รู้จักกับชิปเซ็ตในสมาร์ทโฟน ทำงานอย่างไร และทำไมชิปเซ็ตถึงไม่เท่ากับ CPU ? ::
รู้จักกับชิปเซ็ตในสมาร์ทโฟน ทำงานอย่างไร และทำไมชิปเซ็ตถึงไม่เท่ากับ CPU ?
ชิปเซ็ตประมวลผล คือหัวใจสำคัญของสมาร์ทโฟนทุกรุ่นทุกแบรนด์ และเป็นตัวกำหนดขีดความสามารถของสมาร์ทโฟนรุ่นนั้นๆ โดยตรง สำหรับผู้ใช้ทั่วไป เราอาจจะสนใจเฉพาะเลขรุ่นชิปเซ็ต ยิ่งมากเท่าไหร่ก็ยิ่ง “แรง” ขึ้นเท่านั้น แต่ความแรงก็เป็นแค่คุณสมบัติบางส่วน ในชิปเซ็ตยังมีส่วนประกอบอื่นๆ อีกมากมายที่เป็นตัวกำหนดความสามารถของสมาร์ทโฟน และในวันนี้เราจะขอพาทุกท่านไปทำความรู้จักกับชิปเซ็ตประมวลผลของสมาร์ทโฟนให้ดียิ่งขึ้น ในบทความนี้ครับ
หากพูดถึงชิปประมวลผล เชื่อว่าหลายคนจะนึกถึงตัว CPU ของคอมพิวเตอร์ PC ที่เป็นแผ่นสี่เหลี่ยมติดตั้งลงไปบนเมนบอร์ด เพราะคุ้นเคยกับภาพแบบนี้มากกว่า แต่จริงๆ แล้วชิปเซ็ตประมวลผลที่ใช้ในสมาร์ทโฟนนั้นต่างออกไป เพราะไม่ได้มีแค่ CPU เท่านั้น แต่มีส่วนประกอบสำคัญอื่นๆ ติดตั้งอยู่รวมกัน ไม่ว่าจะเป็น โมเด็ม, หน่วยประมวลผลกราฟิก, หน่วยประมวลภาพ และส่วนประกอบสำคัญอื่นๆ กลายเป็นระบบประมวลผลแบบครบวงจรในตัวเดียว และด้วยเหตุนี้เอง มันจึงถูกเรียกว่า “ชิปเซ็ต” หรือ “System-on-chip (SoC)”
การนำส่วนประกอบมารวมกันแบบนี้ จะทำให้ชิปเซ็ตมีขนาดเล็ก และกินพลังงานน้อยลง เหมาะสำหรับติดตั้งลงบนอุปกรณ์ขนาดเล็กเช่นสมาร์ทโฟน อีกทั้งยังมีต้นทุนการผลิตที่ถูกกว่าด้วย ด้วยเหตุนี้ผู้ผลิตชิปเซ็ตจึงพยายามคิดค้นวิธีการผลิตที่เล็กลงเรื่อยๆ ทุกปี เพื่อให้ได้ประสิทธิภาพที่สูงขึ้นนั่นเอง
เมื่อมีการพูดถึงชิปเซ็ต สิ่งที่เรามักจะได้ยินคู่กันคือกระบวนการผลิตที่มีหน่วยเป็นนาโนเมตร ซึ่งก็มีหลายขนาดตั้งแต่ 4 ไปจนถึง 12 นาโนเมตรหรือมากกว่า ยิ่งผลิตด้วยกระบวนการที่เล็กเท่าไหร่ ส่วนประกอบบนชิปเซ็ตก็จะยิ่งอยู่ใกล้กันมากขึ้นเท่านั้น ซึ่งจะส่งผลให้ส่งสัญญาณหากันได้เร็วขึ้น และประหยัดพลังงานมากขึ้น หรือพูดง่ายๆ ก็คือ “ยิ่งเล็กยิ่งดี” แต่ยิ่งเล็ก ก็ยิ่งต้องมีกระบวนการที่ละเอียดและแม่นยำเป็นพิเศษ จึงใช้เวลาผลิตนาน และมีต้นทุนที่สูงขึ้นเป็นเงาตามตัว
ชิปเซ็ตแรงๆ บนสมาร์ทโฟนมักจะมาจากกระบวนการผลิตที่เล็กเสมอ เช่น Snapdragon 888 (5 นาโนเมตร) หรือ A15 Bionic (5 นาโนเมตร) ส่วนชิปเซ็ตระดับกลางไปจนถึงล่างก็จะมีขนาดที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ เช่น Dimensity 800 (7 นาโนเมตร) หรือ Helio G95 (12 นาโนเมตร) เป็นต้น
CPU (Central Processing Unit) เปรียบได้กับมันสมองของชิปเซ็ต มีหน้าที่ประมวลผลโค้ดเกือบทุกอย่างบนระบบปฏิบัติการและแอปพลิเคชันทั้งหลาย ซึ่ง CPU ก็จะถูกจัดวางบนโครงสร้างที่เรียกว่า "สถาปัตยกรรม" เพื่อให้มีประสิทธิภาพการประมวลผลตามที่ต้องการ เช่น สถาปัตยกรรมแบบ multi-core ที่อนุญาตให้หนึ่ง CPU สามารถมีหน่วยความจำเร็วสูง (register และ cache) แยกออกเป็นหลายๆ ชุด ได้ ทำให้การประมวลผลข้อมูลรวดเร็วยิ่งขึ้น เป็นต้น โดยสถาปัตยกรรมที่ใช้กับ CPU สมาร์ทโฟนยุคนี้คือ ARM
