กฎของมัวร์ (Moore's Law)
หากกฎของมัวร์เป็นจริงคอมพิวเตอร์จากอดีตสู่ปัจจุบันจะก้าวไปอย่างไรในปี พ.ศ. 2490 วิลเลียมชอคเลย์และกลุ่มเพื่อนนักวิจัยที่สถาบัน เบลแล็ป ได้คิดค้นสิ่งที่สำคัญและเป็นประโยชน์ต่อชาวโลกมาก เป็นการเริ่มต้นก้าวเข้าสู่ยุคอิเล็กทรอนิคส์ที่เรียกว่า โซลิดสเตทเขาได้ตั้งชื่อสิ่งที ่ประดิษฐ์ขึ้นมาว่า "ทรานซิสเตอร์" แนวคิดในขณะนั้นต้องการควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งสามารถทำได้ดีด้วยหลอดสูญญากาศแต่หลอดมี ขนาดใหญ่เทอะทะใช้กำลังงานไฟฟ้ามากทรานซิสเตอร์จึงเป็นอุปกรณ์ที่นำมาแทนหลอดสูญญากาศได้เป็นอย่างดีทำให้เกิดอุตสาหกรรมสาร กึ่งตัวนำตามมา และก้าวหน้าขึ้นเป็นลำดับ พ.ศ. 2508 อุตสาหกรรมผลิตอุปกรณ์สารกึ่งตัวได้แพร่หลาย มีบริษัทผู้ผลิตทรานซิสเตอร์จำนวนมากการประยุกต์ใช้งานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ กว้างขวางขึ้น มีการนำมาใช้ในเครื่องจักร อุปกรณ์ต่าง ๆ ตั้งแต่ของใช้ในบ้าน จึงถึงในโรงงานอุตสาหกรรม กอร์ดอน มัวร์ (Gordon E. Moore)ผู้อำนวยการวิจัยและพัฒนาของบริษัทแฟร์ซายด์เซมิคอนดัคเตอร์เป็นผู้อยู่ในวงการวิจัยและพัฒนา ผลิตภัณฑ์ และการค้นคว้า ทางด้านสารกึ่งตัวนำ ต่อมาเขาได้เป็นผู้บุกเบิกและร่วมสร้างบริษัทอินเทลจนมีชื่อเสียงโด่งดังและประสบผลสำเร็จ การผลิตและการค้นคว้าทางด้านสารกึ่งตัวนำส่วนใหญ่ของแฟร์ซายด์จะอยู่ในการดำเนินการของมัวร์เขาได้คลุกคลีกับเทคโนโลยีมาอย่าง ต่อเนื่อง และยาวนานจากการสังเกตและคาด คะเน แนวโน้มทางเทคโนโนโลยีของมัวร์ในที่สุดเขาได้ตั้งกฎของมัวร์ (Moore's Law) จนเป็นที่ยอมรับ และทำให้การคาดคะเนอนาคตได้ใกล้เคียง ความเป็นจริง ทฤษฎีของมัวร์ได้กล่าวไว้ว่าความก้าวหน้าของเทคโนโลยีและความซับซ้อนของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอรืทำให้สามารถผลิต ไอซีที่มี ความหนาแน่นไดด้เป็นสองเท่าทุก ๆ ช่วงระยะเวลาหนึ่ง เขาได้ทำการพล็อตกราฟแบบสเกลล็อกให้ดูจากอดีตและพบว่าเป็นเช่นนั้นจริง นอกจากนี้ความก้าวหน้าอื่น ๆ อีกหลายอย่างก็เป็นไปตามกฎของมัวร์ด้วยเช่นกัน การสร้างทรานซิสเตอร์มีพัฒนาการมาอย่างต่อเนื่อง บริษัท แฟร์ซายด์ เซมิคอนดัคเตอร์เป็นบริษัทแรกที่เริ่มใช้เทคโนโลยีการผลิต ทรานซิสเตอร์แบบ planar หรือเจือสารเข้าทางแนวราบ เทคโนโลยีนี้เป็นต้นแบบของการสร้างไอซีในเวลาต่อมา จากหลักฐานที่กล่าวอ้างไว้พบว่า บริษัทแฟร์ซายด์ได้ผลิตพลาน่าทรานซิสเตอร์ตั้งแต่ประมาณปี พ.ศ. 2502 และบริษัทเท็กซัสอินสตรูเมนต์ได้ผลิตไอซีได้ในเวลาต่อมา และกอร์ดอนมัวร์ก็ได้กล่าวไว้ว่า จุดเริ่มต้นของกฎของมัวร์เริ่มต้นจากการเริ่มมีพลาน่าทรานซิสเตอร์ ผู้เขียน : ยืน ภู่วรวรรณ
เรียบเรียงจาก : หนังสือไมโครคอมพิวเตอร์
