วิวัฒนาการของ Intel

รุ่น 80486
ความจริงก็คือ 80386 รุ่นปรับปรุงนั้นเองโดยได้เพิ่มตัวประมวลผลทางคณิตศาสตร์ (Math co-processor) เพิ่มหน่วยความจำ Cache ภายใน CPU ทำให้ 80486 ทำงานได้เร็วขึ้นอย่างเห็นได้ชัด และได้เพิ่มการทำงานที่เรียกว่าpipeliningเข้าไป แต่เนื่องจากว่า 80486 ที่มี math co-processor มีราคาค่อนข้างสูง Intel จึงได้ออก CPU 80486SX ซึ่ง ได้ถอด math co-processor ออก ( ตัว 80486 ที่มี math co-processor เรียกว่า 80486DX) ทำให้มีราคาถูกลง ตัว 80486 เองได้มีการปรับปรุงขึ้นมาอีกขั้นขึ้นการทำงานในลักษณะที่เรียกว่า Clock doubling คือ เป็นการเพิ่ม Speed ของ Clock ให้สูงขึ้น เช่น 80486DX/2 ทำงาน Clock speed 40/50/60 MHz 80486DX4 ทำงานที่ Clock speed 100 MHz เป็นต้น จากการที่ Clock speed สูงขึ้น บวกกับการที่ได้เพิ่มอุปกรณ์บางอย่างเช่น หน่วยความจำแคชที่มากขึ้น ทำให้ CPU รุ่นนี้ได้รับความนิยมอยู่เป็นเวลานาน และทำให้มีบริษัทอื่น นอกจาก Intel เริ่มเข้ามาผลิต CPU สำหรับ PC ออกมาแข่งขันกัน ได้แก่ Cylix และ AMD เป็นต้น โดยในรุ่น80486นี้ได้มีการเริ่มใช้ระบบที่เรียกว่า pipeliningในCPU
Pipelining
เทคนิค Pipelining หรือที่เรียกว่า Instruction Pipelining เป็นกระบวนการทำงานของโปรเซสเซอร์ที่สามารถ อ้างอิงแอดเดรสปลายทางได้อย่างต่อเนื่อง โดยไม่ต้องการรอให้ข้อมูลที่กำลังมองหาอยู่นั้น ถูกจัดการเสร็จสิ้นเสียก่อน จึงค่อยอ้างอิงแอดเดรสต่อไป หรือพูดง่ายๆ ก็คือ ขณะที่ข้อมูลกำลังเดินทางมายังโปรเซสเซอร์นั้น ตัวโปรเซสเซอร์สามารถปลดปล่อยแอดเดรสชุดต่อไป อย่างไม่รอช้า โดยไม่ต้องรอให้ข้อมูลวิ่งมาถึงตนเองเสียก่อน
ลักษณะนี้ จะเห็น แผนกอ้างอิงแอดเดรส ก็ทำงานของมันไป ขณะที่ข้อมูลกำลังเดินทางเข้ามา พร้อมกับข้อมูลที่เดินทางมาก่อนหน้านี้ ได้รับการจัดการในเวลาเดียวกัน
Pentium
เนื่องจากเริ่มมีบริษัทอื่นๆ ผลิต CPU สำหรับ PC ออกมาแข่งขันกับ Intel จึงทำให้ CPU รุ่นถัดมาของ Intel ไม่ใช้ชื่อเรียกเป็นหมายเลข ใช้เป็นชื่ออื่นแทน หลายท่านคงมีความเข้าใจ Pentium เป็น CPU ขนาด 64 บิต แต่จริงๆ แล้วไม่ใช่ เนื่องจาก Pentium จะออกแบบมาคล้ายๆ กับใช้ 80486 สองตัวทำงานคู่ขนานกัน ทำให้กลไกการทำงานทั้งภายในและนอกตัว CPU เป็น 64 บิตไปโดยปริยาย CPU ของค่ายอื่นที่ออกมาในช่วงนี้ ก็มี AMD K5, Cylix 6x86 ซึ่งได้มีการเพิ่มความสามารถที่เรียกว่า Superscalar
Superscalar
โปรเซสเซอร์ที่มีมาในอดีต จะใช้จักรกลของการคำนวณและจัดการกับคำสั่ง เพียงชุดเดียวเท่านั้น ถึงแม้ว่า โปรเซสเซอร์ดังกล่าว จะสามารถทำงานในระบบ Pipelining ก็ตาม ลักษณะนี้ตัวโปรเซสเซอร์จะสามารถสร้างผลลัพธ์ ต่อหนึ่งชุดคำสั่งที่ได้รับด้วยเวลา คิดเป็น Clock Cycle จำนวนหนึ่ง แต่ด้วยการเพิ่มชุดของจักรกลการคำนวณและการจัดการ เข้าไปหลายๆชุด จะทำให้โปรเซสเซอร์สามารถจัดการกับคำสั่ง ได้มากกว่า 1 คำสั่งขึ้นไป ต่อหนึ่ง Clock Cycle ด้วยวิธีการ เช่นนี้ ทำให้โปรเซสเซอร์ Pentium ที่ถูกจัดว่า เป็นสถาปัตยกรรมแบบ Superscalar สามารถจัดการกับคำสั่ง ได้ถึง 2 คำสั่งภายในหนึ่งลูกคลื่นสัญญาณนาฬิกาเท่านั้น ซึ่งผิดกับ 80486 CPU ที่จะต้องใช้เวลาถึง 2 ลูกคลื่นสัญญาณนาฬิกา เพียงเพื่อจัดการกับ 1 คำสั่งเท่านั้น
Pentium PRO
เป็นรุ่นที่พัฒนาต่อจากPentium ซึ่งได้มีการเพิ่มประสิทธิภาพของ Superscalar ให้ดีขึ้นและได้มีการเปลี่ยนชื่อของRegister และที่สำคัญที่สุดคือการเพิ่มเทคโนโลยี Dynamic Executionซึ่งประกอบไปด้วย
- branch prediction
- data flow analysis
- speculative execution
Branch Prediction
เป็นวิธีการทำนายการไหลของโปรแกรมโดยการใช้ Branches หลายแขนง ( ในบางครั้งก็มีความเป็นไปได้ที่จะพยากรณ์แอดเดรสเป้าหมายของ Branch เงื่อนไข โดยอาศัยลักษณะพิเศษของการ Execute คำสั่ง ตัวอย่าง เช่น แอดเดรสเป้าหมาย ของ Branch Instruction ที่ควบคุม การทำงานลักษณะย้ำแบบ Loop นั้น หากคล้ายกับแอดเดรสของคำสั่งแรกใน Loop ก็จะทำการดึงออกมาใช้งานพร้อมกันแบบ Pipeline ได้ทันที) ซึ่งการใช้กรรมวิธี Multiple Branch จะช่วยให้การทำนายตำแหน่งของข้อมูลคำสั่งที่จะเข้าไปดึงออกมาได้รวดเร็วยิ่งขึ้น โดยสามารถพยากรณ์ได้ว่า คำสั่งต่อไปที่โปรเซสเซอร์ต้องการจะนำมาจัดการนั้น อยู่ ณ ที่ใดของหน่วยความจำ ด้วยประสิทธิภาพสูงถึง 90% ซึ่งสามารถทำได้ เนื่องจากขณะที่โปรเซสเซอร์กำลัง ดึงคำสั่งจากหน่วยความจำอยู่นั้น มันจะมองคำสั่งชุดต่อไป จากโปรแกรมแบบล่วงหน้า ซึ่งลักษณะนี้จะช่วยให้เกิดการเร่งการไหลของงานสู่โปรเซสเซอร์ ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น
Data Flow Analysis
เป็นวิธีการวิเคราะห์และสร้างหมายกำหนดการสำหรับคำสั่งที่ต้องการจะนำมาจัดการแบบมีลำดับ ที่เหมาะสม โดยไม่จำเป็นต้องขึ้นอยู่กับโปรแกรมที่กำลังติดต่ออยู่
