บทที่ 2 วิวัฒนาการคอมพิวเตอร์

 วิวัฒนาการคอมพิวเตอร์

ประวัติความเป็นมาของคอมพิวเตอร์ สรุปเรียงลำดับตามเหตุการณ์ก่อน-หลัง ได้ดังต่อไปนี้

     ค.ศ.1550-1617 นักคณิตศาสตร์ชาวสก๊อตแลนด์ ชื่อ จอห์น เนเปียร์ ได้ประดิษฐ์อุปกรณ์ช่วยการคำนวณขึ้นเรียกว่า Napir's Bones หรือ Napier's rod เครื่องมือชนิดนี้ช่วยให้สามารถทำการคูณและหารได้ง่าย เหมือนกับการบวกหรือลบโดยตรง        

      ค.ศ.1642 นักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสชื่อ เบลส์ ปาสคาล ได้ประดิษฐ์ เครื่องมือในการคำนวณโดยใช้หลักการหมุนของฟันเฟืองหนึ่งอันหมุนครบ 1 รอบ ฟันเฟืองอีกอันซึ่งอยู่ด้านซ้ายจะถูกหมุนไป 101 รอบ เครื่องมือของปาสคาลสามารถใช้ได้ดีในการคำนวณบวกและลบ ส่วนการคูณและหารยังไม่ดีเท่าที่ควร ต่อมา นักปราชญ์ชาวเยอรมัน ชื่อ กอทฟริต ฟอน ลิปนิช ได้ปรับปรุงเครื่องคำนวณของ ปาสคาลให้สามารถทำการคูณและหารได้โดยตรง โดยที่การคูณใช้หลักการบวกหลายๆครั้งและการหารก็คือการลบหลายๆครั้ง        

    ค.ศ.1752-1834 นักประดิษฐ์ชาวฝรั่งเศส ชื่อ  โจเซฟ แมรี่ แจคคาร์ด ได้พยายามพัฒนาเครื่องทอผ้าโดยใช้บัตรเจาะรูในการบันทึกคำสั่ง ควบคุมเครื่องทอผ้าให้ทำตามแบบที่กำหนดไว้ และแบบดังกล่าวสามารถนำมาสร้างซ้ำๆได้อีกหลายครั้ง เครื่องทอผ้านี้ถือว่าเป็นเครื่องทำงานตามโปรแกรมคำสั่ง เป็นเครื่องแรก        

    ค.ศ.1830 ชาร์จ แบบเบจ เป็นนักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ เมื่อค.ศ.1822 ได้สร้างเครื่องหาผลต่าง ซึ่งเป็นเครื่องที่ใช้คำนวณและพิมพ์ค่าทางตรีโกณมิติและฟังก์ชั่นทางคณิตศาสตร์และต่อมาในปี ค.ศ. 1830 เขาได้รับความช่วยเหลือจากรัฐบาลอังกฤษ   เพื่อสร้างเครื่อง Difference Engine ขึ้นมาจริงๆ แต่ในขณะนั้นได้คิดพัฒนาเครื่องมือในการคำนวณที่มีความสามารถสูงกว่าไปพร้อมกัน Difference Engine จึงได้ถูกยกเลิกไปแล้วเริ่มต้นงานใหม่ คือ งานสร้างวิวัฒนาการคอมพิวเตอร์ จนกระทั่งในปี พ.ศ. 2376 ชาร์ล แบบเบจ (Charles Babbage) ได้ประดิษฐ์เครื่องวิเคราะห์ (Analytical Engine) สามารถคำนวณค่าของตรีโกณมิติ ฟังก์ชั่นต่างๆ ทางคณิตศาสตร์ การทำงานของเครื่องนี้แบ่งเป็น 3 ส่วน คือ ส่วนเก็บข้อมูล ส่วนคำนวณ และส่วนควบคุม ใช้ระบบพลังเครื่องยนต์ไอน้ำหมุนฟันเฟือง มีข้อมูลอยู่ในบัตรเจาะรู คำนวณได้โดยอัตโนมัติ และเก็บข้อมูลในหน่วยความจำ ก่อนจะพิมพ์ออกมาทางกระดาษ หลักการของแบบเบจนี้เองที่ได้นำมาพัฒนาสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ เราจึงยกย่องให้แบบเบจเป็น บิดาแห่งเครื่องคอมพิวเตอร์         

    ค.ศ.1842 ชาวอังกฤษ ชื่อ เอดา ออกุสตา เข้าใจผลงานของแบบเบจ ได้ทำการแปลเรื่องราวเกี่ยวกับเครื่อง Analytical Engine จากภาษาฝรั่งเศสเป็นภาษาอังกฤษ และได้เขียนรายละเอียดขั้นตอนของคำสั่งให้เครื่องนี้ทำการคำนวณที่ยุ่งยากซับซ้อนไว้ในหนังสือทางคณิตศาสตร์เล่มหนึ่งซึ่งถือว่าเป็นโปรแกรมคอมพิวเตอร์ โปรแกรมแรกของโลกและในเวลาต่อมาเอดาจึงได้รับยกย่องว่าเป็นโปรแกรมเมอร์คนแรกของโลก

     ค.ศ.1850 นักคณิตศาสตร์ชาวอังกฤษ ชื่อ ฮอล์จ บูล ได้ใช้หลักพีชคณิตเผยแพร่กฎของ Boolean Algebra ซึ่งเป็นคณิตศาสตร์ที่ใช้อธิบายเหตุผลของตรรกวิทยาที่ตัวแปรมีค่าได้เพียง 2 ค่า คือ จริง กับ เท็จ เท่านั้นหลังจากนั้นเป็นต้นมา ได้มีผู้ประดิษฐ์เครื่องคอมพิวเตอร์ขึ้นมามากมายหลายขนาด ทำให้เป็นการเริ่มยุคของคอมพิวเตอร์อย่างแท้จริง   โดยสามารถจัดแบ่งคอมพิวเตอร์ออกได้เป็น 5 ยุค

คอมพิวเตอร์ยุคแรก

  อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2488 ถึง พ.ศ. 2501 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้หลอดสุญญากาศซึ่งใช้กำลังไฟฟ้าสูง จึงมีปัญหาเรื่องความร้อนและไส้หลอดขาดบ่อย ถึงแม้จะมีระบบระบายความร้อนที่ดีมาก การสั่งงานใช้ภาษาเครื่องซึ่งเป็นรหัสตัวเลขที่ยุ่งยากซับซ้อน เครื่องคอมพิวเตอร์ของยุคนี้มีขนาดใหญ่โต เช่น มาร์ค วัน (MARK I), อีนิแอค (ENIAC), ยูนิแวค (UNIVAC)

มาร์ค วัน

อีนิแอค

          

ยูนิแวค

คอมพิวเตอร์ยุคที่สอง

     

      คอมพิวเตอร์ยุคที่สาม อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2507 ถึง พ.ศ. 2512 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวม (Integrated Circuit : IC) โดยวงจรรวมแต่ละตัวจะมีทรานซิสเตอร์บรรจุอยู่ภายในมากมายทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์จะออกแบบซับซ้อนมากขึ้น และสามารถสร้างเป็นโปรแกรมย่อย ๆ ในการกำหนดชุดคำสั่งต่าง ๆ ทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีระบบควบคุมที่มีความสามารถสูงทั้งในรูประบบแบ่งเวลาการทำงานให้กับงานหลาย ๆ อย่าง

คอมพิวเตอร์ยุคทที่สาม

      คอมพิวเตอร์ยุคที่สาม อยู่ระหว่างปี พ.ศ. 2507 ถึง พ.ศ. 2512 เป็นคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวม (Integrated Circuit : IC) โดยวงจรรวมแต่ละตัวจะมีทรานซิสเตอร์บรรจุอยู่ภายในมากมายทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์จะออกแบบซับซ้อนมากขึ้น และสามารถสร้างเป็นโปรแกรมย่อย ๆ ในการกำหนดชุดคำสั่งต่าง ๆ ทางด้านซอฟต์แวร์ก็มีระบบควบคุมที่มีความสามารถสูงทั้งในรูประบบแบ่งเวลาการทำงานให้กับงานหลาย ๆ อย่าง

คอมพิวเตอร์ยุคที่สี่

         

      คอมพิวเตอร์ยุคที่สี่ ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2513 จนถึงปัจจุบัน เป็นยุคของคอมพิวเตอร์ที่ใช้วงจรรวมความจุสูงมาก(Very Large Scale Integration : VLSI) เช่น ไมโครโพรเซสเซอร์ที่บรรจุทรานซิสเตอร์นับหมื่นนับแสนตัว ทำให้ขนาดเครื่องคอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กลงสามารถตั้งบนโต๊ะในสำนักงานหรือพกพาเหมือนกระเป๋าหิ้วไปในที่ต่าง ๆ ได้ ขณะเดียวกันระบบซอฟต์แวร์ก็ได้พัฒนาขีดความสามารถสูงขึ้นมาก มีโปรแกรมสำเร็จให้เลือกใช้กันมากทำให้เกิดความสะดวกในการใช้งานอย่างกว้างขวาง

คอมพิวเตอร์ยุคที่ห้า

     คอมพิวเตอร์ยุคที่ห้า เป็นคอมพิวเตอร์ที่มนุษย์พยายามนำมาเพื่อช่วยในการตัดสินใจและแก้ปัญหาให้ดียิ่งขึ้น โดยจะมีการเก็บความรอบรู้ต่าง ๆ เข้าไว้ในเครื่อง สามารถเรียกค้นและดึงความรู้ที่สะสมไว้มาใช้งานให้เป็นประโยชน์ คอมพิวเตอร์ยุคนี้เป็นผลจากวิชาการด้านปัญญาประดิษฐ์ (Artificial Intelligence : AI) ประเทศต่างๆ ทั่วโลกไม่ว่าจะเป็นสหรัฐอเมริกา ญี่ปุ่น และประเทศในทวีปยุโรปกำลังสนใจค้นคว้าและพัฒนาทางด้านนี้กันอย่างจริงจัง

                                 

การกำเนิดของคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

    คอมพิวเตอร์ในยุคนี้ได้มีการประดิษฐ์ให้สามารถคำนวณและหาผลลัพธ์ต่าง ๆ ได้รวดเร็วมากยิ่ง มีการนำเอาไปใช้ประโยชน์อย่างมากมายทั้งในแวดวงการทหารและการศึกษาระดับสูงทั่วไป จากนั้นจึงได้พัฒนาเข้าสู่การใช้งานในเชิงพาณิชย์มากยิ่งขึ้น ตัวอย่างของคอมพิวเตอร์ในยุคนี้ได้แก่

เครื่อง ENIAC (Electronics Numerical Integrator and Computer)

    

    ดร.จอห์น ดับบลิว มอชลี่ (John W. Mauchly) และจอห์น เพรสเปอร์ เอ็คเคิร์ท (John Presper Eckert) แห่งวิทยาลัยวิศวกรรมไฟฟ้ามัวร์ (Moore School of Electrical Engineering) มหาวิทยาลัยเพนซิลวาเนีย ( University of Pennsylvania) ได้รับการสนับสนุนจากกองทัพสหรัฐอเมริกาให้ออกแบบสร้างคอมพิวเตอร์เอาไว้ใช้สำหรับช่วยคำนวณวิถีกระสุนของปืนใหญ่ เพราะในขณะนั้นยังหาเครื่องมือที่ทำงานคำนวณเร็ว ๆ ไม่ได้ บางเครื่องกว่าจะได้ผลลัพธ์ต้องใช้เวลานานมากถึง 12 ชั่วโมง เครื่องมือดังกล่าวที่ทั้งสองได้ร่วมกันสร้างขึ้นมีชื่อว่าเครื่อง ENIAC (Electronics Numerical Integrator And Computer) สร้างเสร็จโดยสมบูรณ์เมื่อปี ค.ศ.1946 สามารถเอามาช่วยคำนวณวิถีกระสุนได้เร็วมากขึ้นกว่าเดิม การทำงานของเครื่องจะอาศัยหลอดสุญญากาศมากถึง 18,000 หลอด มีน้ำหนักมากสุดถึง 30 ตัน และใช้เนื้อที่ห้องกว้างมากถึงขนาด 30 X 50 ฟุต สำหรับการตั้งวางเครื่องเพื่อใช้งานเลยทีเดียว

Mauchly และ Eckert กับเครื่องคอมพิวเตอร์แบบดิจิตอลเครื่องแรกของโลกชื่อ ENIAC

     ENIAC ได้แนวคิดมาจากเครื่อง ABC นั่นเอง และเมื่อเครื่องทำงานจะมีความร้อนสูงมาก เนื่องจากมีขนาดใหญ่และใช้กระแสไฟฟ้าในการทำงานทั้งหมด ดังนั้นจึงต้องมีการติดตั้งตัวเครื่องไว้ในห้องปรับอากาศเพื่อช่วยในเรื่องของการระบายความร้อน นับได้ว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สร้างขึ้นด้วยระบบไฟฟ้าหรืออิเล็กทรอนิกส์ล้วนๆและสามารถใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ จึงว่าเป็น “ เครื่องคอมพิวเตอร์แบบดิจิตอลเครื่องแรก” ของโลกนั่นเอง อย่างไรก็ตามถึงแม้จะเป็นเครื่องที่สามารถทำงานได้ดีแล้วในยุคนั้น แต่เนื่องจากการขาดส่วนของชุดคำสั่งที่สามารถเก็บไว้ในเครื่องได้ เวลาที่ต้องการประมวลผลหรือใช้งานแต่ละทีก็ยังมีขั้นตอนที่ยุ่งยากอยู่เช่นเดิมเพราะต้องคอยป้อนข้อมูลเข้าไปใหม่เหมือนๆกันกับเครื่องที่เคยผลิตมาก่อนหน้านี้อย่างเครื่อง MARK I ช่วงระหว่างทั้งสองพัฒนาเครื่อง ENIAC อยู่นี้ ในราวปี ค.ศ.1945 ดร.จอร์น ฟอน นิวแมนน์(John Von Neumann ) นักคณิตศาสตร์ชาวฮังการีเห็นว่า เพื่อให้การทำงานง่ายยิ่งขึ้นน่าจะพัฒนาเครื่องที่สามารถเก็บข้อมูลและชุดคำสั่งไว้ภายใน(stored program ) โดยที่ต้องคอยป้อนข้อมูลเข้าไปใหม่ทุกครั้งซึ่งทำให้เสียเวลาในการทำงานมาก มอชลี่และเอ็คเคิร์ทเห็นด้วยกับแนวคิดดังกล่าวจึงตกลงที่จะร่วมทีมกันเพื่อสร้างคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่ขึ้น ต่อมา ดร.นิวแมนน์ได้ตีพิมพ์เผยแพร่หลักการขึ้นเมื่อเดือนมิถุนายนในปีเดียวกัน มีชื่อว่า “First Draft of a Report on the EDVAC Design ” เพื่อนำเสนอหลักการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่ดังกล่าว(ดูหัวข้อเรื่อง EDVAC )

เครื่อง EDSAC (Electronics Delay Storage Automatic Calculator )

       ในปี ค.ศ.1949 แนวคิดการสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อให้สามารถเก็บบันทึกชุดคำสั่งโปรแกรมไว้ภายในของ ดร.นิวแมนน์ ที่เคยเขียนเป็นบทความและตีพิมพ์เผยแพร่นั้น ได้ถูกนำมาเอาใช้สร้างคอมพิวเตอร์แบบใหม่ขึ้นมาเป็นผลสำเร็จก่อนในประเทศอังกฤษ นำโดย มัวริซ วิลค์ส ( Maurice Wikes ) แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์( University of Cambridge ) และเรียกเครื่องนี้ว่า EDSAC ((Electronics Delay Storage Automatic Calculator ) ซึ่งเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สามารถเก็บชุดคำสั่งเพื่อทำงานภายตัวเอง โดยมีการเขียนชุดคำสั่งการทำงานออกเป็นส่วนย่อยๆเรียกว่า subroutines เพื่อช่วยในการทำงาน

Naurice Wilkes กับเครื่อง EDSAC

เครื่อง EDVAC (Electronics Discrete Variable Autometic Conputer)

    เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องใหม่ที่ ดร.นิวแมนน์เสนอแนวคิดเพื่อเข้าร่วมทีมสร้างกับมอชลีและเอ็คเคิร์ทนั้น เรียกว่าเครื่อง EDVAC (Electronics Discrete Variable Automatic Computer) ซึ่งได้ถูกพัฒนามาเรื่อย ๆ ตั้งแต่ตอนที่มอชลีและเอคเคิร์ทพัฒนาเครื่อง ENIAC เพื่อเอาไว้ใช้ในการทำสงครามของสหรัฐ จนกระทั่งมาสำเร็จลงอย่างสมบูรณ์ในปี ค.ศ.1952 โดยมีรูปแบบตรงตามการออกแบบของ ดร.นิวแมนน์ทุกประการ ซึ่งถือได้ว่าเป็นเครื่องคอมพิวเตอร์ที่สามารถเก็บชุดคำสั่งไว้ภายในเครื่องได้และเป็น “ เครื่องคอมพิวเตอร์ตามแนวสถาปัตยกรรมของนิวแมนน์” (John Von Neumann architecture) อย่างแท้จริง

Dr .John Von Neumann และแบบร่างแนวความคิดการสร้างเครื่อง EDVAC

เครื่อง UNIVAC (UNIversal Automatic Computer)

      ในปี ค.ศ.1951 บริษัท Remington Rand (บริษัทของมอชลี่และเอ็คเคิร์ทเดิม) ได้พัฒนาเครื่องคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า UNIVAC (UNIversal Automatic Computer) เพื่อใช้งานในเชิงธุรกิจเป็นครั้งแรก โดยนำมาใช้สำหรับทำนายผลการเลือกตั้งประธานาธิบดีคนที่ 34 ของสหรัฐอเมริกา เครื่องนี้ใช้หลอดสุญญากาศ 5,000 หลอด แต่มีความเร็วในการทำงานสูงกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ผลิตกันมาก่อนหน้านี้มาก สามารถเก็บตัวเลขหรือตัวอักษรไว้ในหน่วยความจำได้ถึง 12,000 ตัว นับได้ว่าเป็น “ เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องแรกที่ใช้ในเชิงธุรกิจ”

Mauchly และ Eckert กับเครื่องคอมพิวเตอร์ที่นำมาใช้ในเชิงธุรกิจเครื่องแรกที่ชื่อว่า UNIVAC

วิวัฒนาการของMicroprocessor

ความเป็นมาของ Microprcessor

                เริ่ม ต้นขึ้นในปี 1971 ได้มีการรวมตัวกันผลิตอุปกรณ์ที่เป็นตัวประมวลผลข้อมูลที่เรียกว่า "Microprocessor" จากพื้นฐานมีขนาด 4 บิต LSI และพัฒนาต่อเนื่องจงในปัจจุบันเป็น iA64 (Itanium) ที่มีขนาด 128 บิต SLSI (Super large-scale integrated circuit) ปัจจุบันเป็นช่วงที่มีการใช้งาน Microprocessor กันมากและการพัฒนาไม่ได้หยุดอยู่เท่านี้ การพัฒนาระบบให้มีขีดความสามารถใกล้เคียงกับสมองของมนุษย์มากขึ้น หรือที่เรียกว่า "Artificial Intelligence" ซึ่งใช้การประมวลผลแบบขนานส่วนการประมวลผล (Parallel Processing)

จากประวัติความเป็นมาของ Microprocessor พบว่าจุดกำเนิดเริ่มจากการใช้ลูกคิด แล้วจึงพัฒนามาใช้ฟันเฟืองโดยต่อมาเป็นการใช้หลอดสูญญากาศและรีเลย์ เมื่อมีการผลิตสารกึ่งตัวนำและทรานส์ซิสเตอร์ ต่อจากนั้นเป็นอุปกรณ์ประเภทวงจรรวม ( Integrated Circuit ) และพัฒนามาเป็น Microprocessor และ Microprocessor Base Computer System

จุดกำเนิดของไมโครโพรเซสเซอร์ ตัวแรกที่เกิดขึ้นในโลกและเริ่มต้นศตวรรษของไมโครคอมพิวเตอร์ ถือกำเนิดมาตั้งแต่ เดือนพฤศจิกายน ปี พ.ศ. 1971 จากไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์ 4004 โดยแนวความคิดและการออกแบบของ มาร์เชียน อี ฮอฟฟ์ (Marcian E Hoff) แห่งบริษัท อินเทล และพัฒนาต่อเนื่องมาจนถึงปัจจุบัน