กฎของมัวร์ (Moore’s Law)
กฎของมัวร์ (Moore’s law) อธิบายโดย กอร์ดอน มัวร์ (Gordon Moore) อดีตซีอีโอและผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทอินเทลกล่าวถึง ปริมาณของทรานซิสเตอร์บนวงจรรวม จะเพิ่มเป็นเท่าตัวทุกสองปี
กฎของมัวร์ (Moore's Law)
หากกฎของมัวร์เป็นจริงคอมพิวเตอร์จากอดีตสู่ปัจจุบันจะก้าวไปอย่างไรในปี พ.ศ. 2490 วิลเลียมชอคเลย์และกลุ่มเพื่อนนักวิจัยที่สถาบัน เบลแล็ป ได้คิดค้นสิ่งที่สำคัญและเป็นประโยชน์ต่อชาวโลกมาก เป็นการเริ่มต้นก้าวเข้าสู่ยุคอิเล็กทรอนิคส์ที่เรียกว่า โซลิดสเตทเขาได้ตั้งชื่อสิ่งทีประดิษฐ์ขึ้นมาว่า "ทรานซิสเตอร์" แนวคิดในขณะนั้นต้องการควบคุมการไหลของกระแสไฟฟ้า ซึ่งสามารถทำได้ดีด้วยหลอดสูญญากาศแต่หลอดมี ขนาดใหญ่เทอะทะใช้กำลังงานไฟฟ้ามากทรานซิสเตอร์จึงเป็นอุปกรณ์ที่นำมาแทนหลอดสูญญากาศได้เป็นอย่างดีทำให้เกิดอุตสาหกรรมสาร กึ่งตัวนำตามมา และก้าวหน้าขึ้นเป็นลำดับ พ.ศ. 2508 อุตสาหกรรมผลิตอุปกรณ์สารกึ่งตัวได้แพร่หลาย มีบริษัทผู้ผลิตทรานซิสเตอร์จำนวนมากการประยุกต์ใช้งานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ กว้างขวางขึ้น มีการนำมาใช้ในเครื่องจักร อุปกรณ์ต่าง ๆ ตั้งแต่ของใช้ในบ้าน จึงถึงในโรงงานอุตสาหกรรม กอร์ดอน มัวร์ (Gordon E. Moore)ผู้อำนวยการวิจัยและพัฒนาของบริษัทแฟร์ซายด์เซมิคอนดัคเตอร์เป็นผู้อยู่ในวงการวิจัยและพัฒนา ผลิตภัณฑ์ และการค้นคว้า ทางด้านสารกึ่งตัวนำ ต่อมาเขาได้เป็นผู้บุกเบิกและร่วมสร้างบริษัทอินเทลจนมีชื่อเสียงโด่งดังและประสบผลสำเร็จ การผลิตและการค้นคว้าทางด้านสารกึ่งตัวนำส่วนใหญ่ของแฟร์ซายด์จะอยู่ในการดำเนินการของมัวร์เขาได้คลุกคลีกับเทคโนโลยีมาอย่าง ต่อเนื่อง และยาวนานจากการสังเกตและคาด คะเน แนวโน้มทางเทคโนโนโลยีของมัวร์ในที่สุดเขาได้ตั้งกฎของมัวร์ (Moore's Law) จนเป็นที่ยอมรับ และทำให้การคาดคะเนอนาคตได้ใกล้เคียง ความเป็นจริง ทฤษฎีของมัวร์ได้กล่าวไว้ว่าความก้าวหน้าของเทคโนโลยีและความซับซ้อนของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอรืทำให้สามารถผลิต ไอซีที่มี ความหนาแน่นไดด้เป็นสองเท่าทุก ๆ ช่วงระยะเวลาหนึ่ง เขาได้ทำการพล็อตกราฟแบบสเกลล็อกให้ดูจากอดีตและพบว่าเป็นเช่นนั้นจริง นอกจากนี้ความก้าวหน้าอื่น ๆ อีกหลายอย่างก็เป็นไปตามกฎของมัวร์ด้วยเช่นกัน การสร้างทรานซิสเตอร์มีพัฒนาการมาอย่างต่อเนื่อง บริษัท แฟร์ซายด์ เซมิคอนดัคเตอร์เป็นบริษัทแรกที่เริ่มใช้เทคโนโลยีการผลิต ทรานซิสเตอร์แบบ planar หรือเจือสารเข้าทางแนวราบ เทคโนโลยีนี้เป็นต้นแบบของการสร้างไอซีในเวลาต่อมา จากหลักฐานที่กล่าวอ้างไว้พบว่า บริษัทแฟร์ซายด์ได้ผลิตพลาน่าทรานซิสเตอร์ตั้งแต่ประมาณปี พ.