ แต่ถ้าถามว่า…แล้วจะเอาไปใช้บนมือถือหรืออุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาอื่นๆเหมือนกับซีพียูบนสถาปัตยกรรม ARM ได้มั๊ย!

 

intel-atom-x-3-600x338ที่ผ่านมาก็เป็นปัญหาและจุดบอดของ Intel มาโดยตลอด โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อก้าวเข้าสู่ยุคของสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต เนื่องจากซีพียูบนสถาปัตยกรรม x86 ถึงแม้จะมีข้อดีในเรื่องของความแรง แต่ก็มีข้อเสียและถือเป็นจุดอ่อนที่สำคัญอย่างยิ่งต่อการแข่งขันกับซีพียูจาก ARM บนตลาดอุปกรณ์สมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต นั่นก็คือ ความร้อนและการบริโภคพลังงาน เนื่องจากซีพียู x86 มีความเร็วในการทำงานสูง ดังนั้นจึงหลีกเลี่ยงการกินไฟและความร้อนไปไม่ได้ ดังจะเห็นได้จากซีพียูบนคอมพิวเตอร์ Desktop รุ่นใหม่ๆในปัจจุบัน ผู้ใช้มักจะนิยมหาชุดระบายความร้อนขนาดใหญ่หรือชุดระบายความร้อนด้วยน้ำมาติดตั้งนั่นเอง แต่ปัจจุบัน Intel ก็เริ่มที่จะตั้งตัวได้และมองเห็นช่องทาง โดยได้ทยอยจัดส่งซีพียูประหยัดไฟสำหรับตลาดสมาร์ทโฟน, แท็บเล็ต และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แบบพกพาอื่นๆ อย่าง Atom ในตระกูล Zxxx ต่างๆลงมาชิมลางบ้างแล้วในสมาร์ทโฟนราคาประหยัดอย่าง Asus ZenFone รุ่นต่างๆ และล่าสุดก็ได้ทยอยส่งซีพียูประหยัดไฟรุ่นใหม่ๆอย่าง Atom x3 มาแล้ว และกำลังเตรียมตัวส่ง x5 และ x7 มาลุยตลาดแท็บเล็ตและโน้ตบุ๊คบางเบาในไม่ช้า

 

“สรุปว่าทั้งสถาปัตยกรรมซีพียูในแบบ ARM และ X86 ทั้ง 2 ต่างก็มีข้อดีและข้อเสียแตกต่างกันไป”
RISC

 

ซีพียู ARM มีจำนวนชุดคำสั่งที่น้อยไม่ซับซ้อนและแน่นอน สามารถปรับปรุงคำสั่งเพิ่มเติมได้ด้วยคำสั่งพิเศษที่ช่วยให้เข้ากันได้กับซอฟต์แวร์เดิมที่มีอยู่แล้ว พร้อมกันนี้ยังมีกระบวนการในการทำงานแบบไปป์ไลน์ที่ไม่สลับซับซ้อนและทำงานได้รวดเร็ว จึงมีประสิทธิภาพในการประมวลผลที่ดี ซึ่งเมื่อเทียบประสิทธิภาพในการทำงานโดยรวมกับซีพียู x86 ที่ความเร็วเดียวกัน เผลอๆอาจจะดีกว่าเสียด้วยซ้ำ แต่เนื่องจากซีพียู ARM มีความเร็วต่ำกว่า ประสิทธิภาพในการทำงานโดยรวมจึงอาจยังสู้ x86 ไม่ได้ แต่ข้อดีของ ARM ที่ต่างจาก x86 โดยสิ้นเชิงคือ ใช้ไฟน้อยมากทำให้สิ้นเปลืองพลังงานน้อย และราคาถูก

 

CISC

 

ส่วนซีพียู X86 จุดเด่นก็คงหนีไม่พ้นในเรื่องของความเร็วหรือประสิทธิภาพในการทำงานที่สูง ซึ่งคงต้องยกให้ X86 เหนือกว่าหากมองที่ความเร็วและจำนวนบิตเท่าๆกัน แต่ข้อเสียที่เห็นได้ชัดก็คงเป็นเรื่องของความร้อนและการบริโภคพลังงานนั่นแหละ เพราะฉะนั้นเนื่องจากทั้งสถาปัตยกรรมซีพียูในแบบ ARM และ X86 มีหลายสิ่งหลายอย่างที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิง ทั้งโครงสร้าง ชุดคำสั่ง และอื่นๆ ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะนำเอาซอฟต์แวร์หรือแม้แต่ฮาร์ดแวร์ของอย่างหนึ่งอย่างใดมาใช้งานร่วมกัน ก็คงต้องเลือกใช้อย่างหนึ่งอย่างใดเอานะครับ หรือแม้ปัจจุบันจะมีทางเลือกให้รันผ่านโปรแกรมจำลองอื่นๆ ก็คงฟันธงได้ว่าใช้งานได้ไม่สมบูรณ์ราบรื่นเหมือนกับที่ออกแบบมาให้ใช้กับสถาปัตยกรรมซีพียูของมันเอง ว่างั้นเหอะ!

 

 

“เทคโนโลยีสมาร์ทโฟน”ตอนต่อไป

1-2-3-4 มือถือ Gen ไหนคุณทันใช้บ้าง [ดักแก่!]

โทรศัพท์มือถือยุคใหม่ หัวใจอยู่ที่ “ชิปประมวลผล”

ชิปประมวลผล ARM และ Intel (x86) บนสมาร์ทโฟน

(ต่อ) ชิปประมวลผล ARM และ Intel (x86) บนสมาร์ทโฟน