Microprocessor 4004

      ในปี 1971 บริษัท Intel โดย Marcian E. Hoff ได้คิดค้น Microprocessor ตัวแรกขึ้นมา โดยตั้งชื่อว่า 4004 ซึ่งเป็น Microprocessor ที่มีขนาด 4 บิตโดยเป็นการรวมส่วนต่าง ๆ ไว้ภายในตัวถังเดียวกัน ซึ่งประกอบด้วย หน่วยความจำขนาด 4 บิตจำนวน 4,096 ตำแหน่ง (ข้อมูลขนาด 4 บิต เรียกว่า “Nibble”) มีคำสั่งที่แตกต่างกัน 45 คำสั่ง ผลิตด้วยเทคโนโลยีของ P-Channel MOSFET สามารถประมวลผลคำสั่งได้ 50 KIPs (Kilo Instruction per second) ซึ่งช้ามากเมื่อเทียบกับเครื่อง ENIAC แต่มีข้อดีตรงที่ขนาด น้ำหนัก กระแสไฟฟ้าที่ลดลงมาก และยังเป็นพื้นฐานในการพัฒนา Microprocessor ในปัจจุบัน การใช้งาน 4004 ใช้งานในด้าน Video Games เช่น Shuffleboard โดย Balley และ Microprocessor Base Controller ขนาดเล็ก เช่นไมโครเวฟ เป็นต้น

                ปัญหาที่เกิดขึ้นกับการใช้งานไมโครโพรเซสเซอร์ 4004 คือความเร็วในการประมวลผล ขนาดของข้อมูล และจำนวนหน่วยความจำที่ใช้ ทางทีมงานจึงได้ทำการปรับปรุงไมโครโพรเซสเซอร์ 4004 เป็นไมโครโพรเซสเซอร์ 4040 ให้มีความเร็วที่สูงขึ้นแต่ไม่ได้ทำการปรับปรุงขนาดของข้อมูลและจำนวนหน่วย ความจำ นอกจากอินเทลแล้วยังมีบริษัท Texas Instrument ได้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์คือ TMS-1000 เพื่อใช้งานทางด้านการควบคุมการทำงานที่ไม่ซับซ้อน โดยใช้รหัส BCD (Binary Code Decimal)

ไมโครโพรเซสเซอร์ 4 บิต ตัวแรกที่ถูกสร้างขึ้นโดยบริษัทอินเทล ในปี 1971โดยใช้สัญญาณ นาฬิกา ความถี่ 108 กิโลเฮิรตซ์ มีจำนวนชุดคำสั่ง 45 ชุด ติดต่อหน่วยความจำได้สูงสุด 640 ไบต์ อุปกรณ์สารกึ่งตัวนำภายในขนาด 10 ไมครอนประกอบด้วย ทรานซิสเตอร์จำนวน 2,300 ตัวสามารถทำงานได้เฉพาะการประมวลผลเชิงตัวเลขเท่านั้น

Microprocessor 8008

ไมโครโพรเซสเซอร์ต้นแบบ ขนาด 8 Bit

      หลังจากที่ได้มีการใช้งาน 4004 ทางอินเทลยังได้มีการพัฒนาไมโครโพรเซสเซอร์ในทางการค้าอย่างจริงจังมากขึ้น ใช้ชื่อว่า Intel 8008 มีขนาดของข้อมูล 8 บิตมีหน่วยความจำ 16K bytes เพิ่มคำสั่งเป็น 48 คำสั่ง ซึ่งยังไม่เพียงพอต่อการใช้งาน จึงได้พัฒนามาเป็น 8080 ในปี1973 ถือได้ว่าเป็นไมโครโพรเซสเซอร์ต้นแบบที่มีขนาดข้อมูล 8 บิตอย่างแท้จริง หลังจากนั้นอีก 6 เดือน Motorola ได้ส่งไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์ MC6800 ซึ่งเป็นการเปิดประตูของไมโครโพรเซสเซอร์ให้กว้างขึ้น และได้มีบริษัทต่าง ๆ ได้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์ของตัวเองออกมาแข่งขันในตลาด

Microprocessor รุ่น 8008

     พัฒนาจากไมโครโพรเซสเซอร์ 4004 ในปี 1972 มีการปรับปรุงเพิ่มเติมในส่วนของ การประมวลผลแบบ 8 บิต สามารถประมวลผล ข้อมูลในรูปของตัวอักษรได้ติดต่อหน่วยความจำ ได้มากขึ้นเป็น 16 กิโลไบต์ เป็นที่รู้จักและ ใช้อยู่ในตลาดนานกว่า 2 ปี

Microprocessor 8080

      ออกสู่ตลาดในช่วงปี 1974 ไมโครโพรเซสเซอร์ ที่ทำงานได้เร็วกว่า 8008 ถึง 10 เท่า สัญญาณนาฬิกาความถี่ 2 เมกะเฮิรตซ์ จำนวนชุดคำสั่ง 111 ชุดติดต่อหน่วยความจำได้ 64 กิโลไบต์ เทคโนโลยีการพัฒนาเล็กลงเหลือ 6 ไมครอนประกอบด้วยทรานซิสเตอร์ 6,000ตัว เป็นที่นิยมมาก โดยบริษัท Altair ได้นำ 8080 มาพัฒนาเป็นชุดคิตคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล จำหน่าย อยู่ในตลาดนานถึง 4 ปี

Microprocessor 8086

      พัฒนาออกมาในปี 1978 เป็นไมโครโพรเซสเซอร์ ขนาด 16 บิต มีความสามารถสูงกว่า 8080 ถึง 10 เท่าใช้สัญญาณความถี่ 5,8 และ10 เมกะเฮิรตซ์ จำนวนชุดคำสั่ง 133ชุดใช้เทคโนโลยี การผลิตขนาด 3 ไมครอน ติดต่อหน่วยความจำได้สูงถึง 1 เมกะไบต์ มีจำนวนทรานซิสเตอร์เพิ่มขี้น เป็น 29,000 ตัว

Microprocessor 8088

       เมื่อปี ค.ศ. 1978 ไมโครโพรเซสเซอร์ ที่โดยเป็นการพัฒนาเพื่อตอบสนองต่อตลาด เนื่องจาก ผู้ใช้จำนวนมากยังต้องการใช้ไมโครโพรเซสเซอร์ ขนาด 8 บิต อินเทลจึงออกไมโครโพรเซสเซอร์ 8088 ซึ่งเป็นขนาด 8 บิต ขึ้นมาเพื่อทดแทน 8080 เดิม โดยใช้เทคโนโลยีเดียวกับ 8086 แต่มี บัสติดต่อภายนอกเป็น 8 บิต ขณะที่ 8086 มี 16 บิต ที่ทำงานด้วยความเร็วประมาณ 4.77 เมกกะเฮิรตซ์โดยใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์PC/XTที่เป็นเครื่องIBM Compatible ภายในตัวของไมโครโพรเซสเซอร์ ทำงานด้วยความเร็วสูงสุด 8 เมกกะเฮิรตซ์ โดยในยุคแรกเริ่ม นี้ภายในตัวของ ไมโครโพรเซสเซอร์ มีจำนวนของ ทรานซิสเตอร์บรรจุอยู่ภายในเพียง29,000 ตัว

Microprocessor 80186

      ไมโครโพรเซสเซอร์ ในตระกูลนี้ไม่เป็นที่รู้จักและกล่าวขานมากนัก เนื่องจากภายในระบบจะคล้ายกับ 8088 มาก มีการปรับปรุงเพียง บางเรื่องเท่านั้น ที่เป็นจุดเด่นๆ ใน 80186 จะมี PGA (Pin Grid Array) ซึ่งเป็นลักษณะของ ไมโครโพรเซสเซอร์ที่เป็นซิลิคอนทรงสี่เหลี่ยมจตุรัส มีขาโลหะขนาดเล็กๆ อยู่ด้านล่างของตัวไมโครโพรเซสเซอร์ เพื่อเสียบลงกับตัวซ็อกเก็ตที่ติดตั้งอยู่บนเมนบอร์ด

Microprocessor 80286

     ในตัวของไมโครโพรเซสเซฮร์รุ่นนี้จะมีการ ปรับปรุงในด้านของขีดความสามารถขึ้นจาก 8088 เดิม โดยมีจำนวนของทรานซิสเตอร์ถึง 134,000 ตัว โดยมากกว่า 8088 ถึง 4 เท่า มีความกว้างในการส่งของข้อมูลเป็นแบบ 16 บิต ใช้เทคโนโลยี 1.5 ไมครอนโดยที่ขนาดของตัว ไมโครโพรเซสเซอร์เท่าเดิม ในรุ่นนี้เริ่มมีปัญหาในเรื่องของความร้อนภายในตัวของไมโครโพรเซสเซอร์ขึ้น เริ่มมีการนำแผ่นระบายความร้อน

(Heat sink) เข้ามาใช้ซึ่งมีลักษณะเป็นโลหะครอบเข้ากับแผ่นซิลิคอนด้านบนของไมโครโพ รเซสเซอร์ซึ่งปัจจุบันไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีความเร็วสูง จะติดแผ่นระบายความร้อนเช้าช่วยเสมอ

 Micorprocessor 80386

     ในปี 1985 ไมโครโพรเซสเซอร์ตระกูล 80386 นับได้ว่าเป็นตระกูลที่ก้าวกระโดดในตระกูลของ x86 ในด้านที่สำคัญหลายอย่าง โดยใน 80386 มีจำนวนทรานซิสเตอร์ภายในไมโครโพรเซสเซอร์ถึง 275,000 ตัว เทคโนโลยีการผลิตที่ขนาด 1 ไมครอน มีคุณสมบัติในด้านโปรแกรมมิ่งภายใน การทำงานแบบพร้อมกันหลายโปรแกรม (Multitasking) ผ่านระบบปฏิบัติการ OS2 และวินโดวส์ มีการพัฒนาความกว้างของบัสในการส่งข้อมูล เป็นแบบ 32 บิต ทำให้การเข้าถึงข้อมูลของไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้รวดเร็วขึ้น เป็นจุดเริ่มต้นของการคิดค้นระบบบัสชนิดใหม่ๆ เช่น EISA, VESA, PCI นอกจากนี้ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้สามารถอ้างหน่วยความจำได้ถึง 4 จิกะไบต์ ในตระกูลของ 80386 จะแบ่งออกได้ ดังนี้

• ไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์ 80386SX ความกว้างในการส่งข้อมูลแบบ 16 บิต

• ไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์ 80386DX ความกว้างในการส่งข้อมูลแบบ 32 บิต

• ไมโครโพรเซสเซอร์เบอร์ 80386SL เป็นรุ่นที่มีระบบจัดการพลังงานเพิ่มเข้ามาในตัว เพื่อใช้ในเครื่องประเภทแลปทอป หรือโน๊ตบุ๊กเท่านั้น โดยจะสามารถหยุดการทำงานของไมโครโพรเซสเซอร์ได้ชั่วคราวเมื่อไม่มีการทำงาน ใดๆ เพื่อเป็นการประหยัดพลังงาน

                สำหรับ 80386 นั้น ได้ออกรุ่น 386DX ออกมาก่อน 4 รุ่น ที่ความเร็ว 16,20,25 และ 33 เมกะเฮิรตซ์ และได้ออกรุ่น 386SX เพื่อตลาดล่าง ที่ต้องการเครื่องราคาถูก โดยมีข้อแตกต่างจาก 386 DX คือจะมีบัสแอดเดรสเพียง 16 บิต แต่สามารถประมวลผลได้แบบ 32 บิต ไมโครโพรเซสเซอร์ตระกูล 80386 นี้อยู่ในตลาดนานถึง 4 ปี ซึ่งในยุคนี้ ได้เกิดบริษัทผู้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์ คู่แข่งขันกับบริษัทอินเทลขึ้นมา 2 รายที่รู้จักกันในตลาดคอมพิวเตอร์ คือ บริษัทไซริกซ์ และ เอเอ็มดีซึ่งต่างก็ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์ตระกูล 80386 ออกจำหน่ายในตลาดเช่นกัน

Microprocessor 80486

      ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้ออกสู่ตลาดเมื่อปี 1991 มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญ โดยการนำเอาโพรเซสเซอร์ทางคณิตศาสตร์ (แมตโคโพรเซสเซอร์ 80387) ที่เป็นหน่วยประมวลผลตัวเลข มารวมกันเป็นไมโครโพรเซสเซอร์ 80486 มีจำนวนของทรานซิสเตอร์ภายในตัวถึง 1.25 ล้านตัว เป็นไมโครโพรเซสเซอร์ 32 บิต นิยมเรียกสั้นๆ ว่ารุ่น 486 ถือได้ว่ามีการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญและเป็นพื้นฐานในการพัฒนาไมโครโพ รเซสเซอร์รุ่นต่อมา ในยุคของ ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้ แบ่งออกเป็น 2 รุ่นหลักๆ คือ

รุ่น 486SX

       มีการเพิ่มประสิทธิภาพให้กับไมโครโพรเซสเซอร์ 80486SX โดยใช้ ซิปโอเวอร์ไดรว์ (OverDrive) ที่มีความเร็วในการทำงานภายในตัว เป็น 2 เท่าของ 80486SX สมมติว่า 80486SX ทำงานที่ความเร็ว 25 เมกะเฮิรตซ์ เมื่อนำเอาชิปโอเวอร์ไดรว์มาใส่ในซ็อกเก็ตของ 80487SX แล้วการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ภายนอกตัวชิป จะทำงานที่ 25 เมกะเฮิรตซ์เท่าเดิม แต่การทำงานภายในของตัวชิป เช่นการประมวลผล ทางคณิตศาสตร์ จะทำที่ความเร็วเป็น 2 เท่า คือ 50 เมกะเฮิรตซ์ ทำให้ทำงานได้เร็วกว่าเครื่องที่ใช้ชิปเบอร์ 80486SX ธรรมดา 30-50 เปอร์เซ็นต์

รุ่น 486DX

      มีประสิทธิภาพในการทำงานดีกว่าแบบของ 80486SX นิยมใช้เป็นไมโครโพรเซสเซอร์หลัก โดยพื้นฐานมีอยู่ด้วยกัน 2 รุ่น คือ 25 และ 33 เมกะเฮิรตซ์ ซึ่งยังคงใช้เทคโนโลยีการผลิตที่ 1 ไมครอน

486DX2

      เป็นไมโครโพรเซสเซอร์แบบโอเวอร์ไดรว์ ที่นำไปใส่แทนที่ช๊อกเก็ตของไมโครโพรเซสเซอร์หลัก 80486SX และ DX ได้ทันที อินเทลได้เปลี่ยนจากเทคโนโลยีการผลิตแบบ 1 ไมครอนเป็นแบบ 0.8 ไมครอน ทำให้เกิด 486DX2-50และ 486DX2-66 ขึ้น เป็นการเพิ่มสัญญาณนาฬิกาเป็น 2 เท่าของรุ่น 486DX ซึ่งรุ่นนี้จะนิยมเรียกว่า486DX2 โดยสามารถทำงานภายในได้ด้วย ความเร็วถึง 66 เมกะเฮิรตซ์ และภายนอกที่ 33 เมกะเฮิรตซ์ ได้รับความนิยมสูงและมีใช้อยู่ถึงปัจจุบัน

486DX4

     ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้เป็นการพัฒนาในรุ่น สุดท้ายของสายการผลิตในตระกูล 80486 เป็นไมโครโพรเซสเซอร์ที่มีการปรับปรุง ความเร็วในการทำงานภายในเป็น 3 เท่าของรุ่น 486DX2 และเพิ่มระบบการจัดการพลังงานไว้ด้วย รุ่นที่นิยมและเป็นที่รู้จักก็คือ 486DX4-100 ทำงานที่สัญญาณนาฬิกา 100 เมกะเฮิรตซ์ ในตระกูลของ 80486 ในรุ่นนี้ถือเป็นรุ่นสุดท้ายของตระกูล 80486 บริษัทผู้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้ออกสู่ตลาด ในยุคนี้คือ อินเทล ไซริกซ์ และ เอเอ็มดี

Microprocessor 80586

      ในตระกูลการผลิตไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้ เป็นการนำเพิ่มขีดความสามารถของตระกูล 80486 บริษัทผู้นำทางด้านการผลิต ไมโครโพรเซสเซอร์ อินเทล ได้ตั้งชื่อไมโครโพรเซสเซอร์ของตนเองรุ่นนี้เสียใหม่เป็นที่รู้จักกัน ในชื่อของ Pentium โดยออกสู่ตลาด เมื่อปี 1993 มีความเร็วในการทำงานเริ่มที่ 60 และ 66 เมกะเฮิรตซ์ และความเร็วที่สูงขึ้นในรุ่นถัดมาโดยมี มีความเร็วต่างๆดังนี้ 60,66,75,90,100,120,133,150 และ 166 เมกะเฮิรตซ์ เพนเทียมจะมีขนาดใหญ่กว่า 80486 มาก เนื่องจากมีจำนวนของทรานซิสเตอร์ ที่ใช้มีมากถึง 3.6 ล้านตัว มากกว่า 80486 อยู่ 2.5 เท่า มีความร้อน ในไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้มีการลดแรงดันไฟฟ้าเพื่อช่วย ในการลดความร้อนของตัวไมโครโพรเซสเซอร์สำหรับบริษัทผู้ผลิตอื่นๆ ยังคงใช้การเรียกชื่อไมโครโพรเซสเซอร์ของตนเองเป็น 586 อยู่ เช่น AMD5x86 หรือ Cyrix 5x86 สิ่งที่ถูกพัฒนาขึ้นในโพรเซสเซอร์ตระกูลนี้คือสถาปัตยกรรมที่เรียกว่า ซูเปอร์สเกล่าร์ (Superscalar)

***Pentium MMX คือไมโครโพรเซสเซอร์ ที่เพิ่มเติมชุดคำสั่งพิเศษ 57 คำสั่งภายใน เพื่อช่วยในการทำงานทางด้าน Multimedia ได้ดียิ่งขึ้น รุ่นที่มีเทคโนโลยี MMX อยู่ภายในประกอบด้วยรุ่นที่มีสัญญาณนาฬิกาที่ 166, 200 และ 233 เมกะเฮิรตซ์

Microprocessor 80686

ไมโครโพรเซสเซอร์ในตระกูล 80686 เป็นเทคโนโลยีนี้ไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นที่ใช้อยู่ตั้งแต่ปี 1995 ถึงปัจจุบัน ซึ่งนอกจากอินเทลแล้วก็มี จำนวนบริษัทผู้ผลิตไมโครโพรเซสเซอร์อยู่ในตลาดหลายบริษัทที่เกิดขึ้นมาใหม่ ทำให้ตลาดของไมโคโพรเซสเซอร์มีการแข่งขันที่สูงสำหรับบริษัทอินเทลได้ เปลี่ยนการเรียกไมโครโพรเซสเซอร์ขอตนเองในตระกูล 80686 ใหม่ เป็น P6 ได้มีการพัฒนาสำหรับตระกูลของ P6 ในปัจจุบันดังนี้

     ไมโครโพรเซสเซอร์ในยุคที่ 6 นี้ ได้มีบริษัทใหม่ๆ ในวงการ ที่เข้ามามีส่วนแบ่งทางตลาดเพิ่มขึ้น อีกสองบริษัท คือ บริษัท IDT ( Integrated Device Technologies ) และ บริษัท Winchip นอกจากตระกูลของ x86 ซึ่งจัดให้อยู่ในกลุ่มของหน่วยประมวลผลที่ใช้เทคโนโลยี CISC แล้ว ยังมีไมโครโพรเซสเซอร์ ในกลุ่มการประมวลผลที่ใช้เทคโนโลยี RISC เช่น 68xxx ที่ใช้ในเครื่อง Macintosh ซึ่งเป็นกลุ่มของบริษัท Motorola หรือ Alpha ที่ใช้ในเครื่อง Digital (Compaq ปัจจุบัน) เป็นต้น

