Computer Hardware คืออะไร ? ฮาร์ดแวร์คอมพิวเตอร์ ประกอบด้วยอะไรบ้าง ?

คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์คืออะไร ต่างจากซอฟต์แวร์อย่างไร ?

เชื่อว่าทุกคนน่าจะรู้จักคำว่า "ฮาร์ดแวร์" (Hardware) และ "ซอฟต์แวร์" (Software) ซึ่งกว่าจะเป็นคอมพิวเตอร์เครื่องหนึ่ง ก็ต้องประกอบด้วยสองสิ่งนี้ แล้ว ฮาร์ดแวร์คืออะไร ? ความหมายและลักษณะของคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์เป็นอย่างไร ?

คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์คืออะไร ?
(What is Computer Hardware ?)

คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ คือ คำศัพท์อธิบายส่วนประกอบต่าง ๆ ที่มีลักษณะทางกายภาพ และเป็นรูปร่างที่ชัดเจน ทั้งส่วนประกอบภายนอก และภายในที่สามารถจับต้องหรือถอดออกมาเปลี่ยนได้ โดยคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ที่ทุกคนคุ้นเคยมีทั้ง จอภาพ (Monitor), เมาส์ (Mouse), แป้นพิมพ์ (Keyboard), ลำโพง (Speaker), หน่วยประมวลผลกลาง (CPU), แผงวงจรหลัก หรือ มาเธอร์บอร์ด (Motherboard) และอื่น ๆ อีกมากมาย

โดยคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์แต่ละชิ้นมีหน้าที่ที่แตกต่างกัน แต่หน้าที่ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็น 3 แบบหลัก ๆ คือ

1. ทำหน้าที่ป้อนข้อมูลเข้าสู่คอมพิวเตอร์
2. ทำหน้าที่ประมวลผลตามชุดคำสั่ง
3. ทำหน้าที่แสดงผลข้อมูลที่ประมวลผลเสร็จสรรพแล้ว

กว่าจะเป็น คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์
(Computer Hardware History)

ยุคที่ 1 - 2

แต่ก่อนจะเป็นคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ในปัจจุบัน คอมพิวเตอร์ในยุคแรกถูกพัฒนามาจากหลอดสุญญากาศในปี ค.ศ. 1960 (พ.ศ. 2503) จนกลายเป็นวงจรรวม (Intergrated Circuit) ในและคอมพิวเตอร์ทรานซิสเตอร์ (Trancistor Computer) ในเวลาต่อมา จากคอมพิวเตอร์หลอดสุญญากาศ พัฒนากลายเป็นอุปกรณ์โซลิดสเตตที่ลดทั้งขนาดและต้นทุนการผลิต รวมถึงหน่วยความจำหลัก (Main Memory) ที่พัฒนาจากหน่วยความจำแกนแม่เหล็กเป็นหน่วยความจำเซมิคอนดัคเตอร์ จนถูกบัญญัติให้เป็นยุคที่สองของประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์

ตัวอย่างคอมพิวเตอร์จากหลอดสุญญากาศ (Vacuum Tube Computer)
ภาพจาก : https://www.flickr.com/photos/wkratz/9462060602

ยุคที่ 3

ส่วนยุคที่สามของประวัติศาสตร์คอมพิวเตอร์ ในปี ค.ศ. 1966 (พ.ศ. 2509) Jack Kilby วิศวกรอิเล็กทรอนิกส์ชาวอเมริกันประดิษฐ์และจำหน่ายไมโครชิปครั้งแรกของโลก ซึ่งพัฒนามาจากวงจรรวมตั้งแต่ในยุคแรก การใช้งานในยุคแรกเป็นแบบฝังตัวไปกับคอมพิวเตอร์ Apollo Guidance สำหรับนำทางและควบคุมยานอวกาศของ NASA, ขีปนาวุธนำวิถีข้ามทวีป, คอมพิวเตอร์ Central Air Data สำหรับควบคุมเครื่องบินขับไล่ F-14A Tomcat ของกองทัพเรือสหรัฐฯ

