บทที่ 1 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบคอมพิวเตอร์

ระบบสถาปัตยกรรม

ความหมายของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

                   สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ เป็นทฤษฎีที่อยู่ฉากหลังของการออกแบบ คอมพิวเตอร์ 

โดยทั่วไปหมายถึง การออกแบบ สถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ คือ การออกแบบส่วนต่างๆ ของระบบคอมพิวเตอร์ 

ให้สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 2 ส่วน ดังนี้ 

สถาปัตยกรรมคำสั่ง ISA. (Instruction Set Architecture) 

                คือ รูปแบบของการกำหนดภาษาที่ใช้กับเครื่องคอมพิวเตอร์ตระกูลต่างๆ ภาษาที่ใช้กับเครื่องประกอบกันขึ้นเป็นโปรแกรม หากโปรแกรมที่เขียนใช้กับเครื่องรุ่นเก่า และสามารถ Runกับเครื่องรุ่นใหม่ในตระกูลเดียวกันได้ 

เรียกเครื่องรุ่นใหม่นั้นได้ว่า "Upward Compatibility" ในทางกลับกันหากโปรแกรมที่เขียนขึ้นใช้กับเครื่องรุ่นใหม่แล้วไม่สามารถ Run กับเครื่องรุ่นเก่ากว่าได้ เรียกคอมพิวเตอร์รุ่นเก่านั้นไดว่า "Downward Compatibility" 

สถาปัตยกรรม Hardware (Hardware System Architecture) 

คือ ฮาร์ดแวร์ (Hardware) ของระบบคอมพิวเตอร์ เช่น CPU , Storage System , Busและ I/O System โดยพัฒนาขึ้นมาตามลำดับจากแนวคิดระบบคอมพิวเตอร์พื้นฐานของ Von Neumann ประกอบด้วย Hardware พื้นฐาน คือ 

    1. CPU (Central Processing Unit) -หน่วยประมวลผลกลาง

    2. Main Memory System -ระบบหน่วยความจำ 

    3.Input/Output System -ระบบอุปกรณ์นำเข้าข้อมูล/อุปกรณ์แสดงผลลัพธ์ข้อมูล

    4. Interconnection System (BUS) –ระบบเชื่อมต่ออุปกรณ์ ต่าง ๆ เข้าด้วยกัน นอกจากนั้นคำสั่งจะต้อง 

Execute ทีละคำสั่งตามลำดับ และมีเส้นทาง (BUS) ในการขนถ่ายข้อมูลอย่างน้อย 1 เส้นทางระหว่าง CPU กับ Main Memory เรียกว่า "Von Neumann"

หน้าที่ต่างๆ ของคอมพิวเตอร์

                        ในอดีต คอมพิวเตอร์ คือเรื่องของงานชนิดต่าง ๆ ซึ่งจะต้องทำให้สำเร็จลุล่วงไปในช่วงเวลาหนึ่ง แต่ในปัจจุบันจะมองว่าคอมพิวเตอร์นั้นประกอบด้วย Hardware และ Software ซึ่งมีหน้าที่ต่าง ๆ ดังนี้คือ 

1.       ประมวลผลข้อมูลเก็บ

            ข้อมูลที่นำเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ จำเป็นต้องมีการประมลผลก่อน เพื่อให้ได้ข้อมูลที่สามารถนำไปใช้ประโยชน์ได้  หรือที่เรียกว่า “สารสนเทศ”  การประมวลผลข้อมูลนั้น อาจจะเป็นเรื่องของการคำนวณ การเปรียบเทียบข้อมูล หรือการประมวลผลข้อมูลทางตรรกะ ซึ่งจุดประสงค์หลักของการนำระบบคอมพิวเตอร์มาใช้ ก็คือใช้ประมวลผลข้อมูลที่มีปริมาณมากแทนมนุษย์นั่นเอง

2.    เก็บหรือบันทึกข้อมูล

           ข้อมูลที่นำเข้าสู่ระบบคอมพิวเตอร์ บางครั้งยังอาจจะไม่นำไปประมวลผลเลยทันที  อาจต้องรอข้อมูลอื่น ๆ อีกมาประกอบในการประมวลผล จึงจำเป็นต้องเก็บหรือบันทึกข้อมูลเหล่านั้นไว้ก่อน เมื่อถึงเวลาที่จะประมวลผล จึงดึงข้อมูลเหล่านั้นออกมาใช้  หรืออีกในกรณีหนึ่ง ผลลัพธ์ของการประมวลผลข้อมูลแล้ว ยังไม่ได้นำไปใช้งานทันที  อาจจะบันทึกเก็บไว้ในหน่วยเก็บข้อมูลก่อน เพื่อรอการใช้งานในอนาคต