Pentium Pro

     พัฒนาขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1997 โดยใช้เทคโนโลยี 0.6 ไมครอน สามารถถอดรหัสคำสั่งได้ 4 คำสั่งในหนึ่งสัญญาณนาฬิกา แคชภายในขนาด 32 กิโลไบต์ มีจำนวนทรานซิสเตอร์ภายใน 5.5 ล้านตัว ระบบการทำงานแบบ 32 บิต เหมือนเพนเทียม แต่บัสข้อมูลมีขนาดใหญ่ขึ้นเป็น 64 บิต สัญญาณนาฬิกาอยู่ที 180 200 และ 233 เมกะเฮิรตซ์ ไม่มีชุดคำสั่ง MMX ภายใน ใช้เทคโนโลยีซูเปอร์สเกล่าร์เช่นเดียวกับเพนเทียม มีการพัฒนาการทำงานแบบไดนามิก (Dinamic Execution) เพิ่มเติม ใช้ในเครื่องระดับ File Server เป็นส่วนใหญ่ตัวของไมโคโพรเซสเซอร์ มีขนาดใหญ่มากเนื่องจากมีจำนวนของทรานซิสเตอร์อยู่ภายในมากกว่า Pentium หลายเท่า

Pentium II & Pentium II Xeon

      เป็นการผสมผสานเทคโนโลยีระหว่าง Pentium PRO และ MMX เข้าด้วยกัน มีการพัฒนาสถาปัตยกรรมที่เป็นองค์ประกอบของตัว ไมโครโพรเซสเซอร์หลายอย่างด้วยกัน ใช้สถาปัตยกรรม บัสอิสระแบบคู่ (Dual Independent Bus Architecture) บัสสองตัวคือ บัสแคช Level 2 และ บัสระบบ Processor-to-main-memory เหมือนเพนเทียมโปร ใช้เทคโนโลยี MMXเทคโนโลยีการทำงานแบบ ไดนามิก (Dinamic Execution) การเร่งความเร็วในการเข้ารหัสและบีบขนาดของไฟล์ เปลี่ยนรูปแบบของซ็อกเก็ตเป็นแบบตลับ เรียกว่า Single Edge Contact (S.E.C.) cartridge มีทรานซิสเตอร์ภายในถึง 7.5 ล้านตัว ผลิตด้วยเทคโนโลยี 0.35 ไมครอน มีแคชภายใน 512 กิโลไบต์

Celeron

      สำหรับไมโครโพรเซสเซอร์รุ่นนี้ จะมีคุณสมบัติคล้ายกับเพนเทียมทู ต่างกันเพียงซึ่งจะมีแคช L2 น้อยกว่าของเพนเทียมทู และไม่มีส่วนของกล่องบรรจุตัว CPU ในรุ่นแรกๆที่ผลิตนั้นไม่มีแคชภายในทำให้ไม่เป็นที่นิยมในตลาดมากนักเนื่อง จากอินเทลคาดว่าจะให้ ไมโครโพรเซสเซอร์นี้เป็นทางเลือกสำหรับเครื่องราคาถูก แต่กลับกลายเป็นจุดอ่อนให้ไมโครโพเซสเซอร์จากคู่แข่งรายอื่นที่มี ประสิทธิภาพ ดีกว่าราคาใกล้เคียงกัน เช่น AMD K6-2 หรือ Cyrix6X86 เข้ามาแทนทำให้ต้องออกเวอร์ชั่นที่มีแคชภายในซึ่งปัจจุบันอินเทลยังจัดวาง ให้เป็นไมโครโพรเซสเซอร์สำหรับเครื่องระดับล่างอยู่

Pentium III

     ไมโครโพรเซสเซอร์ ในรุ่นนี้ อินเทลไม่ได้พัฒนาอะไรมาก เพียงเพิ่มชุดคำสั่งใหม่ของด้าน FPU 50 คำสั่ง ด้าน MMX 12 คำสั่ง ด้าน

Cache control 8 คำสั่ง อินเทลเรียกชุดคำสั่งนี้ว่า SSE ( Streaming SIMD Extension) มีส่วนของเทคโนโลยีของ PSN Processor Serial Number เพิ่มเติมและความเร็วที่เพิ่มขึ้นเท่านั้น ดังนั้นขีดความสามารถละการพัฒนาด้านเทคโนโลยี ยังคงอยู่ในโครงสร้างของ ตระกูล P6 เช่นเดิม

Pentium 4 Processor

     Pentium 4 มีการใช้งานมาตั้งแต่ปี 2001 เป็นรุ่นที่ค่อนข้างจะมีความเร็วผิดจากที่คาดไว้ และมี Cache น้อย อย่างไรก็ดี ชิปชุดนี้ก็ได้รับการพัฒนาขึ้นอย่างมาก ไม่ว่าจะเป็นสถาปัตยกรรมการออกแบบที่ใหม่ทั้งหมด ระบบไปป์ไลน์ 20 ขั้น ต่อมาได้ชื่ออย่างไม่เป็นทางการว่า Intel Pentium Processor ที่จะมาแทนที่ Pentium III จะออกสู่ตลาดด้วยความเร็วเริ่มต้นที่ 1.4 GHz 1.5 GHz ภายใต้สถาปัตยกรรมใหม่ล่าสุดที่ชื่อ Intel NetBurst micro - architecture ซึ่งถูกออกแบบให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด นอกจากนี้ยังได้เพิ่มชุดคำสั่งใหม่ SSE 2 เข้าไปอีก144 ชุดคำสั่ง ช่วยในการประมวลผลข้อมูลที่มีปริมาณมากๆ หรือการประมวลภาพกราฟิก 3 มิติ ภาพวิดีโอ ระบบเสียง การเล่นเกมทีมีลักษณะอินเตอร์แอ็คทีฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ

                Pentium 4 ในรุ่นแรกนี้ยังคงใช้กระบวนการผลิตขนาด 0.18 ไมครอน เช่นเดียวกับ Pentium III Coppermine และอินเทลยังคงนำเอาการเชื่อมต่อทรานซิสเตอร์ภายในชิปด้วยอะลูมิเนียม โดยยังคงใช้สถาปัตยกรรมแบบ IA – 32 ซึ่งก็คือซีพียูที่มีการประมวลผลขนาด 32 บิต เช่นเดียวกับที่ใช้ในสถาปัตยกรรม P 6 micro – architecture

เนื่องจาก Pentium 4 ที่ผลิตขึ้นด้วยกระบวนการผลิตขนาด 0.18 ไมครอน ถูกบรรจุด้วยทรานซิสเตอร์จำนวนมากถึง 42 ล้านตัว ทำให้ซีพียูมีขนาดใหญ่ขึ้น โดยมีพื้นที่แกนหลักขนาด 271 ตารางมิลลิเมตร ซึ่งมีพื้นที่แกนหลักใหญ่เกือบจะสองเท่าของซีพียู Athlon ที่ใช้พื้นที่แกนหลักเพียง 120 ตารางมิลลิเมตร ในการบรรจุทรานซิสเตอร์จำนวน 37 ล้านตัว ทำให้ซีพียู Pentium 4 ในสายการผลิตใหม่ โดยจะลดกระบวนการผลิตลงเหลือเพียง 0.13 ไมครอน และจะมีการนำเอาการเชื่อมต่อด้วยทองแดง มาใช้แทนอะลูมิเนียม ซึ่งจะช่วยให้สามารถเร่งสัญญาณนาฬิกาขึ้นไปได้ที่ความเร็วสูงขึ้นไปถึง 2 GHz และยังช่วยลดการใช้พลังงาน รวมไปถึงลดความร้อนบนตัวซีพียูได้อีกด้วย

                Pentium 4 ที่ผลิตด้วยกระบวนการผลิตขนาด0.18 ไมครอน และบรรจุทรานซิสเตอร์มากถึง 42 ล้านตัว ขณะที่ Pentium III ที่ขนาดการผลิตเท่ากัน แต่บรรจุทรานซิสเตอร์เพียง 28.1 ล้านตัว ทำให้ Pentium 4 มีพื้นที่ของแกนกลางหรือ Die ใหญ่หว่าของ Pentium III โดยซีพียู Pentium 4 จะมีพื้นที่แกนหลักขนาด 217 ตารางมิลลิเมตร ขณะที่ Pentium III มีขนาดเล็กเพียง 105- 125 ตารางมิลิเมตร จะเห็นว่าขนาดแกนหลักของ Pentium 4 จะใหญ่กว่า Pentium III เกือบ 2 เท่า

แผ่นระบายความร้อนบนแกนหลักใน Pentium 4 จะมีแผ่นโลหะบางๆ วางอยู่ ซึ่งจะช่วยเพิ่มประสิทธภาพในการระบายความร้อน เพราะแผ่นโลหะนี้จะช่วยเพิ่มพื้นผิวสัมผัสระหว่างแกนหลัก ของซีพียูกับ ฮีตซิงค์ ช่วยให้การระบายความร้อนดีขึ้น นอกจากนี้ยังมีรูสำหรับใส่สารระบายความร้อนที่จะช่วยให้การระบายความร้อนภาย ในของแกนกลางเร็วขึ้นด้วย

Pentium 4 90 นาโนเมตร

อินเทล เพนเทียม 4 โปรเซสเซอร์ ที่ใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบ 90 นาโนเมตรนี้ ยังคงมีเทคโนโลยีไฮเปอร์ – เธรดดิ่ง ที่ช่วยการทำงานแบบมัลติทาสก์กิ้งอยู่เช่นเดิม และมีคุณสมบัติใหม่ๆเพิ่มเติม เช่น Enhanced Intel Micro-architecture แคช L2 มีขนาดใหญ่ขึ้นเป็น 1 เมกะไบต์ และมีชุดคำสั่งเพิ่มขึ้นอีก 13 ชุด โปรเซสเซอร์ของอินเทลรุ่นต่างๆ ที่มีเทคโนโลยี ไฮเปอร์ – เธรดดิ่ง ช่วยให้ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั้งกลุ่มนักธุรกิจและผู้ใช้ตามบ้าน เพลิดเพลินกับสมรรถนะการทำงานของเครื่องอย่างเต็มที่เนื่องจากเครื่องสมารถ ปฏิบัติตามคำสั่งได้รวดเร็วแม้ว่าในขณะนั้นเครื่องกำลังทำงานแบ็คกราวนด์ อื่นๆอีกหลายงาน