ศ. 2502 และบริษัทเท็กซัสอินสตรูเมนต์ได้ผลิตไอซีได้ในเวลาต่อมา และกอร์ดอนมัวร์ก็ได้กล่าวไว้ว่า จุดเริ่มต้นของกฎของมัวร์เริ่มต้นจากการเริ่มมีพลาน่าทรานซิสเตอร์ กอร์ดอน มัวร์ เป็นผู้ร่วมก่อตั้งบริษัทอินเทล ได้ใช้หลักการสังเกตตั้งกฎของมัวร์ (Moore’s law) ขึ้น ซึ่งเขาบันทึกไว้ว่า ปริมาณของทรานซิสเตอร์บนวงจรรวม จะเพิ่มเป็นเท่าตัวทุกสองปี และมีผู้นำกฎนี้มาใช้กับ eCommerce ดังนี้
กำลัง (หรือ ความจุ หรือ ความเร็ว) ของสิ่งต่อไปนี้เพิ่มขึ้นสองเท่าทุกๆ 18 เดือน
1. ความเร็ว Computer Processor
2. แบนด์วิธการสื่อสารและโทรคมนาคม
3. หน่วยความจำของคอมพิวเตอร์
4. ความจุฮาร์ดดิสก์
Moore's Law ตายแล้ว ทำไงดี GPUs ก็เกิด
สวัสดีครับ
ท่านคงทราบกันดีนะครับ ว่ากฏของมัวร์ Moore's Law (Gordon Moore) ค้นพบในปี 1965 ได้กล่าวไว้ว่า ทุกๆ สิบแปดเดือนความเร็วของซีพียูจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า นั่นคือหากท่านซื้อคอมพิวเตอร์ที่มีซีพียูล่าสุดวันนี้ อีกหนึ่งปีครึ่งถัดไป คุณไปซื้อซีพียูตัวใหม่หรือว่าซื้อคอมตัวใหม่ คุณจะได้ซีพียูที่แรงกว่าเดิมสองเท่า สะใจกว่าสองเท่าครับ (อ่านเพิ่มเติมได้ที่ http://www.firstmonday.org/issues/issue7_11/tuomi/)
แต่นั่นมันเป็นอดีตไปแล้วครับ เพราะว่ากฏนี้ไม่ได้เป็นจริงแล้วในวันนี้ และกฏนี้ได้ตายไปตั้งแต่ปี 2003 ก็เพราะว่าซีพียูไม่สามารถที่จะอัดตัวทรานซิสเตอร์เข้าไปได้อีกเหมือนเมื่อก่อน
ดังนั้นเทคโนโลยีใหม่ตอนนี้ที่เกิดก็คือ การเกิดคอร์คู่ คอร์แฝด สองคอร์ สี่คอร์ แปดคอร์ ขึ้นมานะครับ ที่ว่าดูโอ้ คอร์ (Duo Core) นะครับ นั่นคือ อัดจำนวนซีพียูเพิ่มเข้าไปแทน ในคอมพิวเตอร์ อยู่ที่ว่าบริษัทไหนจะอัดเข้าไปได้เท่าไหร่ในเมนบอร์ด
สำหรับการคำนวณหล่ะครับ มันจะแรงขึ้นเร็วกว่าจริงหรือ แล้วจะจัดการให้มันคำนวณอย่างไรให้ทำงานได้เต็มประสิทธิภาพเวลามีสองคอร์ นั่นคือ ระบบปฏิบัติการมันก็ต้องมีหน้าที่ในการแจกจ่ายงานให้ไปทำเพื่อแบ่งเบาภาระงานกันครับ
แล้วสำหรับคนเขียนโปรแกรมเองหล่ะครับ หากเขียนโปรแกรมอยู่ที่เป็นแบบวิ่งบนหนึ่งคอร์ ซีพียูตัวเดียวแล้วมันจะวิ่งบนสองตัวต้องทำอย่างไร อันนี้ต้องจัดการด้วยการเขียนด้วยภาษาที่สามารถจะสั่งให้มันทำงานคำนวณในเชิงขนาน Parallel computing ให้ได้เพื่อจะได้ใช้ศักยภาพของคอร์ที่มีอยู่ทั้งสอง
แล้วมีการจัดการหรือคิดเทคโนโลยีไรมาทดแทนหรือประยุกต์ใช้ หรือมีทางเลือกอื่นอีกไหม
ทางเลือกหนึ่งก็คือ เทคโนโลยีของการ์ดจอ Graphic card ที่ทำหน้าที่ในการประมวลผลก่อนส่งภาพออกหน้าจอนั้นได้มีการพัฒนามาตั้งแต่ปี 1998 แล้วพัฒนามาเรื่อยๆ ให้มีศักยภาพขึ้นเรื่อยๆ จนมาพัฒนาหนักเอาปี 2003 ที่ชดเชยการจากไปของมัวร์ลอว์ แต่การเขียนโปรแกรมนั้นไม่ใช่จะง่ายนักเพราะต้องผ่านการเขียนเพื่อจัดการส่งงานไปคำนวณบนการ์ดจอแทนจะคำนวณบนซีพียู ก่อนที่ สองคอร์ จะออกมานะครับ