3.   เคลื่อนย้ายข้อมูลระหว่างคอมพิวเตอร์กับอุปกรณ์ภายนอก

               เมื่อระบบคอมพิวเตอร์ รับข้อมูลจากภายนอกมา  ข้อมูลจะต้องเคลื่อนย้ายจากหน่วยรับข้อมูล  จากนั้นข้อมูลจะเคลื่อนย้ายมายัง หน่วยประมวลผลข้อมูล  และขณะเมื่อข้อมูลนั้นกำลังประมวลผลอยู่ภายในหน่วยประมวลผลข้อมูลนั้น  ข้อมูลนั้นก็ยังเคลื่อนย้ายไป-มา จนกระทั่งได้ข้อมูลที่ประมวลผลแล้ว ซึ่งเป็นผลลัพธ์ จะเคลื่อนย้ายไปเก็บไว้ในหน่วยความจำ หรือเคลื่อนย้ายไปยังอุปกรณ์ภายนอก ที่ต่อเชื่อมอยู่กับระบบคอมพิวเตอร์นั้น

 4.    ควบคุมการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์ที่ต่อพ่วง

        การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ นอกจากจะมีกลไกในการควบคุม การประมวลผลข้อมูลและ การไหลของข้อมูล ภายในหน่วยย่อยต่าง ๆ ของระบบคอมพิวเตอร์แล้ว  ระบบคอมพิวเตอร์ยังควบคุมการทำงานของอุปกรณ์ภายนอก ที่ต่อพ่วงอยู่กับระบบอีกด้วย

  ยุคต่างๆ ของคอมพิวเตอร์

ยุค ที่ 1 (1944 - 1958) ยุคแห่งหลอดสุญญากาศ

ใช้หลอดสูญญากาศ ความต้านทาน Capacitor และ สวิทช์ ในยุคนั้นคอมพิวเตอร์ใช้คำนวณค่าในตารางการยิงปืนใหญ่ ใช้ภาษาเครื่องจักร ใช้กำลังไฟฟ้ามาก

             ยุคที่ 2 (1959 - 1964) ยุคแห่งทรานซิสเตอร์

 ใช้ Transistor เป็นวงจรหลักของระบบคอมพิวเตอร์ ใช้ภาษาระดับสูง มีการคำนวณทางคณิตศาสตร์

แบบFloating point  

             ยุคที่ 3 (1964 - 1974) ยุคแห่ง IC

เริ่มใช้วงจรรวม (Integrated circuit) มีหน่วยความจำเป็นแบบ Semi conductor ขนาดของคอมพิวเตอร์

จึงมีขนาดเล็กลง

             ยุคที่ 4 (1975 - ปัจจุบัน) ยุคแห่ง LSI

                    ใช้เทคโนโลยี VLSI ประยุกต์ใช้เครือข่ายคอมพิวเตอร์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานให้สูงขึ้น ในยุคนี้ขนาด

ของคอมพิวเตอร์จะมีขนาดเล็กลงมาก

             ยุคที่ 5 (ปัจจุบัน - ????) ยุคปัญญาประดิษฐ์

                      VLSI , ULSI , Parallel System , Intelligence คาดว่าในยุคนี้จะเป็นยุคของปัญญาประดิษฐ์

               การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์จะทำงานแบบขนานกันไป มีความเร็วในการประมวลผลสูงมาก

 การแบ่งแยกประเภทของสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์

ระบบคอมพิวเตอร์ประเภท SISD (Single Instruction Single Data Stream) 

- จะเป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่มีโปรเซสเซอร์เดียว ที่ Execute 1 คำสั่ง ต่อ 1 ชุดข้อมูล

ระบบคอมพิวเตอร์ประเภท MISD (Multiple Instruction Single Data Stream) 

- จะเป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่มีโปรเซสเซอร์หลายตัวที่ทำงานพร้อมกันหรือที่เรียกว่า ทำงานขนานกัน (Parallel processing) โดยที่โปรเซสเซอร์แต่ละตัวจะมีคำสั่งที่ใช้ Exexcute ของตนเอง แต่ทั้งหมดจะใช้ชุดข้อมูลชุดเดียว เช่น

