Tags:

David A. Patterson เขียนบล็อกให้กับ ARM สรุปถึงประวัติศาสตร์ซีพียูตั้งแต่ 30 ปีก่อน โดยมองย้อนการแข่งขันระหว่าง RISC และ CISC เขาแบ่งประวัติศาสตร์ซีพียูออกเป็นสามยุค โดยระบุว่ายุคแรกนั่น RISC ชนะขาด และแพ้ในยุคที่สองซึ่งเป็นยุคของพีซี ส่วนยุคที่สามที่เป็นยุคหลังพีซีนั้น RISC กลับมาได้อีกครั้ง

ถ้าใครเคยเรียนวิชาสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์มาแล้วในตำราน่าจะมีการกล่าวถึงชื่อ David A. Patterson อยู่หลายต่อหลายครั้ง เขาเป็นผู้คิดคำว่า RISC ซึ่งกลายเป็นชื่อตระกูลชิป MIPS, POWER, และ ARM และยังเป็นร่วมประดิษฐ์การต่อฮาร์ดดิสก์เข้าด้วยกันแบบ RAID

บทความมีสองตอน แม้ว่า David A Patterson จะขึ้นชื่อว่าเกลียด x86 อย่างออกหน้าออกตา (ตำราของเขาโจมตีบั๊กของเพนเทียมอย่างเดียวไว้หลายหน้า) แต่บทความก็ยังมีคุณค่าที่นักเรียนสายวิทยาศาสตร์คอมพิวเตอร์ทุกคนควรอ่านครับ ผมจะสรุปสั้นๆ ไว้ในข่าว

ยุคแรก: กำเนิด RISC

ซีพียูยุคแรกมักมีนคำสั่งที่ซับซ้อนเพราะสมัยนั้นยังไม่มีคอมไพล์เลอร์ โดยชิป CISC อาศัยชุดคำสั่งที่เรียกว่า microcode แปลงคำสั่งที่ซับซ้อนเป็นคำสั่งย่อยๆ เพื่อควบคุมวงจรในซีพียูอีกทีหนึ่ง ขณะที่ชิป RISC ออกแบบมาเพื่อความเรียบง่ายให้ออกแบบซีพียูได้ง่าย สามารถทำ pipelining และ superscalar ได้ง่าย ชิป RISC I จึงเอาชนะซีพียูที่ออกแบบโดยบริษัทขนาดใหญ่ได้อย่างขาดลอย (อย่างน้อยสองเท่าตัว)

บริษัทจำนวนมากรับเอาแนวคิด RISC ไปใช้งานเช่น ARM, MIPS, และ Sun SPARC

ยุคที่สอง: ชัยชนะของอินเทล และพีซี

ขณะที่ชิป CISC อื่นๆ เริ่มพ่ายแพ้ไปตามกาลเวลา อินเทลยังยึดกับ x86 ซึ่งมีชุดคำสั่งเป็น CISC โดยสถาปัตยกรรมภายในนั้นกลายเป็น RISC ไปแล้ว อินเทลยอมเสียความเร็วส่วนหนึ่งให้กับวงจรแปลงคำสั่งจาก CISC เป็น RISC เพื่อใช้เทคนิค pipelining และ superscalar ได้อย่างดี แม้จะเสียความเร็วในวงจรแปลงคำสั่งไปบ้างแต่อินเทลมีเทคโนโลยีการผลิตที่เหนือกว่าผู้ผลิตรายอื่นๆ, ความเร็วรวมขึ้นกับความเร็วในวงจรคำนวณเลขทศนิยมและแคชซึ่งมักพอๆ กันในทุกสถาปัตยกรรม, และซอฟต์แวร์จำนวนมากอิงกับสถาปัตยกรรม x86 ดังนั้นแม้ความเร็วจะต่างกันก็ไม่มีผล

นับแต่ปี 2000 เป็นต้นมาความเร็วของ x86 ก็ไล่ขึ้นมาจนไม่ต่างจาก RISC อีกต่อไป (แอปเปิลเปลี่ยนมาใช้ x86 ในปี 2006)

