หน่วยความจำหลัก

หน่วยความจำหลัก (Main Memory Unit)
หน่วยความจำหลักที่นิยมใช้งานอยู่ในปัจจุบัน สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ

• หน่วยความจำหลักแบบอ่านได้อย่างเดียว (Read Only Memory)

นิยมเรียกสั้น ๆ ว่า รอม (ROM) คือหน่วยความจำที่เก็บชุดคำสั่งที่ใช้ในการเริ่มต้นการทำงานหรือชุดคำสั่งที่สำคัญ ๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ โดยคำสั่งที่ใช้ในชิปชื่อ ROM BIOS (Basic Input/Output System) เนื่องจากรอมมีคุณสมบัติในการเก็บข้อมูลได้ตลอดโดยไม่ต้องใช้ไฟฟ้าหล่อเลี้ยง นั่นคือ แม้จะปิดเครื่องแล้วเมื่อเปิดเครื่องใหม่ข้อมูลในรอมก็ยังอยู่เหมือนเดิม แต่ข้อเสียของรอมคือหน่วยความจำชนิดนี้ไม่สามารถแก้ไขหรือเพิ่มเติมชุดคำสั่งได้ในภายหลัง รวมทั้งมีความเร็วในการทำงานช้ากว่าหน่วยความจำแบบแรม

นอกจากนี้ ในปัจจุบันมีรอมที่เป็นชิปพิเศษแบบต่าง ๆ อีก คือ

• PROM (Programmable Read-Only Memory)

เป็นหน่วยความจำแบบรอม ที่สามารถบันทึกด้วยเครื่องบันทึกพิเศษได้หนึ่งครั้ง จากนั้นจะลบหรือแก้ไขไม่ได้

• EPROM (Erasable PROM)

เป็นหน่วยความจำรอม ที่ใช้แสงอัลตราไวโอเลตในการเขียนข้อมูล สามารถนำออกจากคอมพิวเตอร์โดยใช้เครื่องมือพิเศษและบันทึกข้อมูลใหม่ได้

• EEPROM (Electrically Erasable PROM)

จะเป็นเทคโนโลยีใหม่ล่าสุดซึ่งรวมเอาข้อดีของรอมและแรมเข้าด้วยกัน เป็นชิปที่ไม่ต้องใช้ไฟฟ้าในการหล่อเลี้ยงและสามารถเขียน แก้ไขหรือลบข้อมูลที่เก็บไว้ได้ด้วยโปรแกรมพิเศษ โดยไม่ต้องถอดออกจากเครื่องคอมพิวเตอร์ ทำให้เปรียบเสมือนกับหน่วยเก็บข้อมูลสำรองที่มีความเร็วสูง หน่วยความจำชนิดนี้มีข้อด้อย 2 ประการเมื่อเทียบกับหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง นั่นคือราคาที่สูงและมีความจุข้อมูลต่ำกว่ามาก ทำให้การใช้งานยังจำกัดอยู่กับงานที่ต้องการความเร็วสูงและเก็บข้อมูลไม่มากนัก ตัวอย่างของหน่วยความจำเป็นแบบที่รู้จักกันดีคือ หน่วยความจำแบบ Flash ซึ่งนิยมนำมาใช้เก็บในเครื่องรุ่นใหม่ ๆ

• หน่วยความจำหลักแบบแก้ไขได้ (Random Access Memory)