                เทคโนโลยีการผลิตแบบใหม่ นี้ ประกอบกับความสามารถต่างๆที่ล้ำหน้าทางด้านสถาปัตยกรรม ทำให้อินเทลสามารถผลิตอุปกรณ์ใหม่ๆ ที่ผู้ใช้คอมพิวเตอร์ทั่วไปสามารถนำไปใช้งานร่วมกับอุปกรณ์ดิจิทัลได้หลาก หลายมากขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานให้กับลูกค้ากลุ่มองค์กร และผู้ใช้ตามบ้านกับแอปพลิเคชั่นรุ่นใหม่ๆในปัจจุบัน และมีสมรรถนะที่สามารถรองรับเทคโนโลยีใหม่ๆในยุคถัดไปได้อีก

อธิบายคำศัพท์ต่างๆเกี่ยวกับMicroprocessor  SSE

Streaming SIMD Extension เป็น ชุดคำสั่งที่ทำให้ไมโครโพรเซสเซอร์สามารถตอบสนองการทำงานอย่างมีประสิทธิภาพ ในการใช้โปรแกรมทางอินเตอร์เน็ต ให้สามารถแสดงภาพได้รวดเร็ว ซึ่งมีการปรับปรุงส่วนต่างๆ คือ

o Floating Point Instruction เพิ่มชุดคำสั่งสำหรับการประมวลผลทางด้านกราฟิก 3 มิติ พร้อมด้วยชุดคำสั่งที่ทำให้ไมโครโพรเซสเซอร์

สามารถประมวลผลทางคณิตศาสตร์ได้คราวละ 4 ต่อชุดคำสั่ง 1 ชุด

o MMX Technology Instructions เพิ่มเติมชุดคำสั่งสำหรับภาพเคลื่อนไหว เสียง ภาพ ทางด้าน Multimedia จากเดิมที่มีอยู่ในเพนเที่ยมทู

อีก 12 คำสั่ง

o Cache Control Instructions ชุดคำสั่งในการควบคุมการไหลของข้อมูลระหว่างหน่วยความจำกับไมโครโพรเซสเซอร์ ทำให้ควบคุม

การไหลของข้อมูลได้อย่างต่อเนื่อง

Dinamic Execution

เป็นคุณสมบัติหนึ่งของสถาปัตยกรรมไมโครโพรเซสเซอร์ ที่ช่วยให้ไมโครโพรเซสเซอร์สามารถจัดการกับคำสั่งได้หลายๆ คำสั่งในขณะเดียวกัน ส่งผลให้การทำงานเสร็จเร็วยิ่งขึ้น ซึ่งมีส่วนประกอบสำคัญ 3 อย่างคือ

o การคาดเดา ( Multiple branch prediction ) ลักษณะการไหลของโปรแกรมผ่านทางแขนงคำสั่งต่างๆ ได้ล่วงหน้า

o วิเคราะห์และจัดลำดับงาน ( Dataflow analysis ) คำสั่งที่จะต้องจัดการในลำดับต่อๆ ไป ล่วงหน้าเมื่อหน่วยประมวลผลพร้อม โดยไม่จำเป็นต้องเหมือนกับที่โปรแกรมได้กำหนดไว้

o คาดเดาและจัดการคำสั่ง ( Speculative execution ) โดยการมองหาคำสั่งที่น่าจะต้องทำไว้ล่วงหน้าก่อน พร้อมลงมือจัดการ กับคำสั่งที่จำเป็นนั้นไว้ก่อนเลย

Dual Independent bus

สถาปัตยกรรมบัสอิสระแบบคู่ หรือ D.I.B ช่วยให้บัสข้อมูลสามารถส่งผ่านข้อมูลได้มากขึ้น โดยการเพิ่มบัสที่สองขึ้น เพื่อเพิ่มช่องทางในการ สื่อสารข้อมูลระหว่างแคช L2 ช่วยลดปัญหาการคับคั่งของข้อมูลภายในตัวโพรเซสเซอร์ ทำให้การทำงานได้รวดเร็วขึ้น

MMX

 เทคโนโลยี MMX ถูกสร้างขึ้นโดยวิศวกรของอินเทล เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของไมโครโพรเซสเซอร์ ในด้านของการสื่อสารข้อมูล การสร้างภาพ กราฟฟิก วีดีโอ และระบบเสียงที่คุณภาพดีขึ้น โดยการเพิ่มชุดคำสั่งในการทำงานอยู่ภายใน 57 คำสั่ง สร้างด้วยเทคโนโลยีขนาด 0.35 ไมครอน ภายในประกอบด้วยทรานซิสเตอร์จำนวน 4.5 ล้านตัว มีหน่วยความจำแคชขนาด 32 กิโลไบต์ เพิ่มระบบการทำงานแบบหนึ่งคำสั่งหลายข้อมูล SIMD (Single instruction Multiple data) ทำให้ประสิทธิภาพการทำงานโดยรวมดีขึ้น 10-20 เปอร์เซ็นต์จากเดิม และกินไฟฟ้าน้อยลง โดยการ ใช้เทคโนโลยีนี้จำเป็นที่ Software ที่พัฒนาขึ้นจะต้องสนับสนุนคำสั่งแบบ MMX อยู่ด้วย สำหรับรุ่นที่มีเทคโนโลยี MMX อยู่ภายในประกอบด้วย รุ่นที่มีสัญญาณนาฬิกาที่ 166, 200 และ 233 เมกะเฮิรตซ์

วิวัฒนาการของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์

      เครื่องไมโครคอมพิวเตอร์เริ่มแรกที่ไดรับความนิยมสูง คือ เครื่องแอปเปิ้ล (Apple) เป็นเครื่องขนาด 8 บิต หน่วยความจำยังมีไม่มาก ต่อมาบริษัท IBM ซึ่งเป็นบริษัทยักษ์ใหญ่ ครอบครองตลาดเมนเฟรมอยู่ในขณะนั้น ได้หันมาสนใจเข้าร่วมในตลาดของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ คอมพิวเตอร์โดยสร้างเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ที่เรียกว่า IBM PC ขึ้น หรือที่เรียกกันว่า เครื่องพีซี (PC : Personal Computer) ในปี ค.ศ. 1981 เดือนสิงหาคม IBM PC รุ่นแรกได้ถูกวางตลาด ซึ่งเป็นเครื่องที่ได้รับความนิยมอย่างสูงในเวลาต่อมา

       เมื่อบริษัท IBM ประสบความสำเร็จอย่างสูงในตลาดของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์เครื่อง IBM PC เป็นเครื่องที่ไม่มีฮาร์ดดิสก์ (Hard disk) มีแต่ฟล็อปปี้ดิสก์ (Floppy disk) ขนาด 360 KB จำนวน 2 ตัวเท่านั้น ซึ่งถ้ามีข้อมูลปริมาณมากๆ จะไม่สะดวกในการใช้และใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ 8088 ของบริษัทอินเทล (Intel) เป็นหน่วยประมวลผลกลางใช้กับข้อมูลขนาด 16 บิต จึงนับได้ว่า IBM PC เป็นจุดเริ่มต้นของไมโครคอมพิวเตอร์ขนาด 16 บิต

       หลังจากที่เครื่อง IBM PC ได้รับความนิยมมาก ผู้ผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์ทั้งหลายจึงได้พยายามผลิตเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ออกมาขายแข่ง โดยสร้างเป็น IBM Compatible ซึ่งหมายความว่าสามารถเข้ากันได้กับเครื่องIBM เหตุผลที่ทำให้บริษัทเหล่านี้ต้องทำเครื่องคอมพิวเตอร์ออกมาให้ใช้เข้ากันได้กับเครื่อง IBM ก็เนื่องจากตัวโปรแกรมควบคุมการทำงานและแอพพลิเคชั่น (Application) ต่างๆ มากมายที่ถูกพัฒนาขึ้นมาบนเครื่อง IBM และได้รับความนิยมอย่างสูง ถ้าผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์ออกมาไม่คอมแพททิเบิล (Compatible) กับ IBM ก็ไม่สามารถทำงานกับโปรแกรมเหล่านี้ได้และตลาดก็ไม่ยอมรับ

       ต่อมาในปี ค.ศ. 1983 เดือนกุมภาพันธ์บริษัท IBM ได้ผลิตเครื่องรุ่นใหม่ออกมาเรียกว่า IBM XT (XT : eXTended) ซึ่งต่างกับ IBM PC คือ มีฮาร์ดดิสก์ที่มีความจุสูง และออกแบบวงจรภายในให้มีขนาดเล็กลงและทำให้มีขีดความสามารถในการทำงานได้ดีขึ้น

       ต่อมาในปี ค.ศ. 1984 เดือนสิงหาคม เครื่องพีซีรุ่นต่อมาของบริษัท IBM คือ IBM AT (At : Advance Technology) ซึ่งต่างจาก IBM XT คือ เปลี่ยนจากไมโครโปรเซสเซอร์ 8088 ไป เป็น 80286 ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ 80286 ของอินเทล ซึ่งมีประสิทธิภาพสูงและทำงานได้เร็วกว่า

       หลังจากไมโครโปรเซสเซอร์ 80286 ได้ออกสู่ตลาด บริษัทอินเทลได้ผลิตไมโครโปรเซสเซอร์ 80386 ตามออกมาโดยเครื่องคอมพิวเตอร์ในรุ่นนี้จะประมวลผลทีละ 32 บิต ทำให้การทำงานรวดเร็วขึ้น ในรุ่นนี้ได้มีรุ่นย่อๆ โดยมีรหัสเป็น 80386aabb ซึ่ง aa เป็นตัวอักษรย่อ หมายถึง โครงสร้างของไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งเป็นรุ่น DX SX SL ส่วนค่า bb หมายถึง สัญญาณ นาฬิกาที่ซีพียูนั้นใช้ในการทำงาน เครื่องที่มีค่าสัญญาณนาฬิกาสูง จะเป็นเครื่องที่ทำงาน ได้เร็วกว่า เครื่องที่มีค่าสัญญาณนาฬิกาต่ำกว่าค่าความเร็วต่างๆ ก็มี 12, 16, 20, 25, 33, 40 โดยมีหน่วยเป็น เมกกะเฮิรตซ์ (MHz) หรือ 1 ล้านครั้งต่อวินาทีเมกกะเฮิรตซ์ คือความเร็วในการส่งข้อมูล