ยุคที่สาม: ยุคหลังพีซี

Patterson เขียนถึงยุคนี้ว่าเป็นยุคหลังยุคพีซี โดยในยุคพีซีนั้นความเข้ากันได้ของซอฟต์แวร์สำคัญที่สุด และอายุแบตเตอรี่มีความสำคัญต่ำกว่า แต่ยุคหลังจากนี้จะเป็นยุคของอุปกรณ์เคลื่อนที่ส่วนบุคคล (Personal Mobile Devices - PMD)

ยุคนี้จะต่างไปจากยุคก่อนๆ คือซอฟต์แวร์ถูกพัฒนาขึ้นใหม่ และซอฟต์แวร์ถูกเผยแพร่ด้วยโมเดล App Store หรือทำงานผ่านเบราเซอร์ ทำให้ความต้องการอิงกับ x86 ต่ำลง ขณะที่ พลังงานมีผลอย่างมากต่อซีพียูในยุคต่อไป และต้นทุนการผลิตก็มีส่วนสำคัญมาก

CPU ในตระกูล ARM และ MIPS นั้นใช้พื้นที่การผลิตต่ำกว่าอย่างน้อยครึ่งหนึ่งของ x86 เช่น Atom ขณะที่ใช้พลังงานต่ำกว่า 40-50% (Patterson ใช้ Atom ในปี 2008 เทียบกับ ARM และ MIP ในปี 2010 และ 2011) และ ARM ยังเปิดให้ผู้ผลิตจำนวนมากเข้ามาผลิตได้ขณะที่ x86 นั้นถูกจำกัดอยู่เฉพาะอินเทลและเอเอ็มดีเป็นหลัก

ในอีกตลาดหนึ่งคือ Cloud Computing นั้นจะมีการพึ่งพิงกับสถาปัตยกรรม x86 น้อยลงกว่าเดิม โดย RISC ต้องมีการปรับปรุงการรองรับหน่วยความจำ ECC หรือการทำ VM ที่ดีกว่านี้ แต่การบุกตลาดนี้จะไม่ยากเหมือนยุคพีซีอีกต่อไป

เมื่อดูภาพรวมแล้วปริมาณการผลิตชิปนั้น ชิปสำหรับ PMD นั้นมากกว่า CISC โดยรวมแบบ 10:1 ถึง 15:1 ดูเหมือนชัยชนะจะกลับมาเป็นของ RISC อีกครั้ง

ที่มา - Software Enablement 1, Software Enablement 2

Get latest news from Blognone

Comments

By: iamfalan
iPhoneAndroidWindows
on 8 February 2011 - 02:15 #257001

ยุค 1-2 วัดด้วยความเร็ว ยุค 3 วัดด้วยปริมาณ?

By: Jai_Magical
iPhoneWindows
on 8 February 2011 - 02:48 #257004
Jai_Magical's picture

สรุปถึงประวัติศาสตร์ซีพียูตั้งแต่ 30 ก่อน
น่าจะเติมคำว่า ปี เข้าไปด้วยนะครับ

By: beersonic
AndroidWindows
on 8 February 2011 - 06:30 #257018

เมื่อดูภาพรวมแล้วปริมาณการผลิตชิปนั้น ชิปสำหรับ PMD นั้นมากกว่า CISC โดยรวมแบบ 10:1 ถึง 15:1 ดูเหมือนชัยชนะจะกลับมาเป็นของ RISC อีกครั้ง >> ผมว่ามันเทียบกันไม่ได้นะ