นิยมเรียกสั้น ๆ ว่า แรม (Ram) หมายถึงหน่วยความจำความเร็วสูงซึ่งเป็นที่เก็บโปรแกรมและข้อมูลในคอมพิวเตอร์ ถ้าไม่มีหน่วยความจำนี้โปรเซสเซอร์ก็จะทำงานไม่ได้เลย เนื่องจากหน่วยความจำแรมเป็นเสมือนกระดาษทด ที่เก็บข้อมูลทุกอย่างที่โปรเซสเซอร์ใช้ในขณะกำลังทำงานอยู่ เพราะอุปกรณ์ที่เก็บข้อมูลอื่น เช่น ดิสก์ไดรฟ์ จะมีความเร็วในการอ่านและบันทึกข้อมูลช้ามาก ขณะที่ซีพียูทำงานจึงต้องทำงานกับหน่วยความจำแรมที่มีความเร็วสูงเสมอ
โดยปกติแล้วถ้าคอมพิวเตอร์มีหน่วยความจำมากก็สามารถทำงานได้เร็วขึ้น เพราะมีเนื้อที่สำหรับเก็บคำสั่งโปรแกรมต่าง ๆ ได้ทั้งหมด ไม่ต้องเรียกคำสั่งที่ใช้มาจากหน่วยเก็บข้อมูลสำรอง ซึ่งจะทำให้การทำงานช้าลงอย่างมาก แผงวงจรหลัก (main board) ที่อยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์ โดยปกติจะถูกออกแบบมาให้สามารถเพิ่ม ชิปหน่วยความจำ (memory chip) ได้โดยง่าย เนื่องจากถ้าผู้ใช้ต้องทำงานกับโปรแกรมที่มีการคำนวณซับซ้อนหรือทำงานกับภาพกราฟิก ก็อาจจำเป็นต้องทำการเพิ่มหน่วยความจำให้มากขึ้น
คอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ส่วนมากจำเป็นต้องมีหน่วยความจำ จำนวนมาก เนื่องจากมักจะนำคอมพิวเตอร์เหล่านั้นมาใช้ประมวลผลโปรแกรมจำนวนหลาย ๆ โปรแกรมพร้อม ๆ กันเสมอ เช่น ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Cray-4 ต้องใช้หน่วยความจำแรมอย่างน้อย 256 เมกะไบต์ เครื่องมินิคอมพิวเตอร์ DEC AXP/150 ใช้หน่วยความจำแรมอย่างน้อย 128 เมกะไบต์ เนื่องจากการที่มีผู้ใช้หลายคนทำงานพร้อม ๆ กัน โดยใช้หลักการของ มัลติโปรเซสซิ่ง (multiprocessing) จะต้องมีการแบ่งเนื้อที่ในหน่วยความจำ เพื่อเก็บโปรแกรมแต่ละโปรแกรมให้สามารถทำงานไปได้พร้อมกัน

จอภาพ

 จอภาพ เป็นอุปกรณ์ที่รับสัญญาณจากการ์ดแสดงผล มาแสดงเป็นภาพบน จอภาพ ซึ่งเทคโนโลยีจอภาพในปัจจุบันคงจะเป็น จอภาพแบบ Trinitron และ Flat Screen(จอแบน) ไม่ว่าจะเป็น CRT(moniter ทั่วไป) หรือ LCD (จอที่มีลักษณะแบนเรียบทั้งตัวเครื่อง) จอแบนจะมีประสิทธิภาพ ในการแสดงผลมากกว่าจอปกติ เพราะสามารถลดแสดงสะท้อนได้ดี กว่าทำให้ไม่เกิดอาการเมื่อยล้า และปวดตาเมื่อต้องทำงานนาน ๆ แต่ ราคาของจอแบนยังมีราคาสูงกว่า จอปกติพอสมควรทำให้ยังไม่เป็น ที่นิยมมากนัก แต่ในอนาคตอันใกล้จอแบนคงจะมีราคาที่ถูกกว่านี้
และเป็นมาตรฐานของจอภาพคอมพิวเตอร์ในอนาคต

     การที่ผู้ใช้มองเห็นสิ่งต่าง ๆ ปรากฏบนจอภาพได้นั้น เป็นเพราะฮาร์ดแวร์อีกตัวหนึ่ง ที่ทำงาน ควบคู่กับจอภาพเรียกว่า การ์ดสำหรับแสดงผลจอภาพ (Display Adapter Card) เป็นวงจรภายใน เครื่องคอมพิวเตอร์ที่ทำงานร่วมกับจอภาพ

ซีพียู

ซีพียู (CPU) คือ อุปกรณ์ตัวหนึ่งที่มีความสำคัญและจำเป็นในการทำงานของคอมพิวเตอร์ซึ่งอาจจะเรียกว่าเป็นหัวใจของคอมพิวเตอร์เลยก็ได้ ซีพียู เป็นตัวควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นอุปกรณ์ที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ หรืออุปกรณ์ต่อพ่วงที่ต่อร่วมกับคอมพิวเตอร์ โดย จะเป็นตัวกำหนดความสำคัญของอุปกรณ์ว่าตัวใดมีความสำคัญมากกว่าซึ่งหากติดตั้งอุปกรณ์ 2 ตัวที่อินเทอรัพ, การแจ้งกับซีพียูว่าจะขอเฉพาะอุปกรณ์ที่มีความสำคัญมากกว่าเท่านั้น ส่วนตัวที่สำคัญน้อยกว่าจะไม่สามารถใช้งานได้ เช่น ถ้าเราต่อการ์ดจอภาพกับการ์ดเสียงที่อินเทอรัพเดียวกัน ซีพียู จะเลือกให้ใช้ได้เฉพาะการ์ดจอภาพเท่านั้น