นอกจากนี้ ไมโครชิปยังถูกนำไปใช้งานเชิงพาณิชย์ในช่วงแรก ๆ เช่น บริษัทไอทีชื่อดังอย่าง IBM นำไมโครชิปไปใช้เป็นมาตรฐานในการสั่งการ ควบคุมคอมพิวเตอร์ หรือ ICs (Incident Command System) ในคอมพิวเตอร์เมนเฟรม System/360 Model 85 หลังจากนั้นก็ถูกใช้งานอย่างกว้างขวางในคอมพิวเตอร์ System/370 ที่เริ่มจำหน่ายในปี ค.ศ. 1971 (พ.ศ. 2514)

คอมพิวเตอร์ IBM System 360/Model 85
ภากจาก : https://en.wikipedia.org/wiki/IBM_System/360_Model_85

ยิ่งไปกว่านั้น เดือนพฤศจิกายน ปี ค.ศ. 1966 (พ.ศ. 2509) มีหลายบริษัทเปิดตัวและจำหน่ายคอมพิวเตอร์ 16 บิต เช่น Hewlett-Packard หรือแบรนด์ HP ในปัจจุบัน, คอมพิวเตอร์ Nova จากแบรนด์ Data General และเป็นช่วงเวลาที่ซูเปอร์คอมพิวเตอร์เริ่มมีบทบาท เช่น Illiac IV คอมพิวเตอร์ที่เร็วที่สุดในโลกที่ใช้วงจรรวม ECL, IBM ES9000 9X2, DEC VAX 9000 และ Cray T90

ยุคที่ 4

ประวัติศาสตร์ของคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ยุคที่สี่ เหตุการณ์สำคัญคือ การสร้างไมโครโปรเซสเซอร์ (Micro Processor) จากบริษัทอินเทล (Intel) จากเดิมที่คอมพิวเตอร์ในยุคที่สาม เกิดจากการลดขนาดของคอมพิวเตอร์เมนเฟรม แต่ในยุคที่สี่จะไม่ใช่การสร้างคอมพิวเตอร์ด้วยการลดขนาด แต่เป็นการพัฒนาชิปประมวลผลและความจุของพื้นที่เก็บข้อมูล แต่เทคโนโลยีพื้นฐานยังคงเดิมจนถึงปัจจุบัน

ตารางพัฒนาการไมโครโปรเซสเซอร์
ภาพจาก : https://learn.saylor.org/mod/page/view.php?id=22020

คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ แตกต่างจากซอฟต์แวร์อย่างไร ?
(What is the difference between Computer Hardware and Software ?)

หากอธิบายกันแบบง่าย ๆ คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ คือ ส่วนประกอบของคอมพิวเตอร์ ไม่ว่าส่วนประกอบนั้น ๆ จะอยู่ภายนอกหรือภายใน มองได้ด้วยตาเปล่าหรือไม่ ประกอบเข้ากันจนเป็นคอมพิวเตอร์ 1 เครื่อง แต่คอมพิวเตอร์จะทำงานด้วยตัวเองไม่ได้ หากไม่มีระบบปฏิบัติการและซอฟต์แวร์

ส่วนซอฟต์แวร์ ก็คือโปรแกรมต่าง ๆ ที่ใช้งานบนคอมพิวเตอร์ เพื่อดำเนินการตามคำสั่งของผู้ใช้งานจนสัมฤทธิ์ผล ได้เป็นไฟล์หรือชิ้นงานที่ต้องการ ซึ่งนอกจากซอฟต์แวร์แล้ว ยังมีคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์สำหรับส่วนประมวลผล เพื่อนำข้อมูลที่ได้มาประมวลผลจนได้ผลลัพธ์ที่ต้องการนั่นเอง

คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ แบ่งออกเป็นกี่ประเภท ?

