CPU Core i7

CPU Core i7

Intel ได้เปิดตัวซีพียูที่ใช้กระบวนการผลิต 32 นาโนเมตรเป็นครั้งแรกภายใต้ชื่อรหัสในการพัฒนาว่า Clarkdale สำหรับเดสก์ท้อป และ Arrandale สำหรับโน้ตบุ๊ก ต่อมาเมื่อช่วงต้นเดือนมีนาคมที่ผ่านมาทาง Intel ก็ได้ออก Core i7-980X Extreme Edition ซึ่งเป็นซีพียู 6 แกนสำหรับผู้ใช้งานตามบ้านตัวแรกของโลกออกมาอีก จึงทำให้ในตอนนี้ Intel มีซีพียูในตระกูล Core สำหรับผู้บริโภคทุกระดับเป็นที่เรียบร้อยตามชื่อของซีพียู ได้แก่ Core i7 สำหรับตลาดระดับบน Core i5 สำหรับตลาดระดับกลาง และ Core i3 สำหรับตลาดระดับล่างลดหลั่นกันไป ซึ่งการตั้งชื่อเป็นตัวเลขง่ายๆ แบบนี้ทาง Intel หวังว่าจะช่วยลดความสับสนให้กับผู้ใช้งานเวลาเลือกซื้อซีพียูใหม่ได้ เพราะเลขยิ่งมาก ราคายิ่งแพง ประสิทธิภาพยิ่งสูง

แต่ปัญหามันไม่ได้จบลงเพียงเท่านั้น เนื่องจากสำหรับซีพียูตระกูล Core ที่ได้กล่าวในสามรุ่นใหญ่ๆ นั้นทาง Intel ยังได้ซอยย่อยรุ่นของซีพียูลงไปอีกเป็นจำนวนมาก เวลาเดินไปซื้อซีพียูท่านผู้อ่านอาจเกิดความสงสัยว่า เฮ้ย! เจ้า Core i7 9xx กับ 8xx มันก็ i7 เหมือนกันนี่หว่า แล้วทำไมเลขกับซ็อกเก็ตมันต่างกัน แล้วจะซื้อแบบไหนดี หรือไม่ก็ อ้าว! ทำไม Core i5 มันถึงมี 750 กับ 6xx ต่อท้ายต่างกัน? แล้วมันต่างกันยังไงอ่ะ เห็นคนขายบอกว่าตัว 750 มันมี 4 แกนแท้ แต่ตัว 6xx มันมีแค่ 2 แกนแท้กับอีก 2 แกนเทียม แล้วมันต่างกันยังไง แล้วเจ้าแกนแท้แกนเทียมนี่มันเป็นอย่างไร? ส่งผลต่อประสิทธิภาพแค่ไหน แล้วจะซื้อรุ่นไหนดี ความต่างของซีพียู Core ในแต่ละรุ่นใหญ่ว่าต่างกันอย่างไร และในแต่ละรุ่นย่อยนั้นมีอะไรที่ไม่เหมือนกันบ้าง รวมทั้งจะกล่าวถึงซีพียูที่ใช้บนโน้ตบุ๊กด้วย 

Core i7 เป็นซีพียูตัวแรกจาก Intel ที่มีการรวมส่วนควบคุมหน่วยความจำ (Memory Controller) เข้าไว้ในตัวซีพียูเลย ซึ่งเป็นคุณสมบัติที่ทาง AMD ได้นำไปใส่ไว้ในซีพียู Athlon 64 ตั้งแต่เมื่อนานนมมาแล้ว โดยสถาปัตยกรรม Nehalem ที่ใช้ใน Core i7 นั้นได้รับการพัฒนาต่อยอดมาจากสถาปัตยกรรม Core ที่ใช้ใน Core 2 Duo และ Core 2 Quad แต่ได้เพิ่มคุณสมบัติใหม่ๆ เข้าไปไว้ด้วย Core i7 นั้นมาในรูปแบบ 3 ซ็อกเก็ตด้วยกันได้แก่ LGA1366 (Core i7-9xx ซึ่งใช้สถาปัตยกรรมหน่วยความจำแบบ Tripple Channel และมีบัสแบบ QPI), LGA1156 (Core i7-8xx ซึ่งใช้สถาปัตยกรรมหน่วยความจำแบบ Dual Channel, มีตัวควบคุม PCI Express 2.0 รวมมาด้วย และใช้บัส DMI) และสุดท้ายคือ PGA988 สำหรับโน้ตบุ๊ก (มีสเปคแบบเดียวกับ LGA1156)