มาดูตัว GPUs (Graphics Processing Units) มันคืออะไร จีพียูมันคือหน่วยประมวลผลกราฟิกส์ บนการ์ดจอนั่นเองที่จะทำหน้าที่คำนวณพวกสีต่างๆก่อนที่จะวาดแล้วส่งออกหน้าจอ ข้อดีของการ์ดจอสมัยนี้คือว่า มันจะมีจำนวนหน่วยประมวลผล GPUs พวกนี้หลายๆ ตัว อย่างน้อย ก็ 20 ตัวขึ้นไป แล้วแต่รุ่นและยี่ห้อ ที่จะมาแรงหน่อยก็คือ Nvidia รองๆลงไปก็พวก ATI อันนี้ก็แล้วแต่ว่าใครออกรุ่นใหม่มาก่อนกันครับ คราวนี้การคำนวณบนการ์ดจอนี้ ผู้ใช้จะต้องเขียนโปรแกรมเพื่อส่งไปคำนวณบนการ์ดจอ ที่สอดรับกับโปรแกรมนั้นๆ เพื่อจะให้สามารถแสดงผลที่หน้าจอ แบบหมุนแล้วโดนใจวัยรุ่น แบบทันทีทันควัน โดยซีพียูจะทำหน้าที่ในการจัดงานแบบภาพรวม แล้วส่งสิ่งอำนวยความสะดวกและข้อมูลส่งไปให้ GPUs ในการประมวลผลแล้วส่งออกทางจอภาพ ซึ่งการคำนวณบนการ์ดจอพวกนี้จะมีความเร็วมากขึ้นกว่าคำนวณบน ซีพียูเพียงตัวเดียว
GPUs ก็ยังไม่ชนเพดานของความเร็วในตอนนี้ เพื่อให้สนองต่อกิเลสของมนุษย์ที่ไม่หยุดยั้งกับเทคโนโลยี ผู้ออกแบบก็หาหนทางในการซื้อการ์ดจอเสียบเข้าไปได้หลายๆ ตัว ต่อไปคงมีออกมาให้เห็นกันอีกครับ แต่การเขียนโปรแกรมตอนนี้ก็มีหลายๆ ภาษาที่ออกมาเอื้ออำนวยความสะดวกเพื่อจะให้คำนวณบน GPUs ได้ เช่น ภาษา Cg, Brook, Sh และหลายๆตัว
สำหรับโปรแกรมที่เขียนด้วยภาษาเหล่านี้ หรือไลบรารี่ด้วยโปรแกรมเหล่านี้จะต้องทำงานบนเครื่องที่มีการ์ดจอสนับสนุนโปรแกรมนั้นถึงจะรันโปรแกรมได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ซึ่งจริงๆ แล้วการ์ดจอจะทำหน้าที่ในการเก็บคุณสมบัติของข้อมูลก่อนจะทำการคำนวณเพื่อส่งออกหน้าจอในการแสดงผล แต่มีทางออกที่จะสามารถส่งข้อมูลจากแรมไปอัดใส่ไว้ในแรมของการ์ดจอแทนที่จะจัดการและบริหารในการคำนวณบนการ์ดจอ ในเชิงขนานได้ทำให้ศักยภาพในการคำนวณเร็วมากขึ้น
อันนี้นับว่าเป็นเทคโนโลยีใหม่ในทางการบริหารจัดการความรู้เช่นกันครับ สำหรับงานทางคอมพิวเตอร์
ลองอ่านข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ Nvidia ครับ http://developer.nvidia.com/object/cg_tutorial_home.html
ใครมีเครื่องแรงๆ ก็ลองดูนะครับ เผื่อว่าจะได้ใช้ให้คุ้มค่าสำหรับงานทางกราฟิกนะครับ
แต่ว่าการ์ดจอที่ว่าตอนนี้ยังแพงอยู่ครับ ตัวแพงๆ ล่าสุด ก็คงซื้อโนทบุคได้ซักตัวครับ ราคาเท่ากับการ์ดจอหนึ่งใบ โนทบุคแรงๆ ที่ใช้ RAM 512 Mb ก็คงราคาเหยียบหนึ่งแสนบาทครับ แต่คิดว่าเมื่อตัวใหม่ๆ ออกมาก็จะถูกลงครับ
ขอบคุณมากครับผม
สมพร ช่วยอารีย์
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น