โดยวิธีการ Data Flow Analysis นี้ ตัวโปรเซสเซอร์จะมองไปที่ รหัสคำสั่งทาง Software ที่ถูกถอดออกมาแล้ว ว่า เป็นชุดคำสั่งหรือข้อมูลที่พร้อมแล้วสำหรับการ Execute จัดการโดยโปรเซสเซอร์ หรือว่า เป็นเพียงรหัสคำสั่ง ที่ต้องพึ่งพาอาศัยคำสั่งหลักอื่นๆ ที่ยังไม่พร้อมที่จะให้โปรเซสเซอร์นำไปจัดการ ทำให้โปรเซสเซอร์สามารถจัดลำดับของคำสั่ง หรือข้อมูลที่จะนำมา Execute จัดการได้อย่างเหมาะสม และเป็นไปตามจังหวะจะโคน
Speculative Execution
เป็นวิธีการเพิ่มอัตราของการ Execution หรือการจัดการกับคำสั่งที่มีประสิทธิภาพ โดยใช้หลักการมองไปข้างหน้าที่โปรแกรม เคาน์เตอร์ (Program Counter) โดยที่ Program Counter หรือ PC จะทำหน้าที่สร้างแอดเดรสที่ต้องการจะ Execute สำหรับรอบต่อไปของโปรเซสเซอร์ พูดง่ายๆก็คือ ขณะที่โปรเซสเซอร์กำลังจะปลดปล่อยแอดเดรสออกไปที่ปลายทางนั้น มันจะเตรียมการป้อนค่าแอดเดรสถัดไป ที่มันต้องการใช้ในโปรแกรม เคาน์เตอร์แบบล่วงหน้า ทำให้ประหยัดเวลา ไม่ต้องรอคอย และสามารถส่ง แอดเดรสไปยังเป้าหมายทีเดียวถึง 5 ตำแหน่งแอดเดรสในเวลาเดียวกัน ทำให้เกิดกระแสของข้อมูล และ แอดเดรสไปกลับระหว่างโปรเซสเซอร์ และเป้าหมายอย่างต่อเนื่อง
Pentium MMX, AMD K6 3DNOW, Cylix 6X86MX
ก็คือ Pentium ที่เพิ่มความสามารถในเชิงมัลติมิเดีย ( MMX สำหรับ Pentium, 3DNOW สำหรับ AMD) และนอกจากนี้ยังได้เพิ่ม หน่วยความจำแคช Level 2 เข้ามาในตัว CPU มากน้อยแตกต่างกันในแต่ละค่าย ซึ่งได้มีการเพิ่มเทคโนโลยีใหม่ที่ชื่อว่าSIMD (Single Instruction Multiple Data )
SIMD (Single Instruction Multiple Data )
เป็นเทคโนโลยีที่ทำให้คำสั่งเดี่ยวๆ เพียงคำสั่งหนึ่ง สามารถใช้กับข้อมูลได้หลายๆชุดพร้อมกัน ในเวลาเดียวกัน ซึ่งตรงนี้เป็นข้อดี ถ้าหากจะต้องเกี่ยวข้องกับการปฏิบัติงานแบบซ้ำๆกันบน ชุดของข้อมูลที่แตกต่างกัน ตัวอย่างของการทำงานประเภทนี้ ได้แก่การแปลงข้อมูลสำหรับการสร้างภาพที่มีด้านหลายๆด้าน (Polygon) ในทางคณิตศาสตร์ ให้เป็นภาพ Polygon แบบ 3D บนจอภาพ ซึ่งปกติกระบวนการนี้ จะต้องใช้การคำนวณทางคณิตศาสตร์ที่ค่อนข้างซับซ้อน
Pentium II
Celeron, PentiumII, Pentium III จะมีการเพิ่มส่วนขยาย MMX ออกไป ปรับสถาปัตยกรรมภายในใหม่ ทำให้มีการประมวลผลในเชิงจุดทศนิยมได้ละเอียดและถูกต้องมากขึ้น เพิ่มความสามารถในเชิง 3 มิติเข้าไป ส่วน Celeron จะมีคุณสมบัติอื่นๆ เหมือนกับ Pemtium เพียงแต่ตัด L2 ( หน่วยความจำแคช ระดับ 2) ออกไปให้น้อยกว่า หรือไม่มีเลยในบางรุ่น ส่วน CPU ของค่ายอื่นๆ ก็ปรับปรุงขึ้นเป็น AMD K6, AMD K7 ตามลำดับ นอกจากนี้ CPU ในตระกูลเหล่านี้ยังสามารถทำงานกับ Clock speed สูงๆ ได้ 600 - 700 MHz เลยที่เดียว (แล้วแต่รุ่นของ CPU)
Pentium III
รุ่นแรก มีสถาปัตยกรรมแบบเดียวกับ Pentium แต่เพิ่มชุดคำสั่งที่ใช้ในการประมวลผล Multimedia เข้าไปที่เรียกว่า KNI หรือ MMX2 หรือ SSE (Steamming SIMD Extension) และมีการลดขนาด แคช จาก 512 KB เป็น 256 KB ทำงานที่ความเร็วเดียวกับ CPU โดยในปัจจุบัน Pentium III จะถูกแบ่งออกเป็นหลายรุ่นโดยจะมีรหัส E และ B ต่อท้าย โดย E มีความหมายว่าเป็น CPU ที่ใช้สถาปัตยกรรม 0.18 Micron ซึ่งจากเดิมจะเป็นแบบ 0.25 Micron ส่วน B มีความหมายว่า เป็น CPU ที่ใช้ Bus 133 MHz ซึ่ง CPU ในรุ่นนี้ยังได้มีการเปลี่ยนแปลงสถาปัตยกรรมบางอย่าง เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของ CPU ให้สูงขึ้นกว่าเดิม และใช้ Packet แบบ FCPGA
Pentium IV
Pentium 4 เป็น CPU รุ่นล้าสุดซึ่งสนับสนุนความเร็ว Bus ที่ 400 MHz และมีการเพิ่มชุดคำสั่งใหม่เข้าไปที่เรียกว่า SSE2 ซึ่งทำให้ประสิทธิภาพในการประมวลผล Multimedia ดีขึ้น
Itanium
Itanium หรือ เดิมชื่อ Merced ซึ่งเป็น CPU สำหรับ Server หรือ Workstation Itanium นี้ มี Transistor อย่ 2.5 ล้านตัว บรรจุอยู่ใน Cartridge ซึ่งจะมีการรวมเอา Cache ระดับ 3 ขนาด 4 M เข้าไว้ด้วย แถมยังมีการนิยาม คุณสมบัติใหม่อีก คือ BSB หรือ Back-Side Bus ซึ่งจะทำให้ Cache ระดับ 3 นั้น สามารถทำงานด้วยความเร็วเท่าๆ กับ CPU ได้เลย แม้ว่าจะ ไม่ได้อยู่บนแผ่น Die เดียวกันกับ CPส่วน FSB หรือ Front-Side Bus นั้นจะใช้ระดับ 266 ล้าน Transfers per Second ซึ่งจะมากเป็นเท่าตัว ของ Bus 133 MHz on ซึ่งCPUรุ่นนี้ประมวลผลทีละ64 bit
SledgeHammer
SledgeHammer หรือมีชื่อเป็นทางการว่า Opteron ซึ่งจะเป็นซีพียูในระดับไฮเอนด์สำหรับเซิร์ฟเวอร์และเวิร์กสเตชั่นที่ต้องการความเร็วสูงเป็นพิเศษ SledgeHammer เป็น CPU 64 Bit แต่จะสนับสนุนการทำงานของ CPU มากกว่า 2 ตัวขึ้นไป
Sledgehammer มีรีจีสเตอร์สำหรับคำนวนเลขทศนิยม 16 ตัว มีรีจีสเตอร์สำหรับงานทั่วไป (General-purpose register GPR) 16 ตัว มีแคช L1 128KB L2 512 - 2MB เป็น CPU แบบ socket A ใช้ Mainboard ที่มี Clock Speed 266 MHz และออกแบบวงจรขนาด 0.13 ไมครอน และใช้การเชื่อมต่อโดยทองแดง