เนื่องจากคอมพิวเตอร์มีชิ้นส่วนหลายจุด ไม่ว่าจะเป็นตัวเคสครอบ หน่วยประมวลผลกลาง (CPU), หน่วยประมวลผลกราฟิก (GPU), เมาส์ (Mouse) หรือแม้แต่ แป้นพิมพ์ หรือคีย์บอร์ด (Keyboard) ซึ่งทั้งหมดนี้ล้วนเป็นคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ ซึ่งชนิดของฮาร์ดแวร์ก็ยังแบ่งได้อีกหลายประเภท แต่ถ้าแบ่งแบบคร่าว ๆ ก็จะแบ่งได้ 2 แบบ คือ

1. คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ภายนอก (External Computer Hardware Component)
2. คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ภายใน (Internal Computer Hardware Component)

จะเห็นได้ว่า นี่เป็นการแบ่งประเภทของคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ที่ง่ายและชัดเจน แบบแรกก็คือชิ้นส่วน อุปกรณ์ต่าง ๆ ที่อยู่ภายนอกคอมพิวเตอร์ มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ส่วนแบบที่สองก็คือชิ้นส่วนภายใน จำพวกแผงวงจร ชิปประมวลผล ระบบระบายความร้อนต่าง ๆ นั่นเอง

ตัวอย่างคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ชนิดต่าง ๆ
ภาพจาก : https://www.techtarget.com/searchnetworking/definition/hardware

ชนิดของคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ภายนอก

1. Input Device : อุปกรณ์ที่เอาไว้ใช้ ป้อนข้อมูลเข้าสู่คอมพิวเตอร์
2. Output Device : อุปกรณ์ที่เอาไว้ใช้ นำส่งข้อมูลออกจากคอมพิวเตอร์ ผ่านช่องทางต่าง ๆ

Input Device (อุปกรณ์ป้อนข้อมูลเข้าสู่คอมพิวเตอร์)

สำหรับคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ที่เป็น Input Device ก็คือฮาร์ดแวร์ที่ใช้ป้อนข้อมูลต่าง ๆ เข้าสู่คอมพิวเตอร์ หรือกระทำการใด ๆ เพื่อให้เกิดไฟล์ ชิ้นงานในคอมพิวเตอร์ เช่น

• Keyboard (คีย์บอร์ด หรือ แป้นพิมพ์) : สำหรับพิมพ์ตัวอักษร ร่วมกับ โปรแกรมจัดการเอกสาร อย่างเช่น Microsoft Word, Microsoft Excel เป็นต้น
• Mouse (เมาส์) : สำหรับใช้ในการเลื่อนตำแหน่งของตัวชี้ (Pointer) หรือ กดคลิกเพื่อส่งคำสั่งไปสู่เมนูถัดไป หรือจะคลิกเพื่อส่งคำสั่งในการทำหน้าที่ใด ๆ ในโปรแกรมนั้น ๆ
• Scanner (เครื่องสแกนเนอร์) : เพื่อแปลงตัวอักษร รูปภาพจากกระดาษให้เป็นไฟล์ที่บันทึกในคอมพิวเตอร์ได้ เช่น ไฟล์ JPG, BMP, GIF เป็นต้น
• Microphone (ไมโครโฟน) : สำหรับรับข้อมูลเสียงเพื่อแปลงเป็นไฟล์เสียง หรือส่งต่อเสียงไปยังคู่สนทนาผ่านโปรแกรมต่าง ๆ เช่น โปรแกรมวิดีโอคอนเฟอเรนซ์

Output Device (อุปกรณ์นำส่งข้อมูลออกจากคอมพิวเตอร์)

หาก Input Device คือฮาร์ดแวร์ที่นำข้อมูลเข้าไปยังคอมพิวเตอร์ Output Devices ก็คือฮาร์ดแวร์ที่นำส่งข้อมูลออกมาจากคอมพิวเตอร์นั่นเอง