แต่เดิมทีนั้นซีพียูจาก Intel จะใช้คัวควบคุมหน่วยความจำภายนอกที่อยู่ภายในชิพ North Bridge (รู้จักกันในอีกชื่อหนึ่งคือ Memory Controller Hub หรือ MCH) ซึ่งหมายความว่าซีพียูใดก็ตามที่ใช้สถาปัตยกรรมแบบนี้ ชิพเซ็ตจะเป็นตัวที่ทำหน้าที่กำหนดประเภทและปริมาณของหน่วยความจำที่ใช้ได้ ในเครื่องคอมพิวเตอร์นั้น แต่ในเมื่อ Core i7 มีการรวมตัวควบคุมหน่วยความจำเข้าไปไว้ในตัวซีพียูแล้ว ตัวซีพียูเอง (ไม่ใช่ชิพเซ็ต) จะเป็นผู้ทำหน้าที่กำหนดว่าท่านสามารถจะใส่หน่วยความจำแบบใดและปริมาณเท่าไร ลงไปในเครื่องได้ แต่ทั้งนี้ทั้งนั้นตัวเมนบอร์ดเองก็อาจมีส่วนด้วยเหมือนกันในการกำหนดปริมาณ สูงสุดของหน่วยความจำที่สามารถใส่ลงไปได้ ตัวควบคุมหน่วยความจำที่อยู่ใน Core i7 นั้นรองรับแรมเฉพาะแบบ DDR3 เท่านั้น (ที่แรงดันไฟสูงสุด 1.6V ฉะนั้นแล้วแรมตัวใดก็ตามที่ใช้ไฟมากกว่านี้จะไม่สามารถทำงานร่วมกับซีพียู ได้ และอาจสร้างความเสียหายให้เกิดขึ้นกับตัวซีพียูได้ถ้ายังขืนใช้) ซีพียู Core i7-9xx ซึ่งเป็นแบบซ็อกเก็ต LGA1366 นั้นจะใช้แรมแบบ Tripple Channel ที่ความเร็วบัส 800 และ 1066MHz ในขณะที่ Core i7-8xx ที่ใช้ซ็อกเก็ต LGA1156 และซ็อกเก็ต 988 บนโน้ตบุ๊กนั้นจะรองรับแรมแบบ DDR3 แบบ Dual Channel ที่ความเร็วบัส 800, 1066 และ 1333MHz ครับ

โดยสถาปัตยกรรมหน่วยความจำแบบ DDR3 ที่เป็น Tripple Channel บนซีพียู Core i7-9xx นั้นจะอนุญาตให้ซีพียูเข้าถึงแรมทั้งสามตัวที่ติดตั้งอยู่ได้พร้อมๆ กันเพื่อทำการเขียนหรือเก็บข้อมูลบนแรมชุดดังกล่าว ซึ่งความเร็วในการรับส่งข้อมูลที่ได้ต่อช่วงหนึ่งลูกคลื่นสัญญาณนาฬิกาที่มี หน่วยวัดเป็นบิท (bit) นั้นจะเพิ่มขึ้นจาก 128 (ในแรมแบบ Dual Channel) ไปเป็น 192 โดยในทางทฤษฎีแล้วแรมแบบ Tripple Channel จะมีแบนวิธเพิ่มขึ้นถึงกว่า 50% เมื่อเทียบกับแรมแบบ Dual Channel ที่ความเร็วสัญญาณนาฬิกาของแรมที่เท่ากัน ยกตัวอย่างเช่น แรม DDR3 ที่ความเร็ว 1066MHz นั้นจะมีอัตราการรับส่งข้อมูลสูงสุดที่ 17GB/s ในขณะที่ถ้าติดตั้งเป็นแบบ Tripple Channel แล้วจะมีอัตราการรับส่งข้อมูลสูงสุดเพิ่มขึ้นเป็น 25.5GB/s เป็นต้น