วิวัฒนาการของ CPU AMD

AMD หรือ Advanced Micro Devices, Inc เป็นผู้ผลิตซีพียูแบบเทียบเท่า(Compatible)กับ X 86 รายแรกที่สามารถเทียบชั้นกับ INTEL ได้ในปัจจุบันที่ผ่านมาAMDเริ่มต้นด้วยการรับจ้างผลิตซีพียูให้กับ INTEL ในยุคของ 80286ที่ INTEL ผลิตเองไม่ทันขายและต่อมาก็ได้มีการพัฒนาซีพียูของตนเองขึ้นมาไล่ตาม INTEL อยู่นานจนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้จึงสามารถแข่งขันกับซีพียูรุ่นต่างๆของ INTEL ได้อย่างเต็มที่ ซึ่งรายละเอียดของซีพียูของทาง AMD มีดังนี้

- AMD 286 386 486 586
ซีพียูรุ่นเหล่านี้ ยกเว้น 586 แล้ว ล้วนเป็นการผลิตด้วยสิทธิ์ที่ได้จากทาง INTELทั้งสิ้นจึงไม่มีข้อแตกต่างจากข้อง INTEL เลย เว้นแต่ความเร็วสูงสุดจะเร็วกว่าข้องทาง INTEL อยู่หนึ่งระดับเท่านั้นเนื่องจากมักจะเลิกผลิตที่หลังนั้นเอง คือมี286/20 MHz (INTEL 16MHz) 386/40MHz (INTEL 33 MHz) แต่จะมี586/133 เท่านั้นที่ ส่วนที่ตั้งชื่อว่า 586 เพราะ INTEL ได้ออก Pentiumมาแล้ว ซึ่งความจริง586 ก็คือ 486 ที่ทำงานที่ 133 MHz (33 คูณ 4) นั้นเอง

- K5
K5 เป็นซีพียูรุ่นแรกของ AMD ที่เทียบเท่ากันกับ Pentium ของ Intel ประสิทธิภาพของ K5 จะใกล้เคียงกับ Pentium ทั้งนี้ AMD ไม่ใช้ความถี่ของสัญญาณนาฬิกาเป็นชื่อของรุ่น เปลี่ยนไปใช้คำว่า PR ตามด้วยความเร็วของ Pentium ที่ซีพียูรุ่นนั้น ๆ เทียบเคียงด้วย เนื่องจาก K5 ใช้ความถี่ต่ำกว่า แต่ถ้าเทียบกันแล้วจะสามารถทำงานได้เร็วกว่า Pentium ซึ่งใช้ความถี่เดียวกัน ดังนั้นการใช้คำว่า PR (คือ Pentium Rate) จะให้ผลที่ดีกว่าในทางการตลาด ผู้ซื้อจะได้ไม่รู้สึกว่าซื้อของที่แย่กว่า ซีพียูรุ่นนี้มี 2 รุ่นย่อยคือPR 90 กับ PR 100 ที่เมื่อแรกออกมายังมีปัญหาค่อนข้างมาก ต่อมาได้ปรับปรุงใหม่

- K6
เป็นซีพียูรุ่นแรกในการพัฒนาการของซีพียูในรุ่นที่ 6 ของ AMDและได้ใส่
ความสามารถMMX เข้าไปด้วย ทำให้เมื่อเทียบชั้นกับPentium รุ่นที่เป็น MMX แล้ว
เหนือกว่าเล็กน้อยโดยผ่ายนอกยังคงใช้บัส 66 MHz และแคชขนาด 256 KB ถึง
1MB แต่ความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ใช้เพิ่มขึ้นเป็น 166, 200, 233 และ 266 MHz
ตามลำดับ ส่วนเมนบอร์ด ซ็อคเก็ต และชิพเซ็ตจะใช้เหมือนกับ Pentium ทุกประกา

- AMD K6-2
ซีพียูรุ่นนี้เป็นรุ่นแรกที่ AMD ได้ใส่ชุดคำสั่ง 3Dnow! เข้าไปใน K6 เพื่อเพิ่มประสิทธิ์ภาพในการประมวลผลคำสั่งที่มีข้อมูลมาก เช่นการคำนวณทางด้านสามมิติ โดยการเพิ่มจากชุดคำสั่ง MMX (ที่คอมเพตติเบิลกับของ INTEL) ซึ่งมีอยู่แล้วใน K6 นอกจากนี้ยังใช้บัส100 MHz และใช้ซ็อคเก็ต แบบ Socket 7 หรือ Super 7 แต่อย่างไรก็ตาม K6-2 ยังใช้ แคชระดับสองอยู่ ภายนอกซีพียู โดยมีขนาด 512 KB 1 MB หรือ 2 MB ซึ่งต้องทำงานที่ความเร็วกับบัสภายนอก ทำให้ไม่ได้ประสิทธิภาพเท่าที่ควร หลังจากนั้นไม่นาน AMD ได้ออก K6-3 ที่มีแคชระดับสองอยู่ในตัว ทำให้ทุกสิ่งทุกอย่างดีขึ้น แต่ K6-2 ก็ยังคงมีอยู่มากมายหลายรุ่น ซึ่งราคาถูกมากๆ เหมาะสำหรับผู้ต้องการเริ่มต้นซื้อเครื่องที่ลงทุนน้อยแต่ได้คุณภาพสูงพอสมควร ความเร็วของ ซีพียู รุ่นนี้มีตั้งแต่ 300 MHz ขึ้นไปจนถึง 475 MHz ซีพียูรุ่นนี้แม้จะมีความเร็วในระดับของ Pentium II แต่ก็ยังคงใช้เมนบอร์ดและซ็อคเก็ตแบบเดียวกับ Pentium ธรรมดา (Socket 7) เนื่องจากบัสและแคชมีโครงสร้างแบบเดียวกัน คืออยู่ภายนอกและทำงานที่ 100 MHzทำให้ประสิทธิภาพขึ้นไปเทียบกับ Pentium II ไม่ได้ (แคชทำงานช้ากว่า)จนกระทั่งมี K6-3 ที่มีแคชระดับสองอยู่ภายในออกมา

- AMD K6-3
ซีพียูรุ่นนี้เป็นการนำเอารุ่นเดิมคือ K6-2 มาเพิ่มแคชระดับสองขนาด 256 K เข้าไปในชิปและเพิ่มความสามารถในการรองรับแคชระดับสามที่อยู่ภายนอก (บนเมนบอร์ด) ได้อีกด้วย ทั้งขนาด 512 KB,1 MB,2MB ส่วนแคชระดับหนึ่งมี 32 KB แบบสองทาง บัสที่ใช้ในความถี่ 100 MHz ใช้ซ็อคเก็ตแบบ Super 7 และมีชุดคำสั่ง MMX 3DNow! เช่นเดียวกับ K6-2 ประสิทธิภาพที่ได้ใกล้เคียงกับ Pentium II ที่ใช้ความถี่เท่ากัน

