Założę się, że większość ludzi, którzy mają dobrą znajomość technologii, słyszeli termin SoC lub System on a Chip . Nie było to nic ponad 20 lat temu, a przynajmniej nie było to coś tak szeroko stosowanego, jak jest dzisiaj, ale w chwili obecnej system na chipie reprezentuje podejście do zmniejszania urządzeń elektronicznych, zwiększania ich wydajności i bardziej energooszczędny niż kiedykolwiek wcześniej. To wszystko jest miłe i łatwe, ale czy wiesz, czym jest Soc? Co oznacza SoC lub System na chipie ? Dlaczego jest tak ważna dla smartfonów, tabletów, routerów bezprzewodowych, urządzeń przenośnych i innych urządzeń mobilnych? Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o tym, co SoC oznacza, co robi i dlaczego jest tak wielka sprawa, przeczytaj ten artykuł, a znajdziesz kilka odpowiedzi:
Co to jest SoC (System on a Chip)?
SoC to skrót od System for a Chip . System na chipie to elektroniczny układ scalony, który zawiera różne elementy elektroniczne zaprojektowane do współpracy w celu osiągnięcia wspólnego celu. Pierwsza część terminu - System - mówi, że chodzi o złożony zespół elektroniczny, podczas gdy ostatnia część - Chip - mówi, że wszystkie elementy tego systemu są ściśnięte razem na jednym układzie scalonym.
Aby lepiej zrozumieć, czym jest system na chipie, wyobraź sobie go jako pełny komputer, który jest zminiaturyzowany i skompresowany, aby zmieścić się na jednym chipie. Na przykład SoC można porównać do miniaturowego systemu, który ma płytę główną, procesor, kartę graficzną, kartę sieciową i tak dalej. Aby uzyskać lepszy obraz, spójrz poniżej tego akapitu, a zobaczysz, jak wygląda układ Exynos 4 Quad (4412) w układzie, na płytce drukowanej ze smartfona Samsung Galaxy S III.
Źródło: Wikipedia.
Jakie są powszechne zastosowania SoCs?
Systemy na chipy są szeroko stosowane w wielu branżach do różnych celów, takich jak smartfony, tablety, urządzenia do noszenia, aparaty cyfrowe, routery bezprzewodowe i tak dalej. Prawdopodobnie obecnie ich najczęstsze zastosowania dotyczą zasilania smartfonów. Jeśli zastanawiasz się, dlaczego tak jest, pamiętaj, że zarówno smartfony, jak i tablety są małymi urządzeniami, które wymagają dużej mocy obliczeniowej do pracy i wszystkie muszą spełniać wymagania użytkowników, które są coraz bardziej wymagające.
Oto, jak skomplikowany jest system Snapdragon 600 firmy Qualcomm na chipie - SoC, który był używany w starym smartfonie Samsung Galaxy S4. Nowsze telefony są jeszcze bardziej skomplikowane i mają SoC, które są jeszcze bardziej zminiaturyzowane.
Źródło: Wikipedia
Na przykład ludzie chcą mieć możliwość korzystania ze smartfonów do przeglądania Internetu, słuchania muzyki, oglądania filmów, korzystania z nawigacji GPS, nagrywania zdjęć i filmów wideo, grania w gry, łączenia się zawsze z sieciami społecznościowymi itd. Wszystkie te rzeczy wymagają nie tylko dobrego procesora, ale także dobrego układu graficznego, szybkiego bezprzewodowego i Bluetootha, wsparcia dla podłączenia do sieci 4G, układu GPS i listy mogą być kontynuowane. A wszystko to musi się zdarzyć przy jak najmniejszym zużyciu energii. W końcu nikt nie chce, aby ich urządzenia wyłączały się po kilku godzinach użytkowania. Odpowiedzią jest miniaturyzacja wszystkiego, co można zminiaturyzować i wycisnąć jak najwięcej elementów na mniejszej powierzchni. Konsekwencją jest wyższa moc obliczeniowa i niższe zużycie energii. Właśnie to oferuje system na chipie .