By: baanmaew on 8 February 2011 - 07:00 #257022

ก่อนหน้านี้ Apple ก็ใช้ CPU ตระกูล RISC มาตลอด แต่มาเปลี่ยนก็ตอนมาใช้ของ Intel เนื่องจากมีข้อจำกัดในเรื่องของ Clock Speed และกาจัดการพลังงาน และความร้อนของ Chip แต่จากนี้ไปเราคงไม่ต้องแบก Notebook ที่มีศักยะภาพสูงมากนัก และต่อไปคงไม่ต้องลง OS ในคอมพิวเตอร์ของเราไว้ตลอดเวลาทุกอย่างคงอยู่ยนเครือข่ายทั้งหมด (ไม่รู้ว่ากำทำงานลักษณะนี้จะเรียกว่า Cloud Computing หรือเปล่า) อยากใช้ Application อะไรก็ใช้จากเครือข่าย ไม่ต้องเอามาลงในเครื่องของเรา ถ้า แม่ข่ายไม่ล่ม เครื่องเราก็ไม่ล่ม แม่ข่ายไม่ติดไวรัสเครื่องเราก็ไม่ติดไวรัส ถึงตรงนี้มันเริ่มเหมือนเรื่องตนเหล็กเลย ติดไวรัสกันทั้งโลกพร้อมกันเลย น่ากลัวนะนี่...แต่เราคงต้องถึงยุคนี้ในเวลาอันใกล้นี่แหละ คงจะมีการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่เกิดขึ้นอีกครังเหมือนสมัยที่โลกเราเริ่มมีคอมพิวเตอร์ใช้ และถัดมามี Internet ใช้ ทำให้มีหลายธุรกิจเกิดขึ้น แต่ก็มีหลายธุรกิจต้องดับไป มันไม่มีผลกระทบเฉพาะในเรื่องของเทคโนโลนีเท่านั้นแต่มันมีผลกระทบถึงชีวิตความเป็นอยู่ของมนุษย์เราทุกผู้คน ดังนั้นเมื่อ Cloud Computing กำลังจะมามันจะเปลี่ยนแปลงอะไรอีกหลายๆ อย่างเราจำเป็นต้องดูแลตัวเองกันให้ดี มีหลายวิธีที่จะอยู๋ให้เท่าทันเทคโนโลยีโดยไม่จำเป็นต้องใช้เงินซื้อมันมา .....

By: Anjue
ContributorAndroidBlackberryUbuntu
on 8 February 2011 - 08:55 #257045 Reply to:257022

Dump Terminal concept ครับ ผมคาดว่ามันจะกลับมาอีกครั้งแน่ๆ

By: pannyda
Android
on 8 February 2011 - 09:45 #257066 Reply to:257022

ประเทศไทยไม่ต้องกลัวครับ เน็ตช้าาาา ไวรัสก็มาช้าาาา 555

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 February 2011 - 07:04 #257023
hisoft's picture

หมายถึงว่า RISC ยังคงแพ้ด้านประสิทธิภาพ แต่ว่ามันมีมากพอให้ทำงานทั่วๆ ไปแล้วโดยที่ CISC มีประสิทธิภาพมากเกินจำเป็นสินะ แต่ผมเองก็ตีความว่า CPU ปัจจุบันเร็วเกินจำเป็นมาหลายปีแล้ว อยากได้ RAM เยอะๆ กับ HDD เร็วๆ มากกว่า (HDD ก็เยอะเกินจำเป็นไปนานแล้ว ^^)

By: PaPaSEK
ContributorAndroidWindowsIn Love
on 8 February 2011 - 08:03 #257027 Reply to:257023
PaPaSEK's picture

เห็นบางคนพก HDD ตัวละ 2TB เป็นจำนวน 3-4 ตัวครับ มีร้อยใช้ร้อยมีล้านใช้ล้าน
คาดว่าถ้ามีถึง 100PB คนก็ยังใช้จนหมด

แต่แอบเห็นด้วยเรื่องอยากได้ HDD กับ RAM ที่ความเร็วสูงขึ้น ส่วน CPU ยังสูงได้อีก

By: Thaina
Windows
on 8 February 2011 - 10:35 #257099 Reply to:257023

สำหรับผมที่ทำงานด้านเกมขอบอกว่า ไม่พอ ครับ

ไม่ได้ทำเกมแฟลช แต่อย่างน้อยเกมแฟลชเปนอะไรที่แดก CPU หนักมาก
ของที่หนัก CPU อีกตัว ก็ เกมอย่างพวก Civilization

By: mr.k on 8 February 2011 - 11:36 #257120 Reply to:257099

CIV 5 นี้ผมว่าเครื่องผมแรงแล้วนะ แต่รอแต่ล่ะเทรินนี้เซ็งเหมือนกันครับถ้าเลือกแผนที่ขนาดใหญ่

By: giogio
Android
on 8 February 2011 - 11:37 #257122 Reply to:257099
giogio's picture

ได้ลองศึกษาหรือใช้ความสามารถของ flash engine ใหม่บ้างยังครับ เห็นว่าสามารถดึงเอา gpu มาประมวลผลช่วยหรือแทน cpu ได้ ผมอยากรู้ว่าในมุมมองของ game programmer กับฟีเจอร์นี้เป็นอย่างไรบ้าง ^^