- AMD Athlon (Classic)
โครงสร้างที่ล้ำสมัยกว่า และมีความเร็ว ในทุกๆ ด้านเหนือกว่าซีพียูที่ Intel ที่อยู่ให้ท้องตลาด ณ ขณะนั้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งทางด้านของหน่วยประมวลผลเลข Floating point ซึ่ง AMD ไม่เคยทำได้เร็วเท่าของ Intel เลยแต่คราวนี้ก็ล้ำนำหน้าไปแล้วด้วยเช่นกัน ส่วนราคาก็ยังคงต่ำกว่าของ Intel อยู่เสมอเมื่อเปรียบเทียบกับรุ่นอื่นๆ ของ Intel ที่มีประสิทธิภาพใกล้เคียงกัน Athlon มีความเร็วเริ่มต้นที่ 500 MHz ซึ่งเริ่มแรกเมื่อออกสู่ตลาดจะมีรุ่น 500,550, และ 600 จนถึง 850 MHz แล้ว ซึ่ง Athlon รุ่นแรกๆ จะผลิตโดยใช้เทคโนโลยีการผลิตแบบ 0.25 ไมครอน ซึ่งมีลักษณะเป็นแบบตลับ SECC และใช้เทคโนโลยีระบบบัสแบบ EV6 ซึ่งสามารถทำงานทั้งขอบขาขึ้นและลงของสัญญาณนาฬิกาความถี่ 100 MHz จึงเสมือนว่าทำงานที่ระบบบัส 200MHz พร้อมทั้งมีคำสั่ง MMX และ 3DNow! ที่มีการปรับปรุงใหม่ให้มีประสิทธิ์ภาพในการทำงานด้านสามมิติที่ดีขึ้นโดยมีหน่วยความจำแคชรระดับ 1จำนวน 64+64KB และแคชระดับ 2 จำนวน 512KB อยู่บนตัวซีพียูแต่ทำงานที่ความเร็วครึ่งหนึ่งของซีพียู แต่ในรุ่นหลังซึ่งมีความถี่สูงขึ้นก็ได้ปรับเปลี่ยนเทคโนโลยีการผลิตไปเป็น 0.18 ไมครอน เหมือนกับที่ Intel เช่นเดียวกับที่ใช้ใน Pentium III ซีพียูรุ่น Athlon ของ AMD เป็นที่ฮือฮามากตั้งแต่เมื่อปลายปี1999เนื่องจากใครๆ ก็ช่วยกันลุ่นให้ AMD ทำได้ทำสำเร็จเพื่อไม่ให้ Intel ครองตลาดอยู่แต่เพียงผู้เดียวอีกต่อไป อย่างไรก็ตาม Athlon ก็ยังมีข้อจำกัดในเรื่องของชิปเซ็ตและเมนบอร์ดที่สนับสนุน เนื่องจากแต่เดิมจะต้องพึ่งพาอาศัยให้ผู้อื่นคือบริษัทในไต้หวันอย่าง VIA และ SiS ผลิตให้ ทำให้ขาดแคลนและเป็นอุปสรรคอย่างยิ่งในการทำตลาด (แถมยังมาเจอแจ็คพ็อตจากแผ่นดินไหวในไต้หวันเมื่อปลายปี พ.ศ. 2542อีก!) หรือไม่ก็ใช้ชิปเซ็ต AMD – 750 ของทาง AMD เอง แต่เมื่อซีพียูเริ่มได้รับความนิยมก็มีผู้เริ่มหันมาผลิตเครื่องและเมนบอร์ดโดยใช้ซีพียูรุ่นนี้ (Athlonจำเป็นต้องใช้เมนบอร์ดที่ทำมาสำหรับซีพียูรุ่นนี้โดยเฉพาะ จะใช้กับเมนบอร์ดSlot1 ทั่วไปไม่ได้ เนื่องจากมีโครงสร้างการออกแบบที่ไม่เหมือนใคร แม้นจะใช้สล็อต ในลักษณะที่คล้ายกันกับ Slot1 ของIntel ก็ตาม แต่ก็ไม่เหมือน จึงตั้งชื่อเป็น Slot A ซึ่งมาจากแบบของชิป Alpha จาก Compaq/Digital ซึ่งทีมวิศวกรของ AMD ได้ต้นแบบชิปมาจากชิปดังกล่าว

- AMD Athlon (thunderbird)
เป็นรุ่นที่ได้การพัฒนาจาก Athlon Classic (รุ่นแรก) ซึ่งผลิตด้วยเทคโนโลยีขนาด 0.18 ไมครอนตัวชิปเป็นแบบ PGA โดยในรุ่นนี้ได้ลดแคชระดับ 2 ลงเหลือ 256 KB แต่อยู่บนซีพียูชิ้นเดียวกับตัวชิปที่เรียกกันว่า on die จึง มีความเร็วเทียบเท่าซีพียูโดยใช้กับเมนบอร์ดที่ใช้ Socket 462 หรือ Socket A แต่ยังคงใช้ระบบบัสแบบ EV6 ซึ่งสามารถทำงานทั้งขอบขาขึ้นและลงของสัญญาณนาฬิกาความถี่ 100 MHz จึงเสมือนว่าทำงานที่ระบบบัส200MHz เหมือนเดิม ต่อมาได้มีการพัฒนาขึ้นโดยใช้สัญญาณนาฬิกาความถี่133 MHz จึงเสมือนว่าทำงานที่ระบบบัส 266MHz และสามารถสนับสนุนหน่วยความจำหลักแบบ DDR SDRAM ทั้งแบบ PC1600 และPC2100 ซึ่งทำให้มีประสิทธิ์ภาพสูงขึ้นมากกว่าเดิม

- AMD Athlon4

แอธลอน4ตัวแรกที่เปิดตัวออกมาไม่ใช่รุ่นสำหรับเดสก์ทอปแต่กลับเป็นว่ากลายเป็นซีพียูสำหรับโน้ตบุ๊คโดยมี 4 รุ่นแรกที่วางตลาดนั้น จะที่ความเร็วตั้งแต่ 850 , 950 และ1 GHz ซึ่งทั้ง 4 รุ่นนั้นทำงานที่แรงดันไฟฟ้า 1.4 โวลต์ และทั้งหมดทำงานที่ FSB200 MHzโดยใช้หน่วยความจำแบบ DDR SDRAM สำหรับขนาดของแคชภายในตัว Athlon 4 ยังคงไม่แตกต่างไปจากเดิม โดยใน Athlon 4 นี้ ยังคงมี แคช L1 อยู่ 64 KB เหมือนเดิมส่วนแคช L2 ก็ยังคงมีขนาดเท่าเดิมคือ128 KB และยังคงมีคุณสมบัติเหมือนเดิมที่ว่าแคช L1 และ L2 นั้นจะมีข้อมูลที่ไม่ซ้ำซ้อนกันนั้นหมายความว่าขนาดแคชโดยรวมของ Athlon 4 ก็คือ 384 KB

