Proste pytania: Co to jest SoC (system na chipie)?

Założymy się, że większość ludzi, którzy mają dobrą znajomość technologii, słyszała termin SoC lub System on a Chip . 20 lat temu nie było to nic wielkiego, a przynajmniej nie było to coś tak szeroko stosowanego jak dzisiaj, ale w dzisiejszych czasach System on a Chip reprezentuje podejście do zmniejszania urządzeń elektronicznych, zwiększania ich mocy i bardziej energooszczędny niż kiedykolwiek wcześniej. To wszystko jest łatwe i przyjemne, ale czy wiesz, co to jest Soc? Co oznacza SoC lub System on a Chip ? Dlaczego jest to tak ważne dla smartfonów, tabletów, routerów bezprzewodowych, urządzeń do noszenia i innych urządzeń mobilnych? Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o SoCoznacza, co robi i dlaczego to taka wielka sprawa, przeczytaj ten artykuł, a znajdziesz kilka odpowiedzi:

Zawartość

1. Co to jest SoC (system na chipie)?
2. Jakie są najczęstsze zastosowania SoC?
3. Jakie są zwykłe składniki SoC?
4. Którzy są największymi producentami mobilnych układów SoC i który jest dziś najlepszym układem SoC?
5. Jakie są zalety i wady SoC?
6. Czy zgadzasz się, że Systems on Chips to przyszłość elektroniki?

Co to jest SoC (system na chipie)?

SoC to skrót od System on a Chip . System on a Chip 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 skomplikowany układ elektroniczny, natomiast ostatnia część - Chip - mówi, że wszystkie elementy tego systemu są ściśnięte w jednym układzie scalonym.

Aby lepiej zrozumieć, czym jest system na chipie , wyobraź sobie, że jest to 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 system Exynos 4 Quad (4412) na chipie na płytce drukowanej smartfona Samsung Galaxy S III.

SoC, system na chipie

Źródło: Wikipedia .

Jakie są najczęstsze zastosowania SoC?

Systemy na chipach są szeroko stosowane w wielu branżach do wszelkiego rodzaju celów, takich jak smartfony, tablety, urządzenia do noszenia, aparaty cyfrowe, routery bezprzewodowe i tak dalej. Jednak prawdopodobnie ich najpopularniejsze obecnie zastosowania to zasilanie smartfonów. Jeśli zastanawiasz się dlaczego, pamiętaj, że zarówno smartfony, jak i tablety to małe urządzenia, które potrzebują dużej mocy obliczeniowej do działania i wszystkie muszą spełniać wymagania użytkowników, które są coraz bardziej wymagające.

Oto, jak złożony 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 jeszcze bardziej zminiaturyzowane układy SoC .

SoC, system na chipie

Źródło: Wikipedia

Na przykład ludzie chcą mieć możliwość korzystania ze smartfonów do przeglądania Internetu, słuchania muzyki, oglądania filmów, korzystania z nawigacji GPS, robienia zdjęć i filmowania, grania w gry, stałego połączenia z sieciami społecznościowymi i tak dalej. Wszystko to wymaga nie tylko dobrego procesora, ale także dobrego układu graficznego, szybkiego układu bezprzewodowego i Bluetooth, obsługi połączeń z sieciami 4G, układu GPS, a lista może być długa. A wszystko to musi się wydarzyć przy jak najmniejszym zużyciu energii. W końcu nikt nie chce, aby jego urządzenia wyłączały się po kilku godzinach użytkowania. Odpowiedzią jest zminiaturyzowanie wszystkiego, co można zminiaturyzować i ściśnięcie jak największej liczby elementów na mniejszej powierzchni. Konsekwencją jest wyższa moc obliczeniowa i mniejsze zużycie energii. To jest dokładnie to, co system na chipieoferuje.

Jakie są zwykłe składniki SoC?

System na chipie może składać się z różnych elementów, w zależności od jego przeznaczenia. Ponieważ jednak przytłaczająca większość SoC jest używana w smartfonach, oto lista najczęstszych komponentów takich urządzeń:

• CPU — jednostka centralna lub procesor jest rdzeniem wszystkich rzeczy wewnątrz SoC . To część SoC odpowiedzialna za dokonywanie większości obliczeń i decyzji. Otrzymuje dane wejściowe z innych komponentów sprzętowych i oprogramowania oraz dostarcza odpowiednie odpowiedzi wyjściowe. Bez procesora nie byłoby SoC . Większość dzisiejszych procesorów ma w środku dwa, cztery lub osiem rdzeni, 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, w które możesz grać na smartfonie, a także za zgrabne przejścia wizualne, które widzisz w interfejsie użytkownika dowolnego urządzenia korzystającego z SoC.
• Pamięć RAM - wszystkie urządzenia komputerowe potrzebują pamięci do pracy. Aby móc uruchamiać aplikacje i dane oprogramowania, należy użyć, 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 również mieć pamięć ROM, aby móc przechowywać oprogramowanie, takie jak oprogramowanie układowe lub system operacyjny, który obsługuje.
• Modem - żaden smartfon nie byłby telefonem, gdyby nie potrafił połączyć się z sieciami radiowymi. I przez to mamy na myśli zarówno sieci bezprzewodowe, jak i sieci komórkowe 3G lub 4G. Modemy dbają o łączność sieciową lub komórkową.