By: Thaina
Windows
on 8 February 2011 - 11:52 #257128 Reply to:257122

เห็นว่าตอนนี้ยังไม่สมบูรณ์ครับ โดยเฉพาะบนอุปกรณ์พกพา

อย่างที่บอกครับ ว่าผมไม่ได้ทำเกมแฟลช ไม่ได้ยุ่งกับแฟลชเลยก็ว่าได้ ส่วนตัวแล้วผมจึงไม่คาดหวัง

Unity3D ออกจะดีกว่าหลายขุม

By: hisoft
ContributorWindows PhoneWindows
on 8 February 2011 - 14:58 #257181 Reply to:257099
hisoft's picture

หมายถึงสำหรับผมเองอ่ะครับ เครื่องผม HDD 120GB เอง แบ่งไปให้ระบบ Recovery ของ VAIO อีกเหลือใช้จริงๆ ร้อยนึง

อ้อ แต่มีลูกต่อแยกไว้เก็บภาพถ่ายนะครับ

By: rattananen
AndroidWindows
on 8 February 2011 - 10:48 #257109 Reply to:257023

จะพูดว่า RISC ยังคงแพ้ด้านประสิทธิภาพก็ไม่ถูกทั้งหมดนะครับผมว่า การใช้ CPU ทั้งสองประเภทให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดนั้นมันอยู่กับงานนะครับ ตัวอย่างเช่น CPU RISC มี function A ใช้เวลา 2 วิ มี function B ใช้เวลา 2 วิ

CPU CISC มี function C ซึ่งผลลัพธ์ออกมาเหมือน function A หรือ B หรือ A+B ก็ได้ ใช้เวลา 3 วิ

ทำงาน X ซึ่งต้องใช้ function A ถ้าใช้ RISC ใช้เวลา 2 วิ ถ้าใช้ CISC 3 วิ ทำงาน Y ซึ่งต้องใช้ function A+B ถ้าใช้ RISC ใช้เวลา 4 วิ ถ้าใช้ CISC 3 วิ

และในปัจจุปันสินค้าพวก handheld มีบทบาทมากขึ้นซึ่งของพวกนี้ไม่ต้องทำงานครอบจักรวาลเหมือน PC ใช้ RISC ก็น่าจะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด

แล้วเรื่อง HDD ก็เยอะเกินจำเป็นนี่ผมก็ว่าไม่ใช่นะครับ ถ้าชีวิตของคนที่ยุ่งเกี่ยวกับ media ต่างๆ น่าจะเข้าใจเดี่ยวนี้ file media มีความละเอียดสูงขึ้นทำให้ขนาด file ใหญ่ตาม บางคนมี 10 terabyte ก็ยังไม่พอนะครับ

By: pb98
iPhoneAndroid
on 8 February 2011 - 07:44 #257024

Centralize->Decentralize->Centralize

By: kswisit
ContributoriPhoneAndroidIn Love
on 8 February 2011 - 08:22 #257034
  • และยังเป็นร่วม > และยังเป็นผู้ร่วม?

^
^
that's just my two cents.

By: mekpro
ContributorAndroidUbuntu
on 8 February 2011 - 10:24 #257090
mekpro's picture

ผมว่าปัจจัยสำคัญคือผู้ผลิต ARM มีหลายคน และสามารถออกแบบ System on Chip ให้พอดีกับอุปกรณ์ได้นี่แหละ ตลาดแบบนี้ Atom หมดสิทธิเกิด ในขณะที่ผู้ผลิตอื่นๆ ก็แชร์กำไรกันดีด้วย

อ่านแล้วต้องกลับไปชาบูๆ ตำรา Architect อีกรอบ

By: zinazisc
Windows PhoneAndroid
on 8 February 2011 - 13:04 #257139
zinazisc's picture

ผมว่าสิ่งที่ตามมาของการผลิตหลายเจ้าคือ OS ใช้ร่วมกันไม่ได้

ซึ่งพบแล้วในมือถือที่รัน android เหมือนกัน spec เหมือนกันเปี๊ยบๆ แต่ ใช้ rom ร่วมกันไม่ได้

By: LazarusSP1
ContributoriPhone
on 10 February 2011 - 21:26 #258019
LazarusSP1's picture

RISC is back!