AMD AthlonMP
- Athlon MP นั้นจะมาพร้อมเทคโนโลยีชั้นนำมากมายอาทิเช่น Smart MP, สนับสนุนหน่วยความจำแบบ DDR(Double Data Rate), Fully-Pipeline Superscalar Floating Point Engine เป็นต้นซึ่งจะทำให้สามารถสร้างงานที่มีประสิทธิภาพได้อย่างมาก สนับสนุนหน่วยความจำแบบ DDR (Double Data Rate) ระบบแคชความเร็วสูงแบบ Hardware Prefetch Exclusive L2 TLB (Translation Look-aside Buffer) ใน Athlon MP นั้นได้มีการออกแบบระบบแคชแบบใหม่โดยใช้ระบบแคชที่มีคุณสมบัติ Exclusive L2 TLB และ Data Prefetch ซึ่วจะทำให้ระบบข้อมูลส่งข้อมูลมายังโปรเซสเซอร์ก่อนที่จะมีการเรียกใช้งาน ดังนั้นจึงสามารถลดเวลาที่ใช้ในการค้นหาข้อมูล และเพิ่มประสิทธิภาพการประมวลผลงานที่ทำได้ สนับสนุนคุณสมบัติ ECC (Error Correcting Code) ของ Advanced266 MHz Front Side Bus ใช้เทคโนโลยี 3DNow!(tm) Professional Athlon MP มีการเพิ่มคำสั่งใหม่เข้าไปถึง 52 คำสั่ง ทำให้แอพพลิเคชั่นต่างๆ ที่ปรับแต่งมาสำหรับเทคโนโลยี 3DNow!(tm) Professional สามารถเพิ่มในการประมวลผลงานต่างๆดีขึ้น ใช้ Fully-Pipeline Superscalar Floating Point Engine เป็นวิธีการประมวลผลเลขทศนิยม (x87 floating point engine ) ที่เร็วที่สุดเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการคำนวณเลขทศนิยม ซึ่งจะทำให้คุณสามารถปรับปรุงคุณภาพการสร้างสรรค์งานทางด้านภาพเคลื่อนไหว ด้านการออกแบบ และด้านภาพเหมือนจริงได้โดยประหยัดทั้งเวลาและค่าใช้จ่าย ทำงานบนสถาปัตยกรรมของ Socket A และชิปเซตAMD-760 MP แพลตฟอร์มเพียงหนึ่งคำที่ทำให้สามารถลดค่าใช้จ่ายในการลงทุนทางด้านดูแลรักษาง่ายต่อการอัพเกรด และสนับสนุนการใช้งานอย่างกว้างขวางในส่วนของชิปเซต AMD-760MP ถือว่าเป็นหัวใจหลักของระบบคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงแบบหน่วยประมวลผลคู่ อย่าง AMD Athlon MP ซึ่งใช้เทคโนโลยี Smart MP มันถูกออกแบบมาเพื่อเพิ่มความสามารถของระบบบัส266 MHz สนับสนุนหน่วยความจำแบบ DDR และการ์ดแสดงผลแบบAGP-4X นอกกจากนี้ยังมีหน่วยควบคุมหน่วยความจำและ I/O อันชาญฉลาดอีกด้วย

- AMD AthlonXP
คือซีพียู AthlonTM 4 ที่ถูกออกแบบมาเพื่อใช้กับคอมพิวเตอร์ระดับเดสก์ทอปนั้นเองโดยที่มีการพัฒนาความถี่ใช้งานให้สูงขึ้น และที่มาของ AthlonTM XP คือการตั้งชื่อให้สอดคล้องกับระบบปฏิบัติการใหม่ของMicrosoft คือ Windows XP นั้นเองเพื่อผลทางการตลาดและจะเห็นได้ว่า AMD ได้มีวิธีการนำเสนอชื่อซีพียูแตกต่างออกไปจากปกตินิยม คือไม่ใช้ความถี่ของสัญญาณมาเป็นชื่อรุ่น ทั้งนี้ทั่งนั้นเพราะเหตุผลการตลาดอีกเพราะว่าถ้าเทียบกันเฉพาะความเร็วของสัญญาณนาฬิกา Athlon กับ Pentium 4 นั้น AMD เป็นรองอย่างเห็นได้ชัด แต่ซีพียูของ AMD รุ่นนี้มุ่งเน้นที่ที่ประสิทธิภาพในการทำงานสูงสุดของตัวประมวลผล ในการทำงานแต่ละรอบสัญญาณนาฬิกาในการทำงาน มากกว่าที่จะเน้นการเพิ่มความถี่ของสัญญาณนาฬิกาในการทำงาน ซึ่งทาง AMD ได้คุยว่าถ้าเทียบสัญญาณนาฬิกาเดียวกันแล้ว Athlon XP จะเหนือกว่า Pentium 4 ซึ่งจากการทดสอบจากหลายแห่งก็เป็นเช่นนั้น เหตุนี้ทาง AMD จึงตั้งชื่อ Athlon XP ซึ่งมีความถี่สัญญาณนาฬิกา 1.33 GHz ว่า Athlon XP 1500+ เพราะว่า มีประสิทธิภาพการทำงานไม่ด้อยกว่า Pentium 4 1.5 GHz เช่นเดียวกับที่ตั้ง Athlon XPที่ทำงานความถี่ 1400 1467 1533 1600 MHz ว่า Athlon XP 1600+ 1700+ 1800+ 1900+ ตามลำดับ

-AMD Duron (Spitfire)
เป็นซีพียูใน K7 ของ AMD ที่พัฒนาต่อมาจาก Athlon (classic) แต่ผลิตออกมสำหรับตลาดละดับล่างเพื่อแข่งขันกับ ซีพียู Celeron ของ Intel โดยใช้ระบบบัส 200 MHz ซึ่งโครงสร้างจะเหมือนกับ Athlon(thunderbirds) และมีชุดคำสั่ง MMX และ 3DNow! ทำให้มีประสิทธิภาพในการประมวลผลด้านสามมิติ และใช้เทคโนโลยีการผลิตที่ 0.18 ไมครอน มีหน่วยความจำแคชระดับ 1 จำนวน 128KB แต่ได้มีการลดหน่วยความจำแคชระดับ 2 ซึ่งอยู่บนตัวชิป on die เหลือเพียง 64 KB เท่านั้น เพื่อไม่ให้แย่งตลาดของ Athlon (thunderbirds) และยังใช้กับเมนบอร์ด Socket A แต่เมื่อเทียบประสิทธิภาพและราคาแล้วหน้าใช้กว่า Celeron ของ Intel เหลืออาจกล่าวได้ว่าใกล้เคียงPentium III เลยที่เดียว

- AMD DURON (Morgan)

DURON (Morgan) เป็นการพัฒนามาจาก DURON (Spitfire)เดิมโดยได้เปลี่ยน Core ที่ออกแบบมาใหม่ โดยได้เพิ่มความสามารถใหม่ดังนี้
- การสิ้นเปลืองพลังงานและความร้อนที่ลดลง คุณสมบัติใหม่ภายใต้สถาปัตยกรรมใหม่ทีได้ถูกปรับปรุงขึ้นเป็นการประหยัดพลังงานจึงสามารถที่จะลดความร้อนของซีพียูลงได้ถึง 20% เลยที่ดียวเมื่อเทียบกับ DURON รุ่นเก่า และแรงดันจะลดลงโดยอัตโนมัติเมื่อไม่ได้ถูกใช้งาน
- Data Prefectch ทั้ง Palomino และ Morgan ได้รวมเอาความสามารถในการคาดคะเนชุดคำสั่งที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของฮาร์ดแวร์ที่จะต้องถูกประมวลผลมาเก็บไว้ในแคช โดยปกติแล้วชุดคำสั่งเหล่านี้จะถูกเรียกใช้จากหน่วยความจำหลักเมื่อไม่พบข้อมูลในหน่วยความจำแคชดังนั้น หลักการจึงมีอยู่ว่าให้ไปดึงชุดคำสั่งที่คาดว่าจะถูกเรียกใช้ให้ถูกโหลดเข่ามาในแคชก่อน ซึ่งจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ให้ทำงานได้เร็วยิ่งขึ้น
- 3DNow! Professional ทาง AMD ได้มีการผนวกชุดคำสั่ง 3DNow! Professional ด้วยการเพิ่มชุดคำสั่งอีก 52 คำสั่ง อีกทั้ง DURON (Morgan) ยังสนับสนุนการทำงานกับชุดคำสั่ง SSE ซึ่งเทียบเท่ากับชุดคำสั่งของ SEE ของ Pentium III นั้นเอง