Jakie są zwykle komponenty SoC?
System na chipie może mieć wiele elementów, w zależności od jego przeznaczenia. Ponieważ jednak zdecydowana większość SoC jest używana na smartfonach, oto lista najczęściej używanych elementów takich urządzeń:
- Procesor - centralny procesor lub procesor to rdzeń wszystkich rzeczy w SoC . To część SoC jest odpowiedzialna za wykonywanie większości obliczeń i decyzji. Odbiera dane wejściowe z innych komponentów sprzętowych i oprogramowania i zapewnia odpowiednie odpowiedzi wyjściowe. Bez procesora nie byłoby SoC . Większość procesorów ma dziś dwa, cztery lub osiem rdzeni w środku, aby móc wykonywać przetwarzanie równoległe.
- GPU - jest skrótem od Graphical Processing Unit i jest również znany jako układ wideo. GPU odpowiada za te gry 3D, które można odtwarzać na smartfonie, a także za zgrabne przejścia wizualne widoczne w interfejsie użytkownika dowolnego urządzenia za pomocą SoC.
- Pamięć RAM - wszystkie urządzenia komputerowe potrzebują pamięci do działania. Aby można było uruchamiać aplikacje i oprogramowanie, dane muszą być używane, a aby móc to zrobić, system na chipie musi mieć pamięć RAM.
- Pamięć ROM - tak jak urządzenie potrzebuje pamięci RAM, aby móc uruchamiać aplikacje i inne oprogramowanie, musi także mieć pamięć ROM, aby móc przechowywać oprogramowanie, takie jak oprogramowanie układowe lub system operacyjny, który uruchamia.
- Modem - żaden smartfon nie byłby telefonem, gdyby nie mógł się połączyć z sieciami radiowymi. Odnosi się to zarówno do sieci bezprzewodowych, jak i do sieci komórkowych 3G lub 4G. Modemy dbają o sieć lub łączność komórkową.
Oto ilustracja tego, jakie elementy Systemu na chipie o nazwie Snapdragon 410 od Qualcomm zawiera:
Poza procesorem i pamięcią inne SoC, takie jak te znajdujące się na routerach bezprzewodowych i innych podobnych urządzeniach sieciowych, mogą również zawierać interfejsy PCIe zaprojektowane do łączenia radiowych urządzeń nadawczo-odbiorczych, interfejsów SATA i / lub USB w celu połączenia z urządzeniami pamięci masowej. Na poniższej ilustracji możesz zobaczyć, co znalazło się w SoC BCM5862X od Broadcom. A jeśli chcesz dowiedzieć się więcej na temat routerów Systems on Chips, zapoznaj się z dalszą lekturą na ten temat: Router SoC 101.
Źródło: Tom's Hardware
Lista komponentów, które wymieniliśmy w powyższych akapitach, pokazuje tylko kilka podstawowych, niezbędnych elementów systemu na chipie . Jednak systemy na chipsach mogą mieć również inne części. Na przykład wiele elementów zaprojektowanych do pracy z usługami lokalizacyjnymi, czujnikami, zabezpieczeniami lub interfejsami umożliwiającymi pracę z lepszymi kamerami lub większymi ekranami. I tak dalej.
Którzy z największych producentów mobilnych urządzeń SoC są najlepszymi SoC dzisiaj?
Największymi producentami SoC są dziś Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei, NVIDIA i Broadcom . Qualcomm, NVIDIA i MediaTek produkują i sprzedają głównie mobilne usługi SoC innym firmom sprzętowym, które wykorzystują je w urządzeniach, które produkują. Broadcom produkuje SoCs, które są używane głównie w routerach i urządzeniach sieciowych, a Samsung i Huawei nie tylko produkują SoC, ale są również dwoma największymi firmami smartfonów na świecie.