Core i7-8xx ที่ใช้ซ็อกเก็ตแบบ LGA1366 นั้นจะติดต่อสื่อสารกับระบบในส่วนที่เหลือโดยใช้บัสแบบใหม่ที่เรียกว่า QPI (Quickpath Interconnect) โดยบัสตัวนี้ทำงานที่ความเร็ว 2.4GHz (4.8GB/s) บน Core i7 ธรรมดา และ 3.2GHz (6.4GB/s) บน Core i7 Extreme สำหรับซีพียู Core i7-8xx ที่ใช้ซ็อกเก็ต LGA1156 และ 988 บนโน้ตบุ๊กนั้นจะมีส่วนควบคุม PCI Express 2.0 รวมมาให้ไว้ด้วย หน้าที่หลักของมันนั้นคือทำให้กราฟฟิกการ์ดสามารถติดต่อสื่อสารกับซีพียูได้ โดยตรงนั่นเอง ซึ่งในทางทฤษฏีสามารถเพิ่มปริมาณแบนวิธการรับส่งข้อมูลได้ นอกจากนั้น ตัวซีพียู Core i7-8xx ดังกล่าวจะสามารถเข้าถึงกราฟฟิกการ์ดตัวเดียวที่ความเร็ว x16 ในขณะที่ถ้าต่อการ์ดเชื่อมกันสองใบอัตราการเข้าถึงข้อมูลจะลดลงมาที่ x8/x8 และเนื่องจากการที่โมเดลซีพียูเหล่านี้มีตัวควบคุม PCI Express 2.0 รวมมาไว้ให้ในตัวซีพียูแล้ว ทาง Intel ได้ตัดสินใจใช้บัสที่มีการลดความเร็วลงที่เรียกว่า DMI (Digital Media Interface) ซึ่งทำงานที่ความเร็ว 2GB/s ในการเชื่อมตัวซีพียูเข้ากับชิพเซ็ต (แทนที่จะเป็น QPI ที่ใช้บนซีพียู Core i7-9xx บนซ็อกเก็ต LGA1366) อย่างไรก็ตามแบนวิธการรับส่งข้อมูลที่น้อยกว่านั้นไม่ได้เป็นปัญหาแต่อย่าง ใด เนื่องด้วยการที่ QPI มีแบนวิธมากกว่านั้นเป็นเพราะว่าตัวซีพียูต้องทำการสื่อสารกับตัวควบคุม PCI Express 2.0 ที่อยู่บนชิพ North Bridge นั่นเอง แต่เนื่องจากซีพียู Core i7 ที่เป็นซ็อกเก็ต 1156 และ 988 นั้นได้มีการรวมตัวควบคุม PCI Express 2.0 เอาไว้บนตัวซีพียูแล้ว จึงทำให้ไม่จำเป็นต้องพึ่งแบนวิธที่สูงมากแต่อย่างใดในการทำงานครับ

ความเหมือนที่สถาปัตยกรรม Core i7 มีเหมือนกับของทาง AMD นั่นคือซีพียูทุกตัวในตระกูลนี้มีส่วนที่เรียกว่า base clock นั่นเอง ซึ่งจะอยู่ที่ 133MHz ในซีพียูทุกๆ ตัว นอกจากนั้น Core i7 ทุกตัวจะมีคุณสมบัติที่เรียกว่า Turbo Boost ซึ่งก็คือฟังชั่นการโอเวอร์คล็อกแกนซีพียูที่กำลังถูกใช้งานอยู่โดย อัตโนมัติ

คุณสมบัติอีกตัวหนึ่งที่น่าสนใจสำหรับ Core i7 นั่นก็คือเทคโนโลยี Hyper Threading ซึ่งจะทำการจำลองแกนซีพียูเพิ่มขึ้นมา 2 ตัวสำหรับทุกๆ แกนการประมวลผล ยกตัวอย่างเช่น Core i7-920 มีจำนวนแกนจริงๆ ทั้งหมด 4 แกน แต่เมื่อรวมคุณสมบัติ Hyper Threading ไปด้วยแล้วระบบปฏิบัติการจะเห็นแกนซีพียูเป็นทั้งหมด 8 แกนจำลอง (เรียกอีกอย่างว่า Thread) เป็นต้น

Core i7 Extreme นั้นเป็นซีพียูที่แรงและแพงที่สุดของ Core i7 ทั้งหมดแล้ว โดยรุ่นสูงสุดในปัจจุบันนั้นคือ Core i7-980X Extreme Edition ซึ่งมี 6 แกน/12เธรด ซึ่งใช้กระบวนการผลิต 32 นาโนเมตร โดยความต่างของตัว Extreme Edition นั้นจะอยู่ที่ตัวซีพียูได้รับการปลดล็อคตัวคูณมาเป็นที่เรียบร้อยแล้ว นอกจากนั้นยังมีความเร็วสัญญาณนาฬิกาที่มากกว่ารุ่นอื่นๆ รวมทั้งมีการใช้บัส QPI

Core i7 ในแต่ละรุ่น ตัวเป็นที่เป็น
-ซ็อกเก็ต LGA1366 (โมเดลที่ขึ้นต้นด้วยเลข 9) จะรองรับแรม DDR3 แบบ Tripple Channel ที่ความเร็วสูงสุด 1066MHz
-ซ็อกเก็ต LGA1156 (โมเดลที่ขึ้นต้นด้วยเลข 8) จะรองรับแรม DDR3 แบบ Dual Channel ที่ความเร็วสูงสุด 1333MHz นอกจากนั้นยังมี  ตัวควบคุม PCI Express 2.0 รวมมาไว้ให้ภายในตัวซีพียู จึงส่งผลให้เมื่อทำการเชื่อมต่อกราฟฟิกการ์ด 1 ใบจะได้ความเร็ว x16 และ x8/x8 ที่กราฟฟิกการ์ด 2 ใบครับ สำหรับการติดต่อสื่อสารกับระบบในส่วนอื่นๆ นั้น
-ซ็อกเก็ต LGA1366 นั้นจะใช้บัส QPI ทำงานที่ความเร็ว 2.4 GHz (4.8 GB/s) และสำหรับตัวโมเดลที่ใช้ซ็อกเก็ต LGA1156 นั้นจะใช้บัส DMI (2GB/s)