- Future AMD
Duron (Morgan) จะเพิ่มขนาดของ FSB เป็น 266 - Athlon จะเป็นเทคโนโลยีมาผลิตที่ 0.13 ไมครอนแทน 0.18 ไมครอน ใน Athlon(Palomino) โดยใช้ชื่อว่า Athlon (Thoroughbred) และผนวกกับเทคโนโลยี PowerNow! 2 และหน่วนความจำแคชระดับสองเพิ่มขึ้นเป็น 512 KB - AMD Clawhammer และ Sledgehammer Clawhammer เป็น ซีพียู 64 BIT ตัวแรกที่พัฒนาจากตระกูล Athlon เดิมซึ่งClawhammer และ Sledgehammer จะมีชุดคำสั่ง 64 บิต เพิ่มเข้ามาโดยใช้เทคโนโลยี 0.13 ไมครอน โดยเป็นเทคโนโลยีเดียวกับ Thoroughbred core อีกทั้งยังสนับสนุน SSE II อีกด้วย แม้ว่าจะยังคงใช้Socket A เป็นอินเทอร์เฟซ แต่ระบบบัสถูกเปลี่ยนจาก EV6 ไปเป็น NUMA Bus Protocol ที่จะทำให้การใช้งานซีพียู พร้อมกันได้ถึง 8 ตัวหรือมากกว่า สามารถใช้ Bandwidth ของระบบบัสได้อย่างเต็มที่พร้อมๆ กัน ซึ่งจะรองรับการทำงานแบบ Multi Processor ในอนาคตได้อย่างดีส่วนของหน่วยความจำแคชระดับ 2 ที่คาดว่าจะถูกเพิ่มขึ้นนั้น Clawhammer จะมีแคชระดับ 2 จำนวน 512 KB ซึ่งแตกต่างจาก Sledgehammer จะมีแคชระดับ 2 เพิ่มมากถึง1MB เลยทีเดียว ในซีพียู Athlon หรือ Duron นั้นมีความยาว pipeline เพียงแค่10 pipeline แต่ใน Clawhammer นั้นทาง AMD จะเพิ่มจำนวน pipelineให้เป็น 12 pipelineเป็นผลให้ความเร็วที่ใช้ในการประมวลผลชุดคำสั่งของซีพียูนั้นเพิ่มขึ้นด้วย

Bandwidth

Bandwidth เป็นคำที่ใช้วัดความเร็วในการส่งข้อมูลของอินเทอร์เน็ต ซึ่งโดยมากเรามักวัดความเร็วของการส่งข้อมูลเป็น bps (bit per second) , Mbp (bps*1000000) เช่นBandwidth ของการใช้สายโทรศัพท์ในประเทศไทย เท่ากับ 14.4Kbps,Bandwidth ของสายส่งข้อมูลของ KSC ที่ใช้ในการเชื่อมต่อกับอเมริกาเท่ากับ 2 Mbps เป็นต้น ความหมายBandwidth คือ ความกว้างของช่องทางในการรับ-ส่งข้อมูล ส่วน Latency คือ เวลาที่ใช้ไปในการเข้าถึงข้อมูลของหน่วยความจำ เมื่อเรารู้ความหมายกันแล้วคราวนี้เรามารู้จักถึงหลักการต่างๆ ของ Bandwidth และ Latency ในการพิจารณาการรับ-ส่งข้อมูลบนระบบบัสหลายคนมักจะนึกถึง Bus Bandwidth (Bandwidth ก็คือความกว้างของเส้นทางในการส่งข้อมูล ที่เราสามารถเปรียบเทียบได้กับเลนถนน ยิ่งมีเลนกว้างเท่าไรรถยนต์ซึ่งเปรียบได้กับข้อมูลก็สามารถวิ่งได้สะดวกมากขึ้นเท่านั้น) ที่ใช้ในการรับ-ส่งข้อมูล ซึ่งพิจารณาจากข้อมูลที่รับ-ส่งบนระบบบัส Bus Bandwidth ด้วยปริมาณจำนวนข้อมูลของเลข single number (0 หรือ 1) ที่ระบบบัสสามารถรองรับได้ แต่ปริมาณข้อมูลของเลข single number อาจแปรผันได้ตามเวลา เราจึงพิจารณาการรับ-ส่งข้อมูลผ่านทาง Bus Bandwidth ด้วย Peak bandwidth Bus หรือ ความกว้างสูงสุดในการรับ-ส่งข้อมูลของบัส ซึ่งวัดด้วยจำนวนข้อมูลสูงสุดที่ รับ-ส่งกันระหว่างซีพียูและแรมภายในหนึ่งคาบเวลา จากความเร็วสัญญาณนาฬิการะหว่างหน่วยความจำและซีพียูจากรูปที่ 1 ถ้าเรามาคำนวณหา Bandwidth ของบัสที่มีความเร็วสัญญาณนาฬิการะหว่างหน่วยความจำและซีพียู ที่สัญญาณนาฬิกา 100 เมกะเฮิรตซ์ โดยที่มีการรับ-ส่งข้อมูลจำนวน 8 ไบต์ในแต่ละหนึ่งรอบของสัญญาณนาฬิกา จะคำนวณออกมาได้ดังนี้ 8 bytes * 100MHz = 800 MB/s และถ้าหากเราคำนวณหา Bandwidth ของบัสที่มีความเร็วสัญญาณนาฬิการะหว่างหน่วยความจำและซีพียูที่ 133 เมกะเฮิรตซ์ โดยที่มีการรับ-ส่งข้อมูลจำนวน 8 ไบต์ในแต่ละหนึ่งรอบสัญญาณนาฬิกา จะคำนวณออกมาได้ดังนี้ 8 bytes * 133MHz = 1064 MB/s ซึ่งตัวเลข Bandwidth ที่ได้นี้เป็นพียงตัวเลขทางทฤษฎีที่บอกถึงปริมาณของข้อมูลที่เข้าสู่ซีพียูในแต่ละวินาที ในความเป็นจริง Bandwidth ของระบบจริงอาจมีค่าน้อยกว่าที่คำนวณเพียงเล็กน้อย Bandwidth ในทางปฏิบัติ ระบบบัสที่ผ่านมาจะมีลักษณะการส่งผ่านข้อมูลแบบทางเดียว จึงทำให้ไม่สามารถรับและส่งข้อมูลในเวลาเดียวกัน จึงต้องผลัดกันส่งและรับข้อมูลทำให้ความเร็วในการส่งผ่านข้อมูลช้า เปรียบเทียบระบบบัสได้กับการสื่อสารผ่านทางวิทยุรับส่งโดยที่อีกฝ่ายหนึ่งเป็นฝ่ายพูดอีกฝ่ายจะต้องเป็นผู้รับฟัง เนื่องจากต้องผลัดกันรับส่งข้อมูลดังนั้นเมื่อซีพียูต้องการร้องข้อมูลจากหน่วยความจำหลัก (RAM) ซีพียูจะต้องร้องขอผ่านทาง Bus Control จากนั้น Bus Control จะร้องขอข้อมูลมาที่หน่วยความจำหลัก (RAM) เมื่อค้นหาข้อมูลที่ซีพียูต้องการได้แล้ว หน่วยความจำหลักจะส่งต่อข้อมูลให้ Bus Control กลับไปให้ซีพียู โดยทั้งหมดนี้กระทำบนบัสเดียวกัน ถ้าพิจารณาเวลาที่สูญเสียไปจากการร้องขอข้อมูลจาก Bus Control และที่ต้องเสียเวลารอหน่วยความจำหลักค้นหาข้อมูลที่ซีพียูต้องการแล้วจึงส่งข้อมูลที่ต้องการกลับไปสู่ Bus Control และส่งกลับไปสู่ซีพียูได้ ซึ่งทั้งหมดนี้จะเป็น Delay Time ที่มีผลต่อค่า Read Latency โดยที่ Read Latency หมายถึง เวลาที่ใช้ระหว่างการร้องขอข้อมูลจากซีพียูผ่านทาง Frontside Bus (FSB)
สรุป ทฤษฎีของ Bandwidth นั้นได้ว่า ถ้าระบบบัสมี Bandwidth ที่กว้างก็ยิ่งจะดีต่อการรับ-ส่งข้อมูล