การทำงานของคอมพิวเตอร์ ใช้หลักการเก็บคำสั่งไว้ที่หน่วยความจำ ซีพียูอ่านคำสั่งจากหน่วยความจำมาแปลความหมายและกระทำตามเรียงกันไปทีละคำสั่ง หน้าที่หลักของซีพียู คือควบคุมการทำงานของคอมพิวเตอร์ทั้งระบบ ตลอดจนทำการประมวลผล

กลไกการทำงานของซีพียู มีความสลับซับซ้อน ผู้พัฒนาซีพียูได้สร้างกลไกให้ทำงานได้ดีขึ้น โดยแบ่งการทำงานเป็นส่วน ๆ มีการทำงานแบบขนาน และทำงานเหลื่อมกันเพื่อให้ทำงานได้เร็วขึ้น

ปัจจัยที่มีผลต่อความเร็วของซีพียู

ความสามารถในการประมวลผล (Processing Power) คือประสิทธิภาพและความเร็วในการทำงานของซีพียู ซึ่งขึ้นอยู่กับชนิดหรือรุ่นของซีพียู เครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล (Personal Computer) โดยทั่วไปจะใช้ซีพียูในตระกูลของอินเทล เช่น Pentium I, Pentium II, Pentium III ส่วนเครื่องคอมพิวเตอร์อื่นจะใช้ซีพียูที่ต่างกันออกไป
คอมพิวเตอร์ทำงานด้วยความเร็วที่แตกต่างกันซึ่งขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ ดังนี้

• รีจิสเตอร์
• หน่วยความจำภายนอก
• สัญญาณนาฬิกา เป็นจังหวะ สัญญาณ (Pulse) ในหนึ่งรอบสัญญาณ (Clock Cycle) คอมพิวเตอร์จะคำนวณหนึ่งครั้ง ส่วนความเร็วของรอบสัญญาณ คือจำนวนรอบของสัญญาณต่อวินาที ซึ่งมีความเร็วมากกว่า 100 ล้านรอบต่อวินาที (100 Megahertz) (แอนนา 2540: 9)
• บัส
• หน่วยความจำแคช
• Passing Math Operation

คุณสมบัติอื่น ๆ ของการ์ดแสดงผล

     นอกจากการพิจารณาตัวชิปบนการ์ดแล้ว ในการเลือกการ์ดแสดงผลมาใช้งานยังมีปัจจัยสำคัญอื่น ๆ ที่ต้องนำมาพิจารณาประกอบกันด้วย  เพื่อให้ได้การ์ดที่มีประสิทธิภาพตรงกับงานที่ทำอยู่ด้วย เช่น มาตรฐาน การเชื่อมต่อ ชนิดและขนาดของแรมบนการ์ด เป็นต้น

      1. มาตรฐานการเชื่อมต่อ  การแสดงผลในปัจจุบันใช้ระบบบัสเชื่อมต่อแบบ AGP ( Accelerated Graphic Port ) ซึ่งมาแทนการเชื่อมต่อแบบ PCI โดยมาตรฐาน AGP นี้ทำให้ได้ความเร็วด้านการแสดงผลเพิ่มขึ้น เริ่มต้นที่ความถี่ 66 MHz(ในระบบบัส PCI ทำงานที่ความถี่33 MHz )  และความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ 266 MB/s โดยปัจจุบัน พัฒนาไปถึงมาตรฐาน AGP 8x ที่มีความเร็วในการทำงานถึง 2 GB/s เลยทีเดียว

1) มาตรฐาน AGP 4x เป็นมาตรฐานที่มีใช้งานมากที่สุดในปัจจุบัน โดยรับ/ส่งข้อมูลได้ที่ความเร็วเป็น 2 เท่าของ AGP 2x  โดยใช้ความกว้างบัส 32 บิต สามารถส่งข้อมูลได้ 4ครั้งใน 1 สัญญาณความถี่ ดังนั้นความถี่ในการส่งข้อมูลจะเท่ากับ266 MHz นั่นคือความเร็ว ในการรับส่งข้อมูลสูงสุดเป็น 266 MHz x 4 Bytes = 1064 MB/s หรือ 1 GB/s

