บิตตรวจสอบ (Parity Bit)
ถึงแม้เลขฐานสองที่ใช้ในคอมพิวเตอร์มีอัตราความผิดพลาดต่ำ เพราะมีค่าความเป็นไปได้เพียง 0 หรือ 1 เท่านั้น แต่ก็อาจเกิดข้อบกพร่องขึ้นได้ภายในหน่วยความจำ ดังนั้น บิตตรวจสอบ หรือ พาริตี้บิต จึงเป็นบิตที่เพิ่มเติมเข้ามาต่อท้ายอีก 1 บิต ซึ่งถือเป็นบิตพิเศษที่ใช้สำหรับตรวจสอบความแม่นยำและความถูกต้องของข้อมูลที่จะถูกจัดเก็บลงในคอมพิวเตอร์
บิตตรวจสอบ จะมีวิธีตรวจสอบอยู่ 2 วิธีด้วยกัน คือ
1. การตรวจสอบบิตภาวะคู่ (Even Parity)
2. การตรวจสอบบิตภาวะคี่ (Odd Parity)
ตัวอย่าง การตรวจสอบพาริตี้ด้วยบิตภาวะคู่ (Even Parity)
ASCII-8 Parity
0100 1101 0 M
0100 1001 1 I
0100 1110 0 N
0101 0100 1 T
- M ตรงกับรหัสแอสกี้ 01001101 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 4 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคู่)
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 0 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010011010
- I ตรงกับรหัสแอสกี้ 01001001 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 3 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคี่)
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 1 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010010011
- N ตรงกับรหัสแอสกี้ 01001110 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 4 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคู่)
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 0 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010011100
- T ตรงกับรหัสแอสกี้ 01010100 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 3 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคี่)
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 1 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010101001
กฎของมัวร์ หรือ Moore’s Law คือกฏที่อธิบายแนวโน้มของการพัฒนาฮาร์ดแวร์ของคอมพิวเตอร์ในระยะยาว โดยมีความว่าจํานวนทรานซิสเตอร์ที่สามารถบรรจุลงในชิพจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในทุกๆสองปี ซึ่งกฎนี้ได้ถูกตัองชื่อตาม Gordon E. Moore ผู้ก่อตั้ง Intel ซึ้งเขาได้อธิบายแนวโน้มนี้ไว้ในรายงานของเขาในปี 1965 และเมื่อเวลาผ่านไปจึงพบว่ากฎนี้นั้นแม่นยําอย่างประหลาด อาจเกิดเนื่องจากอุตสาหกรรม semiconductorได้นํากฎนี้ไปเป็นเป้าหมายในการวางแผน พัฒนาอุตสาหกรรมของตนก็เป็นได้
คําว่า "กฎของมัวร์" นั้นถูกเรียกโดยศาสตราจารย์ Caltech นามว่า Carver Mead ซึ่งกล่าวว่าจํานวนทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในทุกๆหนึ่งปี ในช่วงปี 1965 นั่นก็เป็นจริงตามคําของมัวร์ แต่เชื่อว่าคงเป็นเช่นนี้ในระยะเวลาสั้นๆเท่านั้น ต่อมามัวร์จึงได้เปลี่ยนรูปกฎของเขามาเป็น เพิ่มขึ้นสองเท่าในทุกๆสองปี ในปี 1975
เมื่อเวลาผ่านมากฎของมัวร์ก็ได้รับการยอมรับเป็นอย่างมาก ถึงแม้ว่าจะเป็นเพียงแค่การทํานาย จนต่อมาได้กลายมาเป็นเป้ าหมายของอุตสาหกรรม semiconductor ส่งผลให้เกิดการแข่งขันระหว่างกลุ่มคู่แข่ง ทําให้วิศวกรของแต่ละบริษัทต้องคอยคิดค้น พัฒนาความสามารถในการประมวลผลต่างๆ