• Printer (เครื่องพิมพ์) : อุปกรณ์สำหรับพิมพ์ข้อความ รูปภาพบนกระดาษหรือวัสดุใด ๆ แต่กว่าจะเป็นข้อความหรือภาพที่ต้องการ ก็ต้องผ่านการพิมพ์ข้อความด้วยคีย์บอร์ด สร้างเส้น สีสันผ่านการคลิก ลากเมาส์นั่นนั่นเอง 
• Monitor (จอภาพ) : ถือเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้จริง ๆ นอกจากการแสดงภาพ แสดงผลข้อมูลแล้ว จอภาพบางชนิด เช่น จอสัมผัส ยังทำหน้าที่รับคำสั่งผ่านการสัมผัสจออีกด้วย
• Speaker (ลำโพง) : นอกจากคอมพิวเตอร์จะมีลำโพงในตัวแล้ว ยังต้องใช้ลำโพงภายนอกเชื่อมต่อรวมด้วย เพื่อขยายกำลังเสียง หรือบางคนทำงานด้านเสียง ทำให้ต้องพิถีพิถันเรื่องลำโพงสักหน่อย

Internal Computer Hardware Device (ชนิดของคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ภายใน)

ส่วนคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ภายใน ก็คือชิ้นส่วนที่อยู่ภายใต้ตัวเครื่องภายนอกนั่นเอง ไม่ว่าจะเป็นแผงวงจร ชิปประมวลผล ส่วนประกอบของกลไก อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลต่าง ๆ ที่เข้าข่ายความเป็นฮาร์ดแวร์ ซึ่งคอมพิวเตอร์จะทำงานไม่ได้เลยหากขาดฮาร์ดแวร์ส่วนนี้ไป เป็นหัวใจสำคัญที่ทำให้คอมพิวเตอร์นั้น ๆ มีประสิทธิภาพและเป็นประโยชน์

Motherboard or Mainboard (แผงวงจรหลัก)

ถือเป็นหัวใจสำคัญของคอมพิวเตอร์เลยทีเดียว เพราะนี่คือแผงวงจรอิเล็กทรอนิกส์หลักที่เชื่อมโยงฮาร์ดแวร์อื่น ๆ ในคอมพิวเตอร์ ซึ่งส่วนประกอบของ Motherboard หลายชิ้นก็คือคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์เช่นกัน เช่น CPU, GPU, Storage เป็นต้น

ภาพจาก : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:NeXTcube_motherboard.jpg

CPU (Central Processing Unit) (หน่วยประมวลผลกลาง) 

ทำหน้าที่ประมวลผลข้อมูลผ่านชุดคำสั่งของซอฟต์แวร์ อ่านข้อมูลจากอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล เขียนข้อมูล ส่งผลการประมวลผล และควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ภายในและอุปกรณ์ที่ต่อพ่วงกับคอมพิวเตอร์ทั้งหมด

GPU (Graphic Processing Unit) (หน่วยประมวลผลกราฟิก)

หน่วยประมวลผลกราฟิก หรือ GPU ถือเป็นอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์อีกจุดหนึ่งที่สำคัญ เนื่องจากทำหน้าที่ประมวลผลกราฟิกโดยเฉพาะ โดยผลลัพธ์จาก GPU จะแสดงผลผ่านจอภาพผ่านพอร์ตเชื่อมต่อ ต่าง ๆ บนการ์ดจอในเครื่อง

ข้อมูลเพิ่มเติม : DisplayPort กับ HDMI พอร์ตจอคอมพิวเตอร์ทั้ง 2 นี้ต่างกันอย่างไร ? เลือกใช้พอร์ตไหนดี ?

ภาพจาก : https://commons.wikimedia.org/wiki/File:AMD_Radeon_HD_7970M_GPU-top_upright_PNr%C2%B00814.jpg

RAM (Random Access Memory) (หน่วยความจำหลัก)

เป็นแผงวงจรซิลิคอนที่เสียบติดอยู่กับเมนบอร์ด ทำหน้าที่เป็นหน่วยความจำหลักเพื่อเก็บข้อมูล เป็นตัวส่งผ่านข้อมูลจากอุปกรณ์อื่น ๆ เช่น อุปกรณ์ต่อพ่วง, อุปกรณ์รับข้อมูลเข้า (Input Devices) ไปยัง CPU และเมื่อ CPU ประมวลผลข้อมูลเรียบร้อยแล้ว RAM ก็จะเป็นที่เก็บข้อมูลส่วนนี้ แล้วส่งต่อไปยังอุปกรณ์แสดงผลภายนอก (Output Device) เช่น จอมอนิเตอร์ พรินต์เตอร์ ต่อไป

อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูล (Storage Device) หากสมองของคนเรามีส่วนคำนวณ ประมวลผลแล้ว นี่ก็คือส่วนของความจำ สำหรับบันทึกไฟล์ข้อมูลต่าง ๆ และยังเป็นจุดที่ส่งคำสั่งไปยัง CPU เพื่อให้ CPU ประมวลผลข้อมูลต่ออีกด้วย โดย Storage Device ในคอมพิวเตอร์มีทั้งหน่วยความจำถาวร (Harddisk) รวมถึง SSD (Solid-State Drive) ที่คอมพิวเตอร์ในปัจจุบันนิยมใช้กันมากขึ้น

อนาคตของคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์จะเป็นอย่างไร ?
(Future of Computer Hardware)

เนื่องจากคอมพิวเตอร์ในยุคปัจจุบันมีเทคโนโลยีใหม่ ๆ เข้ามามากมาย เช่น สั่งงานผ่านหน้าจอสัมผัส ปากกา ชิปประมวลและชิปกราฟิกที่ทำงานรวดเร็ว แรงสะใจ ประกอบกับตัวเครื่องมีขนาดเล็กและราคาที่ถูกกว่าแต่ก่อนมาก ๆ แล้วอย่างนี้ อนาคตของ คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ จะเป็นไปในทิศทางใด ?

เว็บไซต์ newerapost.com ได้คาดคะเนความเป็นไปได้ของคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ในอนาคตไว้ว่า

• อุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลแบบ SSD จะสามารถขยายความจุสูงสุดถึงระดับเอ็กซาไบต์ (1 เอ็กซาไบต์ = 1,000,000 เทราไบต์) มาพร้อมอัตราการอ่านและเขียนความเร็วสูง

• เทคโนโลยีอื่น ๆ พัฒนาขึ้นจากเดิม เช่น Wi-Fi, LAN, อินเทอร์เน็ต (Internet) ที่มีค่า Latency ต่ำ ฯลฯ

• คลาวด์คอมพิวติ้ง (Cloud Computing) หรือการใช้งานคอมพิวเตอร์ผ่านอินเทอร์เน็ตจะได้รับความนิยมมากขึ้น เนื่องจากค่าบริการถูกลง สามารถเข้าถึงได้ทุกที่ การใช้งานคอมพิวเตอร์ราคาแพงจะลดลง การใช้งานคอมพิวเตอร์พื้นฐานจะเข้าถึงได้จากทุกที่

• หน้าจอแสดงผลจะสามารถแสดงภาพโฮโลแกรมได้ ผ่านจอภาพชนิด Interactive Holographic Display แม้จะยังไม่เทียบเท่าการแสดงผลอันทันสมัยแบบในภาพยนตร์ไซ-ไฟ แต่สามารถสื่อสารรูปแบบใหม่ผ่านคอมพิวเตอร์ได้ง่ายขึ้น

• เทคโนโลยี AR (Augmented Reality) และ VR (Virtual Reality) จะไม่จำกัดแค่ในคอมพิวเตอร์ ในแว่น VR และโทรศัพท์มือถือ แต่จะย้ายไปอยู่ในคอนแทคเลนส์แทน

ในอนาคต คอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์จะพัฒนาไปตามเนื้อหาด้านบนหรือไม่ ก็ยังไม่มีใครให้คำตอบที่แน่ชัด แต่อนาคตของเทคโนโลยีล้วนมีการพัฒนาให้มีประสิทธิภาพ ภายใต้ต้นทุน ราคาที่ถูกลง และสิ่งที่พัฒนาตามคอมพิวเตอร์ฮาร์ดแวร์ก็คือ ลักษณะการใช้งานของผู้ใช้อย่างเรา ๆ นั่นเอง ในอนาคตคอมพิวเตอร์อาจเปลี่ยนรูปร่าง รูปแบบ เทคโนโลยีไปไกลเกิดจะคาดคิดก็เป็นได้