ให้คำนวณ f(x) = 2*x^2+4 จะสามารถทำตามขั้นตอน ได้ดังนี้คือ             

1. หาค่า X^2                                         

2. คูณผลลัพธ์ของ X^2 ด้วย 2

3. บวกค่า 4 เข้ากับ 2*X^2                

นั่นคือ     เมื่อ P1 Execute คำสั่งเสร็จก็จะส่งผลลัพธ์ให้ P2 และ  เมื่อ P2 Execute คำสั่งเสร็จก็จะส่งผลลัพธ์ให้กับ P3  P3 ก็จะ  Execute คำสั่ง โดยนำผลลัพธ์ที่ออกจาก P2 มาประมวลผล เมื่อ  P1 และ P2 ทำงานหรือ Execute คำสั่งเสร็จ ก็จะรับข้อมูลและ ชุดต่อไปมาทำการ Execute ต่อไปเรื่อย ๆ  

ระบบคอมพิวเตอร์ประเภท SIMD (Single Instruction Multiple Data Stream) –   เป็นการทำงานของโปรเซสเซอร์หลายตัว ที่ทำงานพร้อมกันโดยโปรเซส เซอร์ทุกตัวใช้คำสั่งเดียวกันหมด

                 เช่น การบวกเลข Matrix ที่ประกอบด้วยข้อมูล 3 ชุด ที่ต้องนำมาบวกกัน โดยจะต้องคำนวณข้อมูล  3  ชุด คือ  X1 + Y1  ,  X2 + Y2  และ  X3 + Y3 เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ออกมา ซึ่งโปรเซสเซอร์ทุกตัวExcute คำสั่งมาบวกพร้อมกันทั้งหมด โดยมีข้อมูลต่างกัน

ระบบคอมพิวเตอร์ประเภท MIMD (Multiple Instruction Multiple Data Stream) – เป็นระบบคอมพิวเตอร์ที่ใช้โปรเซสเซอร์หลายตัว แต่เชื่อมโยงกันเพื่อช่วยกันทำงานโปรเซสเซอร์แต่ละตัวใช้คำสั่งและข้อมูลของตนเอง การExecute คำสั่งของงาน แต่ละโปรเซสเซอร์เป็นอิสระต่อกันแต่อาศัยการประสานงานที่ดี

RISC (Reduced Instruction- Set Computing หรือชิปที่มีการลดทอนคำสั่ง) คือ โปรเซสเซอร์ที่มีชุดคำสั่งที่มีรูปแบบและขนาดที่แน่นอน สามารถประมวลผลได้ภายใน 1สัญญาณนาฬิกา การอ้างอิงหน่วยความจำจะใช้คำสั่ง Load และ Store ที่สามารถอ้างอิงหน่วยความจำได้โดยตรงเท่านั้น ใช้การอ้างตำแหน่งแบบตรงๆ ง่ายโดยมีรูปแบบจำกัดอยู่ 2 แบบ คือ 1.แบบอ้างผ่าน Register ( Register Indirect ) Register จะเก็บค่าตำแหน่งไว้ แล้ว ทำการอ้างตำแหน่งนั้นๆผ่าน Register 2.ในแบบ Index จะเป็นการอ้างตำแหน่งจากค่าคงที่ที่มาในคำสั่งนั้นๆเลย

CISC (Complex Instruction-Set Computing) คือสถาปัตยกรรมของโปรเซสเซอร์ ที่ใช้คำสั่งซับซ้อนที่มีความยาวเปลี่ยนไปตามชนิดของคำสั่ง มีคำสั่งให้ใช้งานมากมาย ทำให้เขียนโปรแกรมง่าย และโปรแกรมมีขนาดเล็ก การทำงานของคำสั่งจะใช้ Microcode โดยคงความเข้ากันได้กับโปรเซสเซอร์รุ่นเก่า ทำให้ไม่ต้องเขียนโปรแกรมใหม่

SMP (Symmetric MultiProcessing) คือสถาปัตยกรรมของการใช้โปรเซสเซอร์ หลายตัว ที่ใช้ทรัพยากรของระบบเช่น บัส หน่วยความจำ I/O ร่วมกัน ไม่สามารถแบ่งเป็น partitionย่อยๆได้ และสมรรถนะของระบบจะลดลงเมื่อใช้โปรเซสเซอร์ มากกว่า 8 ตัว ความสามารถในการขยายสเกลยังจำกัด แต่สามารถใช้โปรแกรมแบบเดิมได้ไม่ต้องเขียนขึ้นใหม่