2) มาตรฐาน AGP 8x AGP 8x เป็นมาตรฐานการเชื่อมต่อใหม่ที่สามารถทำงานได้ที่ความเร็วสูงสุด 2 GB/sปัจจุบันเมนบอร์ดรุ่นใหม่ ๆ สนับสนุนมาตรฐานนี้กันบ้างแล้ว โดยการ์ดหลาย ๆ รุ่น เช่น ของ WinFast ที่ใช้ชิปกราฟฟิกGeForce FX 5800 หรือการ์ดของ Gigabyte ที่ใช้ชิปกราฟฟิก ATi Radeon 9000 Pro ก็รองรับมาตรฐาน AGP 8x ด้วย

         2. หน่วยความจำบนการ์ดแสดงผล  การทำงานของการ์ดแสดงผลนั้น มีอยู่ 2 โหมด คือใหมด Text และโหมด Gaphic ซึ่งปัจจุบัน ในการทำงานบน Windows นั้นเป็นการแสดงผลในแบบโหมดGraphicซึ่งหน่วยความจำบนการ์ดจะคอยรับข้อมูล ที่มาจากซีพียูถ้าหน่วยความจำ มากก็จะรับข้อมูลจากซีพียูมากช่วยให้การแสดงผลบนจอภาพมีความเร็วสูงขึ้น
         การพิจารณาหน่วยความจำบนการ์ดแสดงผลนั้น สิ่งที่ควรดูมากที่สุดก็คือเรื่องของประเภทแรมและขนาดแรม   แรมที่ใช้บนการ์ดแสดงผลในปัจจุบันมีตั่งแต่ 32-128 MB ซึ่งขนาดของแรมที่มากก็จะช่วยให้คุณภาพการ์ดแสดงผลของการ์ดสูงขึ้นตามไปด้วย  สำหรับชนิดของหน่วยความจำที่ใช้กันบนการ์ดแสดงผลในปัจจุบันนั้นมีดังนี้  

1) แรมชนิด SDRAM เป็นชนิดเดียวกับที่ใช้เป็นหน่วยความจำของคอมพิวเตอร์นั่นเอง มีอัตราการส่งข้อมูลโดยประมาณ 528 MB  ยังคงมีการนำมาใช้บนการ์ดแสดงผลในปัจจุบัน รองจากแรมชนิด DDR SDRAM ที่มักเป็นมาตรฐานของการ์ดแสดงผลรุ่นใหม่ ๆ
2) แรมชนิด DDR SDRAM เป็นแรมที่ได้รับความนิยมในการนำมาใช้บนการ์ดแสดงผลมากที่สุดในปัจจุบัน  เพราะสามารถทำงานได้เร็วกว่าแรมชนิด SDRAM ถึง 2เท่าที่ความถี่เดียวกัน

3) แรมชนิด DDR2 เป็นแรมที่ถูกพัฒนาเพื่อทำงานร่วมกับการ์ดแสดงผลโดยเฉพาะ และจะนำไปใช้ เป็นแรมปกติที่ทำงานร่วมกับซีพียูด้วย DDR2 จะเข้ามาช่วยลดปัญหาคอขวดในการรับส่งข้อมูล ระหว่างชิปกราฟฟิกไปยังหน่วย ความจำบัฟเฟอร์ ทำให้สามารถแสดงผลได้รวดเร็วขึ้น รองรับการทำงานที่ความเร็วมากถึง 1 GHz

รู้จักการ์ดแสดงผล

       การ์ดแสดงผลจะประกอบด้วยส่วนต่างๆที่ไม่ซับซ้อนมากนักโดยส่วนของพอร์ตเชื่อมต่อต่างๆบนการ์ดจะมีข้อความอธิบาย ไว้ด้วย ซึ่งจะสนับสนุนช่องต่อแบบใดบ้างนั้นก็ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของการ์ดรุ่นนั้นๆด้วยสำหรับส่วนประกอบต่างๆที่สำคัญก็คือชิปกราฟฟิกแรมบนตัวการ์ดพอร์ตเชื่อมต่อสายสัญญาณกับจอภาพ และอินเทอร์เฟสของการ์ด