       * รุ่น DX ซึ่งต่อท้ายหมายเลขเป็นการบฟอกการรับส่งข้อมูลกับหน่วยความจำและหน่วยรับส่งข้อมูลเข้าออกเป็น 32 บิต โดยส่งข้อมูลไปประมวลผลทีละ 32 บิต เรียกว่า 32 บิตแท้รุ่น DX นี้จะมี Math CO ทุกรุ่น (Math CO : Math Coprocessor) ซึ่งเป็นอุปกรณ์ IC พิเศษ ช่วยในการคำนวณฟังก์ชั่นยากๆ ทางคณิตศาสตร์ให้รวดเร็วขึ้น

       * รุ่น SX เป็นการบอกการรับส่งข้อมูลกับหน่วยความจำและหน่วยรับส่งข้อมูลเข้าออกเป็น 16 บิต โดยส่งข้อมูลครั้งละ 16 บิต ไปรวมเป็น 32 บิต และจึงประมวลผลเรียกว่า 32 บิตเทียม ดังนั้นจะต้องมีการส่งข้อมูล 2ครั้ง จึงจะสามารถทำงานได้ในขั้นตอนต่อไป

       * รุ่น SL เป็นรุ่นประหยัดคล้ายกับรุ่น SX เพียงแต่จะใช้ไฟเลี้ยงต่ำกว่าและกินไฟน้อยกว่าออกแบบสำหรับคอมพิวเตอร์ชนิดวางบนตัก (Laptop) ต่อมาบริษัทอินเทลได้ทำการออกแบบ ไม่โครโปรเซสเซอร์ที่มีความเร็วสูงขึ้นและมีประสิทธิภาพมากขึ้นไปอีก มีชื่อว่า 80486 เครื่องพีซีในรุ่นนี้จึงแบ่งเป็นรุ่นย่อยๆ ดังนี้

              - รุ่น 486 DX การคำนวณและการรับส่งข้อมูลจะเป็น 64 บิต

              - รุ่น 486 DX2 เป็นรุ่นที่สองความถี่คือภายในซีพียูจะทำงานที่ความถี่สัญญาณนาฬิกาตามที่เขียนไว้ในเบอร์ซีพียู แต่ภายนอกจะทำงานด้วยความเร็วเพียงครึ่งหนึ่งเพราะอุปกรณ์ รอบข้างยังไม่สามารถทำงานด้วยความเร็วสูง

              - รุ่น 486 DX4 เป็นรุ่นที่มีไฟเลี้ยง 3.3 โวลต์ สามารถทำงานที่เร็วเป็นหลายเท่าของสัญญาณนาฬิกา และต่อมาคือรุ่นเพนเทียม (Pentium) ซึ่งมีความเร็วต่างๆ กัน  เช่น 100, 133, 166, 200, 300 เมกะเฮิรตซ์(MHz) ความเร็วของซีพียูมีหน่วยเป็นเมกะเฮิรตซ์ (MHz) ซึ่งเป็นหน่วยวัดความถี่ที่มีจำนวนสัญญาณประมาณล้านรอบต่อวินาที

       บริษัทที่ผลิตเครื่องคอมแพททิเบิล ก็พยายามสร้างเครื่องคอมพิวเตอร์ให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้นและราคาถูกลง โดยแข่งขันกันในด้านประสิทธิภาพ และราคา ทำให้ราคาของเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ลดต่ำลงเรื่อยๆ

       เครื่องพีซีรุ่นถัดไปก็เป็นพีซียู ที่เรียกว่า Pentium  เช่น Pentium 100, 133, 166, 200 MHz ต่อมาในปี พ.ศ. 2540 ก็มี Pentium Pro และ Pentium พร้อมด้วยเทคโนโลยี MMX ออกสู่ตลาด ที่ความเร็วตั้งแต่ 166MHz และ 200 MHz ตามลำดับในกลางปี พ.ศ. 2540 Pentium II ก็ทยอยตามมาวิวัฒนาการของเครื่องพีซีคงมีอยู่ต่อไปเรื่อยๆ แนวโน้มเครื่องพีซีต่อไปจะเน้น การประมวลผลข้อมูลแบบขนาน (Parallel Processing) หรือเป็นระบบมัลติโปรเซสเซอร์ (multiprocessor) ซึ่งใช้ ซีพียูหลายๆ ตัวช่วยกันทำงานแต่ละอย่างพร้อมๆ กันในเครื่องพีซีเครื่องเดียวกัน ซึ่งจะทำให้คอมพิวเตอร์ทำงานได้เร็วขึ้น

ปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของคอมพิวเตอร์

            ในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีโปรเซสเซอร์หรือซีพียูและหน่วยความจำ เหมือนกันแต่ก็ไม่ได้หมายความว่ามันจะมีประสิทธิภาพเหมือนกัน อาจจะมีปัจจัยอื่นๆอีกหลายอย่างที่อาจจะทำให้ประสิทธิภาพแตกต่างกันได้ ในช่วงเวลาที่ผ่านมาความสามารถของคอมพิวเตอร์ได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ความสามารถในคอมพิวเตอร์จะหมายถึงความเร็วในการประมวลผลข้อมูล เทคโนโลยีในการผลิตชิปไมโครโปรเซสเซอร์ได้พัฒนากันอย่างรวดเร็ว สามารถบรรจุทรานซิสเตอร์จำนวนมากลงบนชิปขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ทำให้มีประสิทธิภาพเพิ่มขึ้นและเร็วขึ้นด้วย จะกล่าวถึงปัจจัยที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์พอสังเขป ดังนี้

  1. รีจิสเตอร์

      รีจิสเตอร์ เป็นหน่วยความจำที่อยู่ในตัวของไมโครโปรเซสเซอร์ ขนาดของรีจิสเตอร์จะบ่งบอกถึงความสามารถในการประมวลผลของไมโครโปรเซสเซอร์ ในโปรเซสเซอร์รุ่นแรกๆ รีจิสเตอร์จะเก็บข้อมูลได้ 16 บิต ปัจจุบันจะมีขนาด 32 บิต ส่วนในเครื่องมินิคอมพิวเตอร์จะมีขนาด 64 บิต ขนาดของรีจิสเตอร์บางครั้งเรียกหน่วยวัดเป็น เวิร์ด ซึ่งเป็นตัวกำหนดจำนวนข้อมูลที่คอมพิวเตอร์สามารถทำงานได้ในเวลาหนึ่งๆ ขนาดเวิร์ดที่ใหญ่กว่าจะสามารถประมวลผลได้เสร็จเร็วกว่า ในกลุ่มของข้อมูลที่เท่ากัน

2. หน่วยความจำแคซ

     หน่วยความจำแคซ  เป็นหน่วยความจำที่ซีพียูสามารถติดต่อได้ด้วยความเร็วสูง โดยปกติการทำงานของซีพียูจำเป็นต้องเร่งความเร็ว แต่หน่วยความจำภายนอกจะมีการทำงานที่ความเร็วต่ำกว่า  ดังนั้นจึงต้องสร้างบัฟเฟอร์ไว้ภายในเพื่อให้ซีพียูทำงานร่วมด้วย ขนาดของเครื่องยิ่งใหญ่จะช่วยให้มีบัฟเฟอร์เก็บข้อมูลได้มาก การทำงานของซีพียูจะดีขึ้น หน่วยความจำแคซที่ดีต้องมีความเร็วตอบสนองซีพียูได้สูงมากเท่าเทียมกับซีพียู แต่สภาพความเป็นจริงจะทำให้มีราคาแพงขึ้น จึงแบ่งแคซเป็นระดับ การติดต่อกับแคซจะมีช่องทางติดต่อเพื่อโอนย้ายข้อมูล ทำได้คร้งละ 64 บิต

3. ความเร็วของสัญญาณนาฬิกา

    สัญญาณนาฬิกา  เป็นตัวกำหนดจังหวะการทำงาน สัญญาณนาฬิกาเป็นสัญญาณทางไฟฟ้ารูปคลื่นสี่เหลี่ยม ที่สร้างขึ้นและป้อนให้กับซีพียูเพื่อเป็นฐานเวลาในการทำงาน คือ ความเร็วที่ไมโครโปรเซสเซอร์ประมวลผลคำสั่งนั่นเอง เครื่องคมอมพิวเตอร์ทุกเครื่องต้องมีระบบสร้างสัญญาณนาฬิกาภายใน เพื่อใช้เป็นสัญญาณอ้างอิง ในการจัดระเบียบการประมวลผลคำสั่ง และควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆให้สอดคล้องกัน ตัวซีพียูเองต้องการจำนวนสัญญาณนาฬิกา ในอัตตราที่แน่นอนในการประมวลผลคำสั่ง แต่ละคำสั่ง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความยากง่ายและปริมาณขั้นตอนในการประมวลผลนั้นๆ สัญญาณนาฬิกายิ่งเร็วเท่าซีพียู ยิ่งสามารถประมวลผลได้คำสั่งมากเท่านั้น สัญญาณนาฬิกามีหน่วยวัดเป็น MHz โดยที่ 1MHz เท่ากับ 1ล้านรอบ(สัญญาณนาฬิกา) ต่อวินาที ในปัจจุบันความเร็วของสัญญาณนาฬิกา จะมีหลายร้อย HMz ขึ้นไป บางเครื่องอาจจะมีมากถึงระดับ GHz (พันล้านรอบต่อวินาที) ถึงแม้สัญญาณนาฬิกาจะเป็นหนึ่งในตัวบอกประสิทธิภาพของเครื่องคอมพิวเตอร์ แต่ไม่ได้หมายความว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีสัญญาณนาฬิกาที่มีความถี่สูงๆเพียงอย่างเดียวจะมีประสิทธิภาพสูงกว่าเครื่องที่มีสัญญาณนาฬิกาความถี่ต่ำกว่า หากเราเพิ่มสัญญาณนาฬิกาเป็นสองเท่าแล้วนั้น ไม่ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์เครื่องนั้นเพิ่มสามารถในการประมวลผลคำสั่งเป็นสองเท่าด้วย ทั้งนี้เพราะชนิดของไมโครโปรเซสเซอร์ สถาปัตยกรรมของบัส และชุดอุปกรณ์อื่นที่แตกต่างกัน ต่างก็มีประสิทธิภาพการทำงานของคอมพิวเตอร์ด้วยเช่นกัน โปรเซสเซอร์บางตัวทำการประมวลผล หนึ่งคำสั่งต่อหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกา  แต่ โปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ๆสามารถทำการประมวลผลคำสั่งได้มากกว่า หนึ่งคำสั่งต่อหนึ่งรอบสัญญาณ