โครงสร้างมัลติเพิลโปรเซสเซอร์

ลักษณะของการมีปฏิสัมพันธ์ระหว่างโปรเซสเซอร์ในระบบนั้นจะแบ่งออกเป็น 2 ประเภทคือ

                 -ส่วนของการต่อยึดเหนี่ยว (Coupling) ระหว่างโปรเซสเซอร์

                 -ส่วนของการประมวลผล (Processing) รูปแบบของการยึดเหนี่ยวนั้น (Coupling)

                 -ส่วนของการต่อยึดเหนี่ยว (Coupling)

                 -ระบบที่ยึดเหนี่ยวกันแบบหลวม (Loosely Coupled Processors)  

   ระบบที่ยึดเหนี่ยวกันแบบหลวมมีคุณลักษณะดังนี้

                -ระบบประกอบด้วยจำนวนคอมพิวเตอร์ที่มีความหลากหลาย คอมพิวเตอร์เหล่านี้มีความเป็นอิสระ และแยกอยู่ห่างจากกัน

                 -การติดต่อสื่อสารระหว่างคอมพิวเตอร์ในระบบติดต่อกันด้วยอินเทอร์เฟซ (Interface) ที่ใช้โปรโตคอล(Protocol) เดียวกัน

                -การติดต่อสื่อสารคอมพิวเตอร์ในระบบส่วนใหญ่เป็นแบบอนุกรมที่มีความเร็วสูง

                -การติดต่อกันระหว่างคอมพิวเตอร์สามารถทำได้อย่างทั่วถึงทำให้ ผู้ใช้จากสถานที่ต่าง ๆ สามารถเข้าถึงข้อมูลได้สะดวก

ตัวอย่างของระบบโปรเซสเซอร์หลายตัวที่เกาะเกี่ยวกันอย่างหลวม ที่ได้รู้จักกันดีก็คือเครือข่าย ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network)  ครั้งแรกเชื่อมต่อคอมพิวเตอร์จำนวน 4 แห่งในอเมริกาเข้าด้วยกันด้วยความเร็ว £ 50 kbps ถือว่าเป็นต้นแบบของระบบอินเทอร์เน็ต (Internet)  ดังนั้นจึงกล่าวได้ว่าระบบที่ยึดกันแบบหลวมที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดก็คือคอมพิวเตอร์เน็ตเวิร์ค (Computer Network) หรือเครือข่ายคอมพิวเตอร์นั้นเอง

    -ระบบที่ยึดเหนี่ยวแบบปานกลาง (Moderately Coupled Processors)

ระบบนี้จะมีโปรเซสเซอร์หลาย ๆ ตัวต่อกันอยู่ในระดับปานกลางหรือพอดี ระบบที่ยึดกันแบบปานกลางนี้จะไม่ใช่ระบบที่เป็นเอนกประสงค์ หากแต่จะเป็นระบบเฉพาะกิจ นั่นคือได้รับการออกแบบมาเพื่อใช้แก้ปัญหาใดปัญหาหนึ่งเท่านั้น

ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดเจนของระบบที่ยึดเหนี่ยวกันแบบปานกลางก็คือ มัลติเพิลโปรเซสเซอร์ (Multiple Processor Systems : MPS)  นอกจากการสื่อสารข้อมูลจะเร็วขึ้นในระบบมัลติเพิลโปรเซสเซอร์แล้ว ยังมีข้อดีอีกประการหนึ่ง คือความเชื่อถือได้ของระบบจะดีขึ้น

สิ่งที่ควรคำนึงถึงเมื่อสร้างระบบมัลติเพิลโปรเซสเซอร์ ก็คือ

     -การสื่อสารข้อมูลระหว่างโปรเซสเซอร์

     -การต่อเชื่อมระหว่างโปรเซสเซอร์

     -การเข้าจังหวะหรือการซิงค์เวลาระหว่างโปรเซสเซอร์(Timing Synchronization)

     -องค์ประกอบของโครงสร้างข้อมูลภายในระบบ

     -ระบบปฏิบัติการ (Operating Systems)

     -การตรวจสอบซอฟต์แวร์ สำหรับระบบ (Testing of the Software)

