ความสำคัญของหน่วยความจำหลัก

ในปัจจุบันเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์มีการพัฒนามาอย่างต่อเนื่อง มีการยกระดับประสิทธิภาพของตัวประมวลผลกลางให้มีความเร็วในการประมวลผลที่เพิ่มมากขึ้น เพิ่มจำนวนแกนของตัวประมวลผล และขนาดของหน่วยความจำแคช แต่ในมิติของผู้ใช้งานส่วนมากก็จะยังรู้สึกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ตนเองใช้งานนั้นจะยังทำงานช้าอยู่เสมอ และเมื่อเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้งานอยู่นั้นช้าจนรู้สึกว่าเป็นอุปสรรคในการทำงาน เครื่องคอมพิวเตอร์เหล่านั้นมักจะลงเอยด้วยการถูกทอดทิ้ง

วันนี้ผู้เขียนมีความตั้งใจที่จะอธิบายหลักการทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์เพื่อให้ผู้อ่านได้เข้าใจในหลักการเบื้องต้นของการประมวลผลในระบบคอมพิวเตอร์ และรู้วิธีการปรับปรุงเครื่องคอมพิวเตอร์ให้สามารถใช้งานได้นานขึ้นก่อนที่จะทิ้งคอมพิวเตอร์เหล่านั้นให้เป็นขยะอิเล็กทรอนิกส์

ก่อนอื่นขอทำความเข้าใจกับผู้อ่านทุกท่านว่าหน่วยประมวลผลกลาง (CPU) ซึ่งเราเข้าใจว่าคือหัวสมองของคอมพิวเตอร์ ซึ่งก็จริงตามนั้น แต่ปัจจุบันหน่วยประมวลผลกลางนั้นจะประกอบด้วยหัวสมองหลายๆ หัว เพื่อช่วยกันประมวลผล โดยในหน่วยประมวลผลกลางหนึ่งตัวนั้นจะมีสมองที่เรามักเรียกว่าแกนประมวลผล (Core) มากกว่า 2 แกน ขึ้นไป เมื่อจำนวนแกนประมวลผลที่มีมากขึ้นพร้อมด้วยความเร็วของสัญญาณนาฬิกาที่มีจังหวะหลายพันล้านครั้งต่อวินาที ตัวอย่างเช่น หน่วยประมวลผลกลางที่มีสัญญาณนาฬิกาเท่ากับ 1.6Ghz หน่วยประมวลผลกลางตัวนี้ก็จะมีสัญญาณนาฬิกาเท่ากับ 1.6พันล้านครั้ง ซึ่งประสาทสัมผัสของมนุษย์เทียบไม่ติดเลยกับจำนวนของสัญญาณนาฬิกาของหน่วยประมวลผลกลาง

หน่วยประมวลผลกลางนั้นไม่ใช่สิ่งเดียวในระบบคอมพิวเตอร์ที่ส่งผลต่อประสิทธิภาพในการประมวลผล แต่ยังมีอุปกรณ์สำคัญอีกหลายส่วนที่ทำงานร่วมกันและส่งผลต่อประสิทธิภาพของระบบ หน่วยความจำหลักเป็นอีกหนึ่งองค์ประกอบของระบบคอมพิวเตอร์ที่จะส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานของระบบ เนื่องจากข้อมูลตลอดจนชุดคำสั่งใดๆ ที่จะถูกเรียกมาทำการประมวลผล หรือผลลัพธ์ที่ได้หลังจากการประมวลผลก็ตาม
ล้วนแล้วแต่จะต้องเคลื่อนย้ายผ่านตัวหน่วยประมวลผลกลางทั้งสิ้น ซึ่งโดยปกติทั่วไปหน่วยความจำหลัก
มักจะมีขนาดไม่มากนัก ซึ่งตรงข้ามกับโปรเซสบางตัวที่มีขนาดใหญ่จึงต้องการหน่วยความจำที่มีขนาด
ที่ใหญ่ขึ้นไปด้วย

แต่เนื่องจากความฉลาดของระบบปฏิบัติการ Operating System (OS) ระบบปฏิบัติการ
จะทำการแบ่งโปรเซสที่ถูกเรียกใช้งานจากผู้ใช้ออกเป็นส่วนย่อยตามความสำคัญและภาระหน้าที่ของโปรเซสนั้นๆ เพื่อทำให้โปรเซสขนาดใหญ่สามารถได้รับโอกาสเข้ามาประมวลผลได้ถึงแม้ว่าเครื่องคอมพิวเตอร์จะมีขนาดเล็กกว่าโปรเซสหลายเท่าก็ตาม แต่ผู้อ่านก็ต้องตระหนักว่าในเครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน่วยความจำหลักน้อยกว่าขนาดของโปรเซสมากๆ ย่อมต้องใช้ระยะเวลาและรอบในการทำงานในการโหลดโปรเซสจากหน่วยความจำสำรองเข้ามาในหน่วยความจำหลัก เพื่อส่งต่อให้กับหน่วยประมวลผลกลางนั้นเอง และอีกก็คืออีกสาเหตุสำคัญที่ผู้ใช้งานมักรู้สึกว่าเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ตนเองใช้งานช้าหรือมีประสิทธิภาพต่ำลง และมักโยนความผิดครั้งนี้ให้กับหน่วยประมวลผลกลาง

มาถึงจุดนี้ ผู้เขียนจะขอสรุปพอสังเขปให้ผู้อ่านเข้าใจว่า เครื่องคอมพิวเตอร์ที่มีหน่วยความจำหลักปริมาณมากขีดความสามารถของการประมวลผลจะเพิ่มขึ้นด้วย หากเรามีการเรียกใช้งานโปรแกรมที่มีความสลับซับซ้อนย่อต้องใช้หน่วยความจำหลักในปริมาณที่เพิ่มขึ้นเช่นกัน ดังนั้นก่อนทิ้งคอมพิวเตอร์ของท่านให้เป็นขยะอิเล็กทรอนิกส์ ท่านลองพิจารณาดูก่อนว่าหน่วยประมวผลกลางทำงานช้าหรือว่าหน่วยความจำหลักไม่เพียงพอ……..

===================================================================================================================

บทความโดย ผศ.ดร.สัตถาภูมิ ไทยพานิช สาขาวิชาระบบสารสนเทศและคอมพิวเตอร์ธุรกิจ คณะบริหารธุรกิจและเทคโนโลยีสารสนเทศ ศูนย์สุพรรณบุรี