ด้วยเหตุนี้กฎของมัวร์จึงเปรียบเหมือน self-fulfilling prophecy นอกจากนั้นยังส่งผลต่อต้นทุนการผลิตอีกด้วยเนื่องจากเหตุผลที่ว่าต้องทําให้เกิดผลตามกฎของมัวร์ ดังนั้นจึงต้องใช้ทุนในการวิจัย พัฒนา การผลิต และการทดสอบสูงขึ้น ในทุกๆชิพที่มีการพัฒนาขึ้นมา ซึ่งจากเหตุผลข้อนี้นั้นทําให้เกิด กฎข้อที่สองของมัวร์ขึ้น โดยบอกว่า ต้นทุนการผลิตของ semiconductor นั้นเพิ่มขึ้นแบบ exponential เหมือนกัน
สําหรับแนวโน้มในอนาคต Road map ของอุตสาหกรรมเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ได้ทํานายไว้ว่า กฎของมัวร์นั้นจะยังเป็นจริงอยู่ในชิพอีกหลายๆรุ่น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการคํานวณเวลาที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า นั้นอาจหมายถึงว่า ในอนาคตจํานวนทรานซิสเตอร์บนชิพอาจเพิ่มขึ้น 100 เท่าในเวลา 10 ปีก็เป็นได้ นอกจานั้นยังมีการวิจัยที่เกี่ยวเนื่องกับกฎของมัวร์ในอนาคตอีกด้วย อาทิเช่น การสร้างสถิติความเร็วใหม่ที 500 GHz จากนักวิจัยของ IBM โดยการใช้ silicon/germanium helium supercooled transistor และให้ทํางานที่อุณหภูมิตํ่ามากๆ การคิดค้นเทคนิคการพิมพ์วงจรโดยใช้ deep-ultraviolet ทําให้สามารถพิมพ์วงจรที่มีความกว้างแค่ 29.9 nm ได้ส่งผลให้กฎของมัวร์ยังเป็นจริงต่อไป นักวิจัยจาก HP Labs สร้าง memristor ที่มีการทํางานคล้ายกับ CBRAM, RRAM โดยใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพสูงกว่า เพื่อนํามาใช้เป็นหน่วยความจําที่ไม่ต้องใช้ไฟฟ้ า นักพัฒนาจาก Tyndall National Institute ใน Cork, Ireland ประกาศการค้นพบ junctionless transistor ซึ่งมีขนาดเพียงแค่10 nm โดยสามารถผลิตโดยเทคโนยีที่มีอยู่ได้ นักคาดการณ์หลายๆคนอาทิเช่น Ray Kurzweil, Bruce Sterling และ Vernor Vinge เชื่อว่าการพัฒนาแบบ exponential ตามกฎของมัวร์นั้นสุดท้ายจะนําไปสู่ technological singularity (เทคโนโลยีทุกๆอย่างพัฒนาไปพร้อมๆกัน)
อย่างไรก็ตาม กฎของมัวร์นั้นก็ยังมีข้อจํากัดอยู่เช่นกัน เช่นเรื่องของจํานวนทรานซิสเตอร์กับความสามารถในการประมวลผล การเพิ่มขึ้นของทรานซิสเตอร์ไม่ได้มีผลโดยตรงต่อความแรงของ
CPU แต่นอกเหนือจากนั้นยังมีปัญหาเกี่ยวกับคอขวด ทําให้เกิดการพัฒนาวิธีการจัดการข้อมูลแบบ
parallelism ซึ่งอาศัยกฎของมัวร์ในการช่วยออกแบบ
บิตตรวจสอบ จะมีวิธีตรวจสอบอยู่ 2 วิธีด้วยกัน คือ
1. การตรวจสอบบิตภาวะคู่ (Even Parity)
2. การตรวจสอบบิตภาวะคี่ (Odd Parity)
ตัวอย่าง การตรวจสอบพาริตี้ด้วยบิตภาวะคู่ (Even Parity)
ASCII-8 Parity
0100 1101 0 M
0100 1001 1 I
0100 1110 0 N
0101 0100 1 T
- M ตรงกับรหัสแอสกี้ 01001101 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 4 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคู่)
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 0 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010011010
- I ตรงกับรหัสแอสกี้ 01001001 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 3 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคี่)
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 1 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010010011
- N ตรงกับรหัสแอสกี้ 01001110 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 4 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคู่)
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 0 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010011100