     -บุคลากรที่มีพื้นฐานความรู้ด้านคอมพิวเตอร์ที่สามารถปฏิบัติงานได้

     -ระบบที่ยึดเหนี่ยวกันอย่างเหนียวแน่น (Tightly Coupled Processors)

ระบบที่ยึดเหนี่ยวกันอย่างเหนียวแน่นจะเรียกอีกอย่างหนึ่งว่าระบบมัลติโปรเซสเซอร์ ซึ่งจะมีลักษณะดังนี้

      -โปรเซสเซอร์ทุกตัวสามารถเข้าถึงหน่วยความจำหลักหรือหน่วยความจำร่วม (Share Memory)ได้

       -โปรเซสเซอร์แต่ละตัวอาจจะมีหน่วยความจำส่วนตัวได้

       -โปรเซสเซอร์แต่ละตัวใช้ระบบปฏิบัติการร่วมกัน

       -โปรเซสเซอร์แต่ละตัวใช้ทรัพยากรอื่น ๆ ร่วมกัน เช่น อินพุต/เอาต์พุต และตัวควบคุม (Controller)

       -โปรแกรมและข้อมูลต่าง ๆ จะถูกเก็บไว้ที่หน่วยความจำหลักที่เป็นโกลบอล (Global Memory)

       -โปรเซสเซอร์แต่ละตัวอยู่ใกล้กันมากและสามารถใช้บัสแบบขนานร่วมกันได้

       -โปรเซสเซอร์แต่ละตัวสามารถทำงานร่วมกันหรือสลับภาระงานระหว่างกันได้

ข้อจำกัดที่สำคัญของระบบโปรเซสเซอร์ที่เกาะเกี่ยวกันอย่างเหนียวแน่นคือโอกาสของความขัดแย้งในการเข้าถึงหน่วยความจำหลักจากโปรเซสเซอร์หลายๆ ตัวในเวลาเดียวกัน นอกจากนั้นยังมีผลต่อการใช้ทรัพยากรของระบบเมื่อมีการเพิ่มจำนวนโปรเซสเซอร์เข้าไปในระบบมากยิ่งขึ้น

การจะใส่โปรเซสเซอร์เข้าไปในระบบได้มากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับอรรถประโยชน์ของบัส (Bus Utilization) หรือ Ub และ Ub = 1/p เมื่อ p คือจำนวนโปรเซสเซอร์

เช่น Ub = 0.5 หมายความว่าจำนวนโปรเซสเซอร์ที่สามารถใส่ได้สูงสุดในระบบจะเป็น 2 ตัวเท่านั้นถึงจะทำให้ปริมาณงาน (Throughput) เพิ่มขึ้นเป็นลำดับ หากแต่เมื่อเพิ่มโปรเซสเซอร์ตัวที่ 3 หรือ 4 เข้าไป ก็ไม่ได้ทำให้ปริมาณงานที่ได้จากระบบเพิ่มขึ้นแต่อย่างใด แม้ว่าระบบปฏิบัติการที่สนับสนุนระบบมัลติโปรเซสเซอร์เองก็ยังมีข้อจำกัดในเรื่องของการเพิ่มจำนวนโปรเซสเซอร์เข้าไปในระบบ

องค์ประกอบพื้นฐานในการสร้างระบบมัลติโปรเซสเซอร์

องค์ประกอบพื้นฐานในการสร้างระบบมัลติโปรเซสเซอร์มี 3 ส่วน

ส่วนที่ทำการประมวลผล (Processing Element : PE) ซึ่งจะประกอบไปด้วยโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำดังนั้นเมื่อพูดถึงคู่ของโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำ (Processor-Memory Pairs) ก็จะหมายถึง PE นั่นเอง เพื่อความง่ายต่อความเข้าใจ PE ก็คือคอมพิวเตอร์นั้นเอง

ส่วนที่เป็นสวิตช์ (Switch) จะเป็นตัวกลางในการเชื่อมต่อและเลือกเส้นทางระหว่างโปรเซสเซอร์และหน่วยความจำอย่างไรก็ดีในระบบมัลติปรเซสเซอร์ที่มีความซับซ้อนนั้นภายในตัวสวิตช์นั้นอาจจะประกอบไปด้วยไมโครโปรเซสเซอร์หนึ่งตัวหรือมากกว่านั้นก็ได้เพื่อช่วยในการจัดเลือกเส้นทางและควบคุมการจราจรในระบบ