Aby powiedzieć, który jest najlepszy system na chipie jest niemożliwe. Branża rozwija się i ewoluuje tak szybko, że do czasu, gdy można porównać i zdecydować, który z najlepszych SoC, nowy prawdopodobnie będzie na drodze do zasilania przyszłych urządzeń.
Należy jednak pamiętać, że najlepszym SoC dla ciebie może nie być ten z najlepszym procesorem lub najszybszymi transferami bezprzewodowymi. System na chipie jest dla Ciebie tym, który może sprawić, że twój następny smartfon lub urządzenie będzie działać dobrze, oferować wszystkie niezbędne informacje i zawierać wszystkie "potrzebne urządzenia peryferyjne" (obsługa 4G LTE, WiFi z obsługą standardu 802.11ac, Połączenie USB itp.).
Oto ciekawy film pokazujący, jak producenci smartfonów wybierają odpowiedni system na chipie dla każdego ze swoich smartfonów:
Jakie są zalety i wady SoC?
Można się zastanawiać: dlaczego ktoś chciałby zaprojektować, wyprodukować i sprzedać system na chipie ? Istnieje kilka powodów takiego stanu rzeczy:
- SoC jest zwykle mały i nie zajmuje dużo miejsca wewnątrz urządzenia elektronicznego, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla małych urządzeń, takich jak smartfony, tablety czy urządzenia do noszenia na co dzień. I tylko te trzy przykłady wystarczą, aby wypełnić świat setkami miliardów dolarów.
- Kiedy trzeba zaprojektować urządzenie, które jest na tyle duże, że mieści się w dłoni, integracja jest tym, czego oczekujesz. Oznacza to, że możesz umieścić procesor, układ graficzny, modem i wiele innych komponentów w tym samym calu kwadratowym.
- Ponieważ SoC jest mały i ponieważ integruje wiele różnych części na jednym chipie, oznacza to, że jego producent nie musi poświęcać czasu, pieniędzy i zasobów na okablowanie znaczących części fizycznych i tworzenie długich obwodów, co z kolei oznacza niższą produkcję koszty .
- Systemy na chipie są o wiele bardziej energooszczędne niż systemy z dedykowanymi, osobnymi komponentami, jak na przykład komputer stacjonarny lub laptop. SoC może działać na bateriach dłużej, co czyni go właściwym wyborem dla każdego urządzenia mobilnego.
Z drugiej strony, systemy z frytkami mają wielką wadę, że w ogóle nie można ich przystosować. Ze swojej natury SoC są tak ściśle zintegrowane i tak małe, że nie mogą się dostosować lub, innymi słowy, nie mogą zostać zmodernizowane. System na chipie zazwyczaj umiera tak samo, jak się narodził: nic się nie zmienia podczas jego trwania. I to jest również powód, dla którego, jeśli coś włamuje się do SoC, nie możesz naprawić lub zmienić tylko tej części - musisz wymienić cały SoC .
Czy zgadzasz się, że systemy na chipach są przyszłością elektroniki?
Tradycyjne podejście do elektroniki, a zwłaszcza urządzeń komputerowych polegało na tworzeniu systemów działających na oddzielnych, niezależnych częściach. Takimi przykładami są na przykład komputery i laptopy. Jednak permanentna miniaturyzacja wszystkich rzeczy wokół nas oznacza, że coraz częściej polegają na mniejszych, lepszych, bardziej energooszczędnych systemach na chipsach . Smartfony, tablety, urządzenia do noszenia, piekło, nawet urządzenia IoT (Internet of Things) dowodzą, że systemy na chipach są ważną częścią przyszłości całej elektroniki. Ale czy to oznacza, że przejmą świat? Co, jeśli staną się tak małe, że sprawią, że nanoroboty będą czymś wspólnym? Chcemy usłyszeć od Ciebie, więc nie wahaj się podzielić się swoimi opiniami w komentarzach poniżej.