- T ตรงกับรหัสแอสกี้ 01010100 และเนื่องจากบิต 1 มีอยู่ 3 บิต อยู่แล้ว(เป็นเลขคี่)
ดังนั้น บิตตรวจสวนทีเพิมเข้าไปก็จะเป็น 1 เมื่อรวมบิตตรวจสอบเข้าไปหนึงบิตก็จะเป็น 010101001
กฎของมัวร์ (Moore's Law)
คําว่า "กฎของมัวร์" นั้นถูกเรียกโดยศาสตราจารย์ Caltech นามว่า Carver Mead ซึ่งกล่าวว่าจํานวนทรานซิสเตอร์จะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าในทุกๆหนึ่งปี ในช่วงปี 1965 นั่นก็เป็นจริงตามคําของมัวร์ แต่เชื่อว่าคงเป็นเช่นนี้ในระยะเวลาสั้นๆเท่านั้น ต่อมามัวร์จึงได้เปลี่ยนรูปกฎของเขามาเป็น เพิ่มขึ้นสองเท่าในทุกๆสองปี ในปี 1975
เมื่อเวลาผ่านมากฎของมัวร์ก็ได้รับการยอมรับเป็นอย่างมาก ถึงแม้ว่าจะเป็นเพียงแค่การทํานาย จนต่อมาได้กลายมาเป็นเป้ าหมายของอุตสาหกรรม semiconductor ส่งผลให้เกิดการแข่งขันระหว่างกลุ่มคู่แข่ง ทําให้วิศวกรของแต่ละบริษัทต้องคอยคิดค้น พัฒนาความสามารถในการประมวลผลต่างๆ
ด้วยเหตุนี้กฎของมัวร์จึงเปรียบเหมือน self-fulfilling prophecy นอกจากนั้นยังส่งผลต่อต้นทุนการผลิตอีกด้วยเนื่องจากเหตุผลที่ว่าต้องทําให้เกิดผลตามกฎของมัวร์ ดังนั้นจึงต้องใช้ทุนในการวิจัย พัฒนา การผลิต และการทดสอบสูงขึ้น ในทุกๆชิพที่มีการพัฒนาขึ้นมา ซึ่งจากเหตุผลข้อนี้นั้นทําให้เกิด กฎข้อที่สองของมัวร์ขึ้น โดยบอกว่า ต้นทุนการผลิตของ semiconductor นั้นเพิ่มขึ้นแบบ exponential เหมือนกัน
สําหรับแนวโน้มในอนาคต Road map ของอุตสาหกรรมเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ได้ทํานายไว้ว่า กฎของมัวร์นั้นจะยังเป็นจริงอยู่ในชิพอีกหลายๆรุ่น ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับการคํานวณเวลาที่เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า นั้นอาจหมายถึงว่า ในอนาคตจํานวนทรานซิสเตอร์บนชิพอาจเพิ่มขึ้น 100 เท่าในเวลา 10 ปีก็เป็นได้ นอกจานั้นยังมีการวิจัยที่เกี่ยวเนื่องกับกฎของมัวร์ในอนาคตอีกด้วย อาทิเช่น การสร้างสถิติความเร็วใหม่ที 500 GHz จากนักวิจัยของ IBM โดยการใช้ silicon/germanium helium supercooled transistor และให้ทํางานที่อุณหภูมิตํ่ามากๆ การคิดค้นเทคนิคการพิมพ์วงจรโดยใช้ deep-ultraviolet ทําให้สามารถพิมพ์วงจรที่มีความกว้างแค่ 29.9 nm ได้ส่งผลให้กฎของมัวร์ยังเป็นจริงต่อไป นักวิจัยจาก HP Labs สร้าง memristor ที่มีการทํางานคล้ายกับ CBRAM, RRAM โดยใช้ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพสูงกว่า เพื่อนํามาใช้เป็นหน่วยความจําที่ไม่ต้องใช้ไฟฟ้ า นักพัฒนาจาก Tyndall National Institute ใน Cork, Ireland ประกาศการค้นพบ junctionless transistor ซึ่งมีขนาดเพียงแค่10 nm โดยสามารถผลิตโดยเทคโนยีที่มีอยู่ได้ นักคาดการณ์หลายๆคนอาทิเช่น Ray Kurzweil, Bruce Sterling และ Vernor Vinge เชื่อว่าการพัฒนาแบบ exponential ตามกฎของมัวร์นั้นสุดท้ายจะนําไปสู่ technological singularity (เทคโนโลยีทุกๆอย่างพัฒนาไปพร้อมๆกัน)
อย่างไรก็ตาม กฎของมัวร์นั้นก็ยังมีข้อจํากัดอยู่เช่นกัน เช่นเรื่องของจํานวนทรานซิสเตอร์กับความสามารถในการประมวลผล การเพิ่มขึ้นของทรานซิสเตอร์ไม่ได้มีผลโดยตรงต่อความแรงของ
CPU แต่นอกเหนือจากนั้นยังมีปัญหาเกี่ยวกับคอขวด ทําให้เกิดการพัฒนาวิธีการจัดการข้อมูลแบบ
parallelism ซึ่งอาศัยกฎของมัวร์ในการช่วยออกแบบ
credit : นายธีรภัทร์ ฉวรรณกุล (5231028321)
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น