ส่วนเส้นทางเชื่อม (Interconnection Path) หรือบางครั้งอาจจะเรียกว่า สายการส่งผ่านข้อมูล (Transmission Line) นั่นก็คือบัสนั่นเอง โดยที่อาจจะเป็นบัสที่ใช้สายทองแดง โคแอ็กเชียล หรือไฟเบอร์ออปติกก็ได้ ในการพิจารณาว่าจะใช้บัสแบบใดนั้นก็ต้องคำนึงถึงระยะทางในการส่ง ความเร็ว ความเชื่อถือได้และงบประมาณที่ใช้ในการดำเนินการสิ่งที่ต้องคำนึงในส่วนเส้นทางเชื่อมก็คือการควบคุมการสื่อสารและโอนย้ายข้อมูลระหว่างโปรเซสเซอร์ ซึ่งจะต้องมีกรรมวิธี ที่เหมาะสมในการโอนย้ายรวมทั้งโปรโตคอล (Protocol) ในการสื่อสารข้อมูลด้วยว่าเป็นอย่างไร
รูปแบบการต่อโปรเซสเซอร์เป็นมัลติโปรเซสเซอร์

              สำหรับรูปแบบการต่อ (Topology) โปรเซสเซอร์เพื่อให้เป็นมัลติโปรเซสเซอร์นั้นนิยมจำแนกเป็นรูปแบบต่างๆ จำนวน 4 รูปแบบด้วยกัน ดังที่จะได้กล่าวต่อไปนั้นคือ

       1.รูปแบบบัสร่วม (Common Bus)

       2.รูปแบบหน่วยความจำที่มีหลายพอร์ต (Multiport Memory)

       3.รูปแบบการเชื่อมต่อผ่านอินพุต/เอาต์พุต (Connect through I/O)

       4.รูปแบบบัสวินโดว์ (Bus Window 3)

รูปแบบบัสร่วม (Common Buses)

             ลักษณะการต่อแบบที่ใช้บัสหรือเส้นทางร่วมนี้จะเป็นรูปแบบดั้งเดิมที่นิยมใช้ในการต่อโปรเซสเซอร์หลายๆ ตัวเข้าด้วยกัน หากแต่ความเชื่อถือได้ รวมทั้งความคงทนต่อต่อสภาพผิดพร่องโดยรวมของระบบจะไม่สูงนักเนื่องจากว่าหากบัสร่วมดังกล่าวเสีย โปรเซสเซอร์ทั้งหมดจะติดต่อกันไม่ได้ อันเป็นผลทำให้ระบบล่ม การต่อโปรเซสเซอร์เข้าด้วยกันโดยใช้บัสร่วมนี้โปรเซสเซอร์ในระบบอาจจะใช้อินพุต/เอาต์พุต และหน่วยความจำหลักร่วมกันได้ รูปแบบนี้ปัจจุบันเป็นที่นิยมและใช้ในระบบคอมพิวเตอร์ที่เป็นส่วนบุคคลหรือพีซีและมินิคอมพิวเตอร์ ระบบจะมีประสิทธิภาพสูง เมื่อใช้จำนวนโปรเซสเซอร์ไม่มากนักเมื่อเทียบกับแบนด์วิธ (Bandwidth) ของบัสของระบบ

รูปแบบหน่วยความจำที่มีหลายพอร์ต (Multiport Memory)

หน่วยความจำที่มีหลายพอร์ต หรือหน่วยความจำที่มีหลายช่องทางจะช่วยให้โปรเซสเซอร์ A และB สามารถเข้าถึงข้อมูลได้ในเวลาเดียวกัน การอ่านและเขียนข้อมูลลงในหน่วยความจำร่วมสามารถทำได้พร้อม ๆ กัน หลักสำคัญหน่วยความจำดังกล่าวจะต้องมีความเร็วในการเข้าถึงข้อมูลสูง ปกติหน่วยความจำแบบหลายช่องทางจะมีราคาแพงกว่าหน่วยความจำปกติที่มีช่องทางเดียว เช่นหน่วยความจำ A หรือ B ที่เป็นส่วนตัว (Private หรือ Local Memory) ของโปรเซสเซอร์ A หรือ B ตามลำดับ หน่วยความจำแบบหลายช่องทางนี้เปรียบเสมือนเป็นศูนย์กลางข้อมูลของระบบคอมพิวเตอร์ A (โปรเซสเซอร์ A  + หน่วยความจำ A)