Oto ilustracja tego, jakie komponenty zawiera system na chipie o nazwie Snapdragon 410 firmy Qualcomm:

SoC, system na chipie

Oprócz procesora i pamięci, inne SoC , takie jak te znajdujące się w routerach bezprzewodowych i innych podobnych urządzeniach sieciowych, mogą również zawierać interfejsy PCIe przeznaczone do łączenia nadajników radiowych, interfejsy SATA i/lub USB do podłączania urządzeń pamięci masowej. Na poniższej ilustracji możesz zobaczyć, co znajduje się wewnątrz BCM5862X SoC firmy Broadcom. A jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o routerach Systems on Chips , oto dalsza lektura na ten temat: Router SoC 101 .

SoC, system na chipie

Źródło: Sprzęt Toma

Lista komponentów, które wymieniliśmy w powyższych akapitach, pokazuje tylko kilka podstawowych, niezbędnych elementów Systemu na chipie . Jednak systemy na chipach mogą mieć również inne części. Na przykład wiele z nich ma komponenty zaprojektowane do współpracy z usługami lokalizacyjnymi, czujnikami, zabezpieczeniami lub interfejsami zdolnymi do pracy z lepszymi kamerami lub większymi ekranami. I tak dalej.

Którzy są największymi producentami mobilnych układów SoC i który jest dziś najlepszym układem SoC?

Najwięksi producenci SoC to dziś Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei , NVIDIA i Broadcom . Qualcomm, NVIDIA i MediaTek produkują i sprzedają głównie mobilne SoC innym firmom produkującym sprzęt, które wykorzystują je w produkowanych przez siebie urządzeniach. Broadcom produkuje SoC , które są używane głównie w routerach i urządzeniach sieciowych, a Samsung i Huawei nie tylko produkują SoC , ale są także dwoma największymi producentami smartfonów na świecie.

Nie da się powiedzieć, który jest najlepszy system na chipie . Branża rozwija się i ewoluuje tak szybko, że do czasu, gdy będziesz mógł porównać i zdecydować, który jest najlepszy SoC , prawdopodobnie nowy SoC będzie na dobrej drodze do zasilania przyszłych urządzeń.

Pamiętaj jednak, że najlepszym SoC dla Ciebie może nie być ten z najlepszym procesorem lub najszybszymi transferami bezprzewodowymi. System on a Chip dla Ciebie to taki, który sprawi, że Twój następny smartfon lub urządzenie będzie działać dobrze, zaoferuje wszystkie potrzebne podstawy i zawiera wszystkie „urządzenia peryferyjne”, jakie chcesz (obsługa 4G LTE, WiFi ze wsparciem dla standardu 802.11ac , łączność USB itp.).

Oto ciekawy film, który pokazuje, jak producenci smartfonów wybierają odpowiedni system na chipie dla każdego ze swoich smartfonów:

Jakie są zalety i wady SoC?

Nadal możesz się zastanawiać: dlaczego ktoś miałby chcieć zaprojektować, wyprodukować i sprzedać system na chipie ? Powodów jest kilka:

• SoC jest zwykle mały i nie zajmuje dużo miejsca wewnątrz urządzenia elektronicznego, co czyni go idealnym rozwiązaniem dla małych urządzeń, takich jak na przykład smartfony, tablety lub urządzenia do noszenia. I tylko te trzy przykłady wystarczą, aby wypełnić świat setkami miliardów dolarów.
• Kiedy musisz zaprojektować urządzenie, które jest wystarczająco duże, aby w najlepszym razie zmieściło się w dłoni, integracja jest rzeczą, której potrzebujesz. Oznacza to, że na jednym calu kwadratowym można umieścić procesor, układ graficzny, modem i wiele innych komponentów.
• Ponieważ SoC jest mały i integruje wiele różnych części na jednym chipie, oznacza to, że jego producent nie musi tracić czasu, pieniędzy i zasobów na okablowanie istotnych części fizycznych i tworzenie długich obwodów, co z kolei oznacza niższą produkcję koszty .
• Systemy na chipie są o wiele bardziej wydajne energetycznie niż systemy z dedykowanymi, oddzielnymi komponentami, takimi jak na przykład komputer stacjonarny lub laptop. SoC może działać na bateriach przez dłuższy czas, co czyni go właściwym wyborem dla każdego urządzenia mobilnego.

Z drugiej strony, systemy na chipach mają dużą wadę, ponieważ w ogóle nie można ich dostosować. Ze swej natury SoC są tak ściśle zintegrowane i tak małe, że nie mogą się dostosować, czyli innymi słowy, nie można ich unowocześnić. System na chipie zwykle umiera tak samo, jak się narodził: nic się nie zmienia podczas jego życia. I to jest również powód, dla którego jeśli coś się zepsuje wewnątrz SoC , nie można naprawić ani zmienić tylko tej części - trzeba wymienić cały SoC .

Czy zgadzasz się, że Systems on Chips to przyszłość 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 ciągła miniaturyzacja wszystkich otaczających nas rzeczy oznacza, że ​​w coraz większym stopniu polegają oni na mniejszych, lepszych, bardziej energooszczędnych układach na chipach . Smartfony, tablety, urządzenia do noszenia, do diabła, nawet urządzenia IoT (Internet of Things) udowadniają, że systemy na chipach są ważną częścią przyszłości całej elektroniki. Ale czy to oznacza, że ​​przejmą świat? A jeśli staną się tak małe, że sprawią, że nanoroboty staną się czymś powszechnym? Chcemy usłyszeć od Ciebie, więc nie wahaj się podzielić swoimi opiniami w komentarzach poniżej.