4. โปรเซสเซอร์ช่วยคำนวณ

     โปรเซสเซอร์ช่วยคำนวณ เป็นชิปที่ถูกออกแบบมาเพื่อจัดการความซับซ้อนทางคณิตศาสตร์ ในซีพียูรุ่นใหม่ๆจะมีโปรเซสเซอร์ช่วยคำนวณอยู่ในตัวแล้วยุคแรกๆ จะไม่มีถ้าต้องการผู้ใช้ต้องหามาติดตั้งเอง ปกติการคำนวณในโปรเซสเซอร์หลักจะใช้ ALU แต่ในการคำนวณที่ซับซ้อน โปรเซสเซอร์ช่วยคำนวณจะทำได้เร็วกว่าโดยใช้หลักการโฟลติง-พอยต์ คือ การเปลี่ยนเลขให้อยู่ในรูปเลขยกกำลัง ด้วยเททคนิคนี้ทำให้เครื่องไม่ต้องใช้เนื้อที่ในการเก็บข้อมูลมาก

CISC (Complex Instruction Set Computer)

การใช้หน่วยความจำ

    สถาปัตยกรรมแบบ CISC จะมีชุดคำสั่งมากมายหลายคำสั่งที่ซับซ้อนและยุ่งยาก   แต่นั้นไม่ได้หมายความว่า  ทุกชุดคำสั่งจะมีการ FIX CODE คือ ถ้ามีการใช้ชุดคำสั่งที่มีความซับซ้อนมากก็จะใช้จำนวนบิตมาก  แต่ถ้าใช้งานชุดคำสั่งที่มีความซับซ้อนน้อยก็จะใช้จำนวนบิตน้อยเช่นกัน ในการเก็บชุดคำสั่งของ CISC นั้นจะเก็บเท่ากับจำนวนจริงของการใช้งาน จึงประหยัดเนื้อที่ในหน่วยความจำแต่เนื่องจากการเก็บชุดของคำสั่งนั้น เก็บเฉพาะการใช้งานจริง ซึ่งจะใช้งานหน่วยความจำน้อย  แต่นั้นไม่ได้หมายความว่าจะทำให้เกิดประสิทธิภาพในการทำงาน แต่จะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ช้าลง  เพราะต้องเสียเวลาการถอดรหัสอันยุ่งยากของการเข้ารหัสที่มีขนาดไม่เท่ากัน

ประสิทธิภาพ

1.เนื่องจาก CISC มีชุดของคำสั่งที่ซับซ้อนมากกว่า RISC และในคำสั่งพิเศษที่มีอยู่ใน  CISC นั้น (หรือคำสั่งยากๆ)  เช่น การแก้สมการในการทำงานหนึ่งคำสั่งของ CISC อาจใช้เวลา (สัญญาณนาฬิกา) มากกว่าการนำเอาคำสั่งที่มีอยู่ใน RISC หลายๆคำสั่งมารวมกันเสียอีก

2.ประสิทธิภาพอาจลดลงเนื่องจากเสียเวลาในการถอดรหัส เพราะชุดคำสั่งของ CISC ไม่แน่นอน มีทั้งสั้นและยาว อีกทั้งวงจรมีความสลับซับซ้อนมาก และใช้วงรอบสัญญาณนาฬิกานาน จึงทำให้เสียค่าใช่จ่ายสูง และใช้เวลานานกว่าในการประมวลผล

การสนับสนุนของคอมไพเลอร์

     ใน CISC มีชุคำสั่งที่ซับซ้อนซึ่งติดมากับซีพียูอยู่แล้ว   แต่เมื่อมาทำการเขียนโปรแกรมแล้วผ่านตัวคอมไพเลอร์  หรือ ตัวแปลจากโปรแกรมเป็นภาษาเครื่อง  จะพบว่าคำสั่งยากๆ ที่มีอยู่ในซีพียูนั้น ตัวคอมไพเลอร์ กลับแปลงให้อยู่ในรูปของคำสั่งง่ายๆ  หรือกล่าวคือ  วอฟต์แวร์ไม่สนับสนุนกับฮาร์ดแวร์  ซึ่งในซีพียูหรือฮาร์ดแวร์นั้นมีการรองรับการทำงานของชุดคำสั่งนี้  แต่ตัวซอฟต์แวร์ไม่ได้มีการใช้คุณสมบัติจากชุดของคำสั่งที่ติดมากับตัวซีพียู แต่อย่างใด   ดังนั้น   ชุดคำสั่งที่บรรจุเอาคำสั่งที่ซับซ้อนไว้ใน  CISC  นั้น จะไม่ค่อยมีประโยชน์มากนัก  ถ้าหากว่าคอมไพเลอร์นั้นไม่รองรับ  และยิ่งไปกว่านั้นตัวคอมไพเลอร์บางตัว  ยังมีชุดคำสั่งที่ยากๆอยู่ในตัวแล้ว  แต่ไม่ได้นำมาใช้งานใน CISC นี้เลย

RISC (Reduced Instuction Set Computer)

การใช้หน่วยความจำ

    เน้นหลักการของการนำเอาชุดคำสั่งง่ายๆเพียงไม่กี่คำสั่ง(โดยทั่วไปไม่เกิน 128 คำสั่ง เช่น บวก ลบ คูณ หาร) มาประกอบรวมเข้าไว้ด้วยกัน 128 คำสั่ง มีค่าเท่ากับ 2 ยกกำลัง 6 หรือกล่าวคือใช้งานแค่ 6 บิต ในการเก็บค่าของชุดคำสั่ง ในการเก็บชุดคำสั่งจึง FIX CODE ไว้แค่ 6 เท่านั้น ซึ่งเกิดข้อเสีย คือ ถ้าหากคำสั่งที่ใช้งานใช้แค่ 1 บิต  ก็ยังคงเก็บ 6 บิต  ทำให้เกิดการสูญเสีย แต่เนื่องจากการเก็บข้อมูลของ RISC นี้เป็นลักษณะ FIX CODE  จึงส่งผลให้การถอดรหัสรวดเร็ว เพราะชุดคำสั่งเท่ากันทุก Record

ประสิทธิภาพ

1.การทำงานจะทำได้เร็วกว่า CISC เพราะ  RISC ประกอบด้วยคำสั่งง่ายๆ เช่น LOAD/STORE ใช้ในการโหลดข้อมูลเก็บไว้ในเรจิสเตอร์โดยตรงและให้เรจิสเตอร์ทำการประมวลผลจากนั้นค่อยเก็บไว้ในหน่วยความจำ (โดยทั่วไปการทำงานของคอมพิวเตอร์เรียงลำดับความเร็ว มีดังต่อไปนี้ CPU  REGISTER   MEMORY  DISK )

2.เนื่องจากการเข้ารหัสชุดคำสั่งเป็นลักษณะ FIX-ENCODING จึงง่ายต่อการถอดรหัส

3.ในสถาปัตยกรรมแบบ  RISC มีเรจิสเตอร์จำนวนมากจึงทำให้การทำงานโดยรวมรวดเร็ว

4.การใช้งานคำสั่งง่ายๆ ของ RISC นี้ บางคำสั่งใช้เวลา(วงรอบสัญญาณนาฬิกา)  ไม่ถึง 1 สัญญาณนาฬิกา  จึงส่งผลให้ทำงานได้รวดเร็ว

การสนับสนุนของคอมไพเลอร์

     ใน RISC นั้นมีคำสั่งประมาณ 128 คำสั่ง  แนบมากับซีพียู   และอนุญาตให้ใช้งานคำสั่งประเภท LOAD/STORE  ที่นำข้อมูลจากหน่วยความจำไปทำกับเรจิสเตอร์โดยตรง  ซึ่งทำให้การทำงานโดยรวดเร็วกว่า จากจุดนี้เองในการใช้งานในส่วนของคำสั่งที่ซับซ้อน  อาจต้องใช้คำสั่งในตัวคอมไพเลอร์มาใช้งานมากกว่า  RISC เพราะ  RISC เน้นหลักการทำงานของชุดคำสั่งที่ง่ายๆ  แต่รวดเร็ว  ดังนั้นคำสั่งยากๆ  จึงโยนให้เป็นหน้าที่ของตัวคอมไพเลอร์แทน

เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์และความคาดหวังในอนาคต

            ในช่วงระยะเวลา 15-20 ปีที่ผ่านมา ความสามารถของไมโครคอมพิวเตอร์ได้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วมากทั้งความเร็วในการประมวลผลและประสิทธิภาพโดยรวม ความจริงอย่างหนึ่งที่เห็นได้ชัดเจนคือความสามารถของคอมพิวเตอร์ได้เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าทุกๆ 18 เดือน ซึ้งเป็นไปตามกฏของมัวร์ โดยนายกอน มัวร์ ผู้ก่อตั้งบริษัทอินเทลเป็นผู้ตั้งกฏนี้ขึ้น เมื่อเวลาผ่านมาเรื่อยๆ กฏนี้เริ่มเป็นจริงเนื่องจากเทคโนโลยีการผลิตซีพียูได้ก้าวหน้าอย่างรวดเร็วจนทำให้ซีพียูในปัจจุบันมีความเร็วเป็นพันเท่าของซีพียูเมื่อ 20 ปีที่แล้ว

           เทคโนโลยีเหล่านี้ยังมีจุดปรับปรุงเรื่อยๆ เช่น เพิ่มขนาดแคซ กำหนดให้สัญญาณนาฬิกาเร็วขึ้น การทำให้มีคำสั่งการทำงานได้มากขึ้นในหนึ่งรอบคำสั่ง รวมถึงการเพิ่มขนาดรีจิสเตอร์และบัส การลดขนาดการสิ้นเปลืองกำลังไฟฟ้าของชิป การเพิ่มจำนวนทรานซีสเตอร์และลดขนาดของชิปลง นักวิเคราะห์หลายคนกล่าวว่า เทคโนโลยี  RISC จะเป็นปัจจัยหลักในการเพิ่มประสิทธิภาพของซีพียู เนื่องจากในปัจจุบันนี้ชิป RISC เพิ่งเริ่มออกมาใช้งาน ทำให้ยังมีแนวทางอีกมากในการปรับปรุงพัฒนา