ปัจจุบัน CPU ส่วนใหญ่ที่ใช้ในสมาร์ทโฟนจะมีด้วยกัน 8 แกน (octa-core) โดยมีแกนประมวลผลหลักที่มีความเร็วสูงสำหรับงานหนัก และแกนประมวลผลที่มีความเร็วต่ำลงมาสำหรับงานเบา ซึ่งจะประหยัดพลังงานกว่าการโยนงานทั้งหมดไปให้แกนประมวลผลหลัก โดยประสิทธิภาพของ CPU ขึ้นอยู่กับความเร็วของสัญญาณนาฬิกา มีหน่วยเป็น เมกะเฮิรตซ์ (MHz) หรือ กิกะเฮิรตซ์ (GHz)
GPU (Graphics Processing Unit) หรือหน่วยประมวลผลกราฟิก มีหน้าที่ประมวลผลภาพกราฟิกต่างๆ ที่เกิดขึ้นบนหน้าจอ ทั้งแบบ 2D และ 3D หรือจะเรียกว่าเป็น “การ์ดจอ” ของสมาร์ทโฟนก็ได้ ประสิทธิภาพของ GPU จะส่งผลโดยตรงต่อการเล่นเกม ยิ่งมีประสิทธิภาพสูงเท่าไหร่ ก็ยิ่งให้ภาพที่สวยงามและไหลลื่นมากขึ้นเท่านั้น
ชิปเซ็ตแต่ละยี่ห้อก็จะมากับ GPU ที่ต่างกัน เช่น MediaTek จะใช้ Mali ส่วน Qualcomm ก็จะใช้ Adreno เป็นต้น ซึ่งก็จะแบ่งเป็นรุ่นย่อยอีกหลายรุ่นตามระดับของชิปเซ็ต ซึ่งแน่นอนว่า GPU รุ่นที่มีประสิทธิภาพสูงก็จะอยู่ในชิปเซ็ตระดับบนๆ นั่นเอง
เมื่อพูดถึงการถ่ายภาพ เรามักจะให้ความสำคัญกับเซ็นเซอร์รับภาพของตัวกล้องเป็นอันดับแรก แต่หน่วยประมวลผลภาพหรือ ISP (Image Processing Unit) ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน เพราะ ISP มีหน้าที่ประมวลผลข้อมูลที่ส่งต่อมาจากกล้อง ไม่ว่าจะเป็นการจับโฟกัส, การลบรอยหยัก, การลด noise, การเพิ่มความคมชัด เป็นต้น หรือพูดง่ายๆ ก็คือมีหน้าที่แปลงข้อมูลจากกล้องออกมาเป็นภาพหรือวิดีโอสวยๆ นั่นเอง ซึ่ง ISP ในชิปเซ็ตระดับบนๆ ก็จะยิ่งมีความสามารถมากขึ้น เช่น ประมวลผลแสงเงาได้ใกล้เคียงกล้อง DSLR หรือสร้างเอฟเฟกต์โบเก้แบบ real-time ขณะถ่ายวิดีโอได้ เป็นต้น
NPU (Neural Processing Unit) เป็นของใหม่ที่เริ่มเข้ามามีบทบาทในวงการสมาร์ทโฟนเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีหน้าที่ประมวลผลเกี่ยวกับ AI หรือ machine learning โดยเฉพาะ จากเดิมที่ภาระส่วนนี้จะเป็นของ CPU ส่วนใหญ่จะมีเฉพาะในชิปเซ็ตรุ่นบนๆ เท่านั้น
โมเด็ม คือส่วนสำคัญอีกส่วนหนึ่งที่ขาดไม่ได้ เพราะโมเด็มคือสิ่งที่ทำให้สมาร์ทโฟนสามารถโทร และเชื่อมต่อเครือข่ายอินเทอร์เน็ต 4G LTE หรือ 5G ได้ รวมไปถึง WiFi และ Bluetooth ด้วย โมเด็มแต่ละรุ่นจะรองรับความเร็วในการดาวน์โหลดและอัปโหลดไม่เท่ากัน รุ่นที่มีประสิทธิภาพสูงอาจส่งข้อมูลด้วยความเร็วมากกว่า 1Gbps หมายความว่าโมเด็มรุ่นล่างๆ จะให้อินเทอร์เน็ตที่มีความเร็วช้ากว่าโมเด็มรุ่นบนๆ แม้จะต่อเน็ตเครือข่ายเดียวกันอยู่ก็ตาม
นอกจากส่วนประกอบข้างต้น ในชิปเซ็ตยังมี หน่วยประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) ที่มีหน้าที่รับมือกับการประมวลผลที่มีความซับซ้อนทางคณิตศาสตร์มากเป็นพิเศษ เช่น การบีบอัดไฟล์เสียง หรือการวิเคราะห์ข้อมูลจากไจโรสโคปเพื่อปรับบาลานซ์ และมีตัวเข้ารหัส/ถอดรหัสวิดีโอ สำหรับแปลงไฟล์วิดีโอในฟอร์แมตต่างๆ โดยใช้พลังงานต่ำ เป็นต้น
มาถึงตรงนี้หวังว่าทุกท่านจะรู้จัก และเข้าใจการทำงานของชิปเซ็ตประมวลผลในสมาร์ทโฟนมากยิ่งขึ้น อย่างไรก็ดี ทั้งหมดนี้เป็นข้อมูลเพียงผิวเผินเท่านั้น เพราะเทคโนโลยีของชิปเซ็ตและหน่วยประมวลผลมีความซับซ้อนมากในระดับที่คนทั่วไปอย่างเราๆ จะเข้าใจได้ทั้งหมดครับ
Write a Comment