แรม(RAM)

RAM ย่อมาจากคำว่า Random-Access Memory เป็นหน่วยความจำของระบบ มีหน้าที่รับข้อมูลเพื่อส่งไปให้ CPU ประมวลผลจะต้องมีไฟเข้า Module ของ RAM ตลอดเวลา ซึ่งจะเป็น chip ที่เป็น IC ตัวเล็กๆ ถูก pack อยู่บนแผงวงจร หรือ Circuit Board เป็น module
เทคโนโลยีของหน่วยความจำมีหลักการที่แตกแยกกันอย่างชัดเจน 2 เทคโนโลยี คือหน่วยความจำแบบ DDR หรือ Double Data Rate (DDR-SDRAM, DDR-SGRAM) ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่พัฒนาต่อเนื่องมาจากเทคโนโลยีของหน่วยความจำแบบ SDRAM และ SGRAM และอีกหนึ่งคือหน่วยความจำแบบ Rambus ซึ่งเป็นหน่วยความจำที่มีแนวคิดบางส่วนต่างออกไปจากแบบอื่น

SDRAM

อาจจะกล่าวได้ว่า SDRAM (Synchronous Dynamic Random Access Memory) นั้นเป็น Memory ที่เป็นเทคโนโลยีเก่าไปเสียแล้วสำหรับยุคปัจจุบัน เพราะเป็นการทำงานในช่วง Clock ขาขึ้นเท่านั้น นั้นก็คือ ใน1 รอบสัญญาณนาฬิกา จะทำงาน 1 ครั้ง ใช้ Module แบบ SIMM หรือ Single In-line Memory Module โดยที่ Module ชนิดนี้ จะรองรับ datapath 32 bit โดยทั้งสองด้านของ circuite board จะให้สัญญาณเดียวกัน

DDR - RAM

หน่วยความจำแบบ DDR-SDRAM นี้พัฒนามาจากหน่วยความจำแบบ SDRAM เอเอ็มดีได้ทำการพัฒนาชิปเซตเองและให้บริษัทผู้ผลิตชิปเซตรายใหญ่อย่าง VIA, SiS และ ALi เป็นผู้พัฒนาชิปเซตให้ ปัจจุบันซีพียูของเอเอ็มดีนั้นมีประสิทธิภาพโดยรวมสูงแต่ยังคงมีปัญหาเรื่องความเสถียรอยู่บ้าง แต่ต่อมาเอเอ็มดีหันมาสนใจกับชิปเซตสำหรับซีพียูมากขึ้น ขณะที่ทางเอเอ็มดีพัฒนาชิปเซตเลือกให้ชิปเซต AMD 760 สนับสนุนการทำงานร่วมกับหน่วยความจำแบบ DDR เพราะหน่วยความจำแบบ DDR นี้ จัดเป็นเทคโนโลยีเปิดที่เกิดจากการร่วมมือกันพัฒนาของบริษัทยักษ์ใหญ่อย่างเอเอ็มดี, ไมครอน, ซัมซุง, VIA, Infineon, ATi, NVIDIA รวมถึงบริษัทผู้ผลิตรายย่อยๆ อีกหลายDDR-SDRAM เป็นหน่วยความจำที่มีบทบาทสำคัญบนการ์ดแสดงผล 3 มิติ
ทางบริษัท nVidia ได้ผลิต GeForce ใช้คู่กับหน่วยความจำแบบ SDRAM แต่เกิดปัญหาคอขวดของหน่วยความจำในการส่งถ่ายข้อมูลทำให้ทาง nVidia หาเทคโนโลยีของหน่วยความจำใหม่มาทดแทนหน่วยความจำแบบ SDRAM โดยเปลี่ยนเป็นหน่วยความจำแบบ DDR-SDRAM การเปิดตัวของ GeForce ทำให้ได้พบกับ GPU ตัวแรกแล้ว และทำให้ได้รู้จักกับหน่วยความจำแบบ DDR-SDRAM เป็นครั้งแรกด้วย การที่ DDR-SDRAM สามารถเข้ามาแก้ปัญหาคอคอดของหน่วยความจำบนการ์ดแสดงผลได้ ส่งผลให้ DDR-SDRAM กลายมาเป็นมาตรฐานของหน่วยความจำที่ใช้กันบนการ์ด 3 มิติ ใช้ Module DIMM หรือ Dual In-line Memory Module โดย Module นี้เพิ่งจะกำเนิดมาไม่นานนัก มี datapath ถึง 64 bit โดยทั้งสองด้านของ circuite board จะให้สัญญาณที่ต่างกัน

Rambus

Rambus นั้นทางอินเทลเป็นผู้ที่ให้การสนับสนุนหลักมาตั้งแต่แรกแล้ว Rambus ยังมีพันธมิตรอีกเช่น คอมแพค, เอชพี, เนชันแนล เซมิคอนดักเตอร์, เอเซอร์ แลบอเรทอรีส์ ปัจจุบัน Rambus ถูกเรียกว่า RDRAM หรือ Rambus DRAM ซึ่งออกมาทั้งหมด 3 รุ่นคือ Base RDRAM, Concurrent RDRAM และ Direct RDRAM RDRAM แตกต่างไปจาก SDRAM เรื่องการออกแบบอินเทอร์-เฟซของหน่วยความจำ Rambus ใช้วิธีการจัด address การจัดเก็บและรับข้อมูลในแบบเดิม ในส่วนการปรับปรุงโอนย้ายถ่ายข้อมูล ระหว่าง RDRAM ไปยังชิปเซตให้มีประสิทธิภาพสูงขึ้น มีอัตราการส่งข้อมูลเป็น 4 เท่าของความเร็ว FSB ของตัว RAM คือ มี 4 ทิศทางในการรับส่งข้อมูล เช่น RAM มีความเร็ว BUS = 100 MHz คูณกับ 4 pipline จะเท่ากับ 400 MHz
วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพในการขนถ่ายข้อมูลของ RDRAM นั้นก็คือ จะใช้อินเทอร์เฟซเล็ก ๆ ที่เรียกว่า Rambus Interface ซึ่งจะมีอยู่ที่ปลายทางทั้ง 2 ด้าน คือทั้งในตัวชิป RDRAM เอง และในตัวควบคุมหน่วยความจำ (Memory controller อยู่ในชิปเซต) เป็นตัวช่วยเพิ่มแบนด์วิดธ์ให้ โดย Rambus Interface นี้จะทำให้ RDRAM สามารถขนถ่ายข้อมูลได้สูงถึง 400 MHz DDR หรือ 800 เมกะเฮิรตซ์ เลยทีเดียว
แต่การที่มีความสามารถในการขนถ่ายข้อมูลสูง ก็เป็นผลร้ายเหมือนกัน เพราะทำให้มีความจำเป็นต้องมี Data path หรือทางผ่านข้อมูลมากขึ้นกว่าเดิม เพื่อรองรับปริมาณการขนถ่ายข้อมูลที่เพิ่มขึ้น ซึ่งนั่นก็ส่งผลให้ขนาดของ die บนตัวหน่วยความจำต้องกว้างขึ้น และก็ทำให้ต้นทุนของหน่วยความจำแบบ Rambus นี้ สูงขึ้นและแม้ว่า RDRAM จะมีการทำงานที่ 800 เมกะเฮิรตซ์ แต่เนื่องจากโครงสร้างของมันจะเป็นแบบ 16 บิต (2 ไบต์) ทำให้แบนด์วิดธ์ของหน่วยความจำชนิดนี้ มีค่าสูงสุดอยู่ที่ 1.6 กิกะไบต์ต่อวินาทีเท่านั้น (2 x 800 = 1600) ซึ่งก็เทียบเท่ากับ PC1600 ของหน่วยความจำแบบ DDR-SDRAM