                 นอกจากนั้นการ์ดบางรุ่นยังมีช่องต่อต่าง ๆ ต่อไปนี้เพิ่มด้วย
                         ช่อง DVI สำหรับต่อกับจอภาพ LCD
                         ช่อง Video – in สำหรับรับไฟล์วิดีโอจากกล้องวิดีโอ
                         ช่อง Video-out สำหรับแสดง/นำไฟล์วิดีโอออกไปยังอุปกรณ์ภายนอก
                         ช่อง TV-out สำหรับต่อเข้ากับทีวี (เป็นการ์ดแบบ TV-Tunner )

                คอมพิวเตอร์รุ่นประหยัดในปัจจุบัน มักจะมีชิปสำหรับแสดงผลติดตั้งมาพร้อมกับเมนบอร์ด หรือเรียกว่า Video on Board อยู่แล้ว ซึ่งส่วนเชื่อมต่อต่าง ๆ ที่ออกมาทางด้านหลังของเมนบอร์ดก็จะมีเพียงพอร์ต VGA สำหรับต่อเข้ากับสายสัญญาณจากจอภาพเท่านั้น

การ์ดแสดงผล

การ์ดแสดงผล หรือ การ์ดจอ (video card หรือ display card) เป็นอุปกรณ์ที่รับข้อมูลเกี่ยวกับการแสดงผลจากหน่วยความจำ มาคำนวณและประมวลผล จากนั้นจึงส่งข้อมูลในรูปแบบสัญญาณเพื่อนำไปแสดงผลยังอุปกรณ์แสดงผล















ชื่อ
การ์ดแสดงผลมีชื่อในภาษาอังกฤษหลายคำ รวมถึง video card, display card, graphic adaptor, graphics card, video card, video board, video display board, display adapter, video adapter

การทำงาน
การ์ดแสดงผลสมัยเก่าทำหน้าที่แปลงข้อมูลดิจิทัลเป็นสัญญาณเท่านั้น แต่จากกระแสของการ์ดเร่งความเร็วสามมิติ ในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษที่ 90 โดยบริษัท 3dfx และ nVidia ทำให้เทคโนโลยีด้านสามมิติพัฒนาไปมาก ปัจจุบันการ์ดแสดงผลสมัยใหม่ได้รวมความสามารถในการแสดงผลภาพสามมิติมาไว้เป็นมาตรฐาน และได้เรียกชื่อใหม่ว่า GPU (Graphic Processing Unit) โดยสามารถลดงานด้านการแสดงผลของของหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ได้มาก
ในปัจจุบันการ์ดแสดงผลจำนวนมากไม่อยู่ในรูปของการ์ด แต่จะอยู่เป็นส่วนหนึ่งของแผงเมนบอร์ดซึ่งทำหน้าที่เดียวกัน วงจรแสดงผลเหล่านี้มักมีความสามารถด้านสามมิติค่อนข้างจำกัด แต่ก็เหมาะสมกับงานในสำนักงาน เล่นเว็บ อ่านอีเมล เป็นต้น สำหรับผู้ที่ต้องการความสามารถด้านสามมิติสูง ๆ เช่น ใช้เพื่อเล่นเกมคอมพิวเตอร์ ฮาร์ดแวร์ยังอยู่ในรูปของการ์ดที่ต้องเสียบเพิ่มเพื่อให้ได้ภาพเคลื่อนไหวที่เป็นสามมิติที่สมจริง ในทางกลับกัน การใช้งานบางประเภท เช่น งานทางการแพทย์ กลับต้องการความสามารถการแสดงภาพสองมิติที่สูงแทนที่จะเป็นแบบสามมิติ
เดิมการ์ดแสดงผลแบบสามมิติอยู่แยกกันคนละการ์ดกับการ์ดแบบสองมิติและต้องมีการต่อสายเชื่อมถึงกัน เช่น การ์ด Voodoo ของบริษัท 3dfx ซึ่งปัจจุบันไม่มีแล้ว ปัจจุบันการ์ดแสดงผลสามมิติมีความสามารถเกี่ยวกับการแสดงผลสองมิติในตัว

ประเภทของ การ์ดแสดงผล
1.AGP(Accelerated Graphics Port) เป็นพอร์ตรุ่นเดิมในปัจจุบันได้ล้าสมัยไปเพราะมีความเร็วที่ต่ำ


2.PCI Express
เป็นพอร์ตการเชื่อมต่อใหม่ล่าสุด  ซึ่งมีความเร็วมากกว่า AGP