ข้อแตกต่างระหว่างDRAMกับSRAM
Dynamic RAM (DRAM)
DRAM จะทำการเก็บประจุในตัวเก็บประจุ ซึ่งจำเปนต้องมีการ refresh เพื่อเก็บข้อมูลให้คงอยู่โดยการ refresh นี้ทำให้เกิดการหน่วงเวลาขึ้นในการเข้าถึงข้อมูลและก็เนื่องจากที่มันต้อง refresh ตัวเองอยู่ตลอดเวลา จึงเป็นเหตุให้ชื่อว่า Dynamic RAM มีราคาถูก กินไฟน้อยกว่า SRAMมาก และไม่ทำไห้เกิดความร้อนสูง จึงนิยมนำเอาไปใช้ทำเป็นหน่วยความจำหลักของระบบในรูปแบบของชิปไอซีบนแผงโมดูลของRAM หลากหลายชนิด

Static RAM (SRAM)
SRAM ต่างจาก DRAMตรงที่ DRAMต้องrefresh ข้อมูลอยู่ตลอดเวลา แต่ในขณะที่ SRAM จะเก็บข้อมูลไว้และจะไม่ทำการrefresh โดยอัตโนมัติ ซึ่งมันจะทำการrefresh ก็ต่อเมื่อสั่งให้มัน refresh เท่านั้น ซึ่งข้อดีคือ ความเร็ว ซึ่งเร็วกว่า DRAM ปกติมาก แต่ราคาสูงและกินไฟมากจนมักทำให้เกิดความร้อนสูง

ซีพียู

หน่วยประมวลผลกลาง (Central Processing Unit : CPU) หน่วยประมวลผลกลางหรือซีพียู เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า โปรเซสเซอร์ (Processor) หรือ ชิป (chip) นับเป็นอุปกรณ์ ที่มีความสำคัญมากที่สุด ของฮาร์ดแวร์เพราะมีหน้าที่ในการประมวลผลข้อมูลที่ผู้ใช้ป้อน เข้ามาทางอุปกรณ์อินพุต ตามชุดคำสั่งหรือโปรแกรมที่ผู้ใช้ต้องการใช้งาน หน่วยประมวลผลกลาง ประกอบด้วยส่วนประสำคัญ 3 ส่วน คือ
1. หน่วยคำนวณและตรรกะ (Arithmetic & Logical Unit : ALU) หน่วยคำนวณตรรกะทำหน้าที่เหมือนกับเครื่องคำนวณอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์โดยทำงานเกี่ยวข้องกับ การคำนวณทางคณิตศาสตร์ เช่น บวก ลบ คูณ หาร นอกจากนี้หน่วยคำนวณและตรรกะของคอมพิวเตอร์ ยังมีความสามารถอีกอย่างหนึ่งที่เครื่องคำนวณธรรมดาไม่มี คือ ความสามารถในเชิงตรรกะศาสตร์ หมายถึง ความสามารถในการเปรียบเทียบตามเงื่อนไข และกฏเกณฑ์ทางคณิตศาสตร์ เพื่อให้ได้คำตอบออกมาว่าเงื่อนไข นั้นเป็น จริง หรือ เท็จ เช่น เปรียบเทียบมากว่า น้อยกว่า เท่ากัน ไม่เท่ากัน ของจำนวน 2 จำนวน เป็นต้น ซึ่งการเปรียบเทียบนี้มักจะใช้ในการเลือกทำงานของเครื่องคอมพิวเตอร์ จะทำตามคำสั่งใดของโปรแกรมเป็น คําสั่งต่อไป
2. หน่วยควบคุม (Control Unit) หน่วยควบคุมทำหน้าที่คงบคุมลำดับขั้นตอนการการประมวลผลและการทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ ภายใน หน่วยประมวลผลกลาง และรวมไปถึงการประสานงานในการทำงานร่วมกันระหว่างหน่วยประมวลผลกลาง กับอุปกรณ์นำเข้าข้อมูล อุปกรณ์แสดงผล และหน่วยความจำสำรองด้วย เมื่อผู้ใช้ต้องการประมวลผล ตามชุดคำสั่งใด ผู้ใช้จะต้องส่งข้อมูลและชุดคำสั่งนั้น ๆ เข้าสู่ระบบ คอมพิวเตอร์เสียก่อน โดยข้อมูล และชุดคำสั่งดังกล่าวจะถูกนำไปเก็บไว้ในหน่วยความจำหลักก่อน จากนั้นหน่วยควบคุมจะดึงคำสั่งจาก ชุดคำสั่งที่มีอยู่ในหน่วยความจำหลักออกมาทีละคำสั่งเพื่อทำการแปล ความหมายว่าคำสั่งดังกล่าวสั่งให้ ฮาร์ดแวร์ส่วนใด ทำงานอะไรกับข้อมูลตัวใด เมื่อทราบความหมายของ คำสั่งนั้นแล้ว หน่วยควบคุมก็จะส่ง สัญญาณคำสั่งไปยังฮาร์แวร์ ส่วนที่ทำหน้าที่ ในการประมวลผลดังกล่าว ให้ทำตามคำสั่งนั้น ๆ เช่น ถ้าคำสั่ง ที่เข้ามานั้นเป็นคำสั่งเกี่ยวกับการคำนวณ หน่วยควบคุมจะส่งสัญญาณ คำสั่งไปยังหน่วยคำนวณและตรรกะ ให้ทำงาน หน่วยคำนวณและตรรกะก็จะไปทำการดึงข้อมูลจาก หน่วยความจำหลักเข้ามาประมวลผล ตามคำสั่งแล้วนำผลลัพธ์ที่ได้ไปแสดงยังอุปกรณ์แสดงผล หน่วยคงบคุมจึงจะส่งสัญญาณคำสั่งไปยัง อุปกรณ์แสดงผลลัพธ์ ที่กำหนดให้ดึงข้อมูลจากหน่วยความจำหลัก ออกไปแสดงให้เห็นผลลัพธ์ดังกล่าว อีกต่อหนึ่ง
3. หน่วยความจำหลัก (Main Memory)คอมพิวเตอร์จะสามารถทำงานได้เมื่อมีข้อมูล และชุดคำสั่งที่ใช้ในการประมวลผลอยู่ในหน่วยความ จำหลักเรียบร้อยแล้วเท่านั้น และหลักจากทำการประมวลผลข้อมูลตามชุดคำสั่งเรียบร้อบแล้ว ผลลัพธ์ที่ได้ จะถูกนำไปเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลัก และก่อนจะถูกนำออกไปแสดงที่อุปกรณ์แสดงผล