Прости въпроси: Какво е SoC (система върху чип)?

Обзалагаме се, че повечето хора, които имат добри познания в технологиите, са чували термина SoC или система на чип(System on a Chip) . Преди 20 години не беше много нещо или поне не беше нещо толкова широко използвано, колкото днес, но в днешно време системата върху чип(System on a Chip) представлява подход за правене на електронни устройства по-малки, по-мощни и по-енергийно ефективни от всякога. Всичко това е хубаво и лесно, но знаете ли какво е Soc? Какво означава SoC или система на чип(System on a Chip) ? Защо е толкова важно нещо за смартфони, таблети, безжични рутери, носими устройства и други мобилни устройства? Ако искате да научите повече за това какво SoCозначава, какво прави и защо е толкова голяма работа, прочетете тази статия и ще намерите някои отговори:

Какво е SoC (система върху чип)?

SoC е краткосрочният термин за система на чип(System on a Chip) . Система върху чип(System on a Chip) е електронна интегрална схема, която съдържа различни електронни компоненти, предназначени да работят заедно за постигане на обща цел. Първата част на термина - Система(System) - казва, че става дума за сложен електронен модул, докато последната част - Чип(Chip) - ви казва, че всички компоненти на тази система са събрани заедно в една интегрална схема.

За да получите по-добра представа какво представлява система на чип(System on a Chip) , представете си я като пълен компютър, който е миниатюризиран и компресиран, за да се побере на един чип. Например, SoC може да се сравни с миниатюрна система, която има дънна платка, процесор, графична карта, мрежова карта и така нататък. За да получите по-добра картина, погледнете по-долу този параграф и ще видите как изглежда Exynos 4 Quad (4412) система на чип(System on a Chip) на платка от смартфон Samsung Galaxy S III .

SoC, система на чип

Източник: Wikipedia .

Какви са обичайните употреби на SoC?

Системите върху чипове(Systems on Chips) се използват широко в много индустрии за всякакви цели, като например за смартфони, таблети, носими устройства, цифрови фотоапарати, безжични рутери и така нататък. Въпреки това, вероятно най-честата им употреба днес е за захранване на смартфони. Ако се чудите защо, имайте предвид, че както смартфоните, така и таблетите са малки устройства, които се нуждаят от много процесорна мощност, за да работят и всички те трябва да отговарят на изискванията на потребителите, които са все по-взискателни.

Ето колко сложна е системата Snapdragon 600 на (Snapdragon 600)Qualcomm върху чип(System on a Chip )SoC , който е бил използван в стария смартфон Samsung Galaxy S4 . По-новите телефони са още по-сложни и имат SoC(SoCs) , които са още по-миниатюрни.

SoC, система на чип

Източник: (Source:) Wikipedia

Например хората искат да могат да използват смартфоните си, за да сърфират в интернет, да слушат музика, да гледат видеоклипове, да използват GPS навигация, да снимат снимки и филмови видеоклипове, да играят игри, да бъдат винаги свързани със социални мрежи и т.н. Всичко това са неща, които се нуждаят не само от добър процесор, но и от добър графичен чип, бърз безжичен и Bluetooth чип, поддръжка за свързване към 4G мрежи, GPSчип и списъкът може да продължи. И всичко това трябва да се случи с възможно най-ниска консумация на енергия. В крайна сметка никой не иска устройствата им да се изключват след много няколко часа употреба. Отговорът е да миниатюризирате всичко, което може да бъде миниатюризирано, и да изстискате възможно най-много компоненти върху по-малка повърхност. Последствието е по-висока процесорна мощност и по-ниска консумация на енергия. Точно това предлага една система върху чип(System on a Chip) .

Кои са обичайните компоненти на SoC ?

Една система върху чип(System on a Chip) може да има различни елементи, в зависимост от нейното предназначение. Въпреки това, тъй като преобладаващото мнозинство от SoC(SoCs) се използват на смартфони, ето списък на най-често срещаните компоненти на такива устройства:

  • CPU - централният процесор(Central Processing Unit) или процесорът е ядрото на всички неща в SoC . Това е частта от SoC , която е отговорна за вземането на повечето изчисления и решения. Той получава вход от други хардуерни компоненти и софтуер и предоставя подходящи изходни отговори. Без CPU нямаше да има SoC . Повечето процесори днес имат две, четири или осем ядра вътре, за да могат да извършват паралелна обработка.
  • GPU - е съкращение от графичен процесор(Graphical Processing Unit) и е известен също като видео чип. Графичният процесор(GPU) е отговорен за тези 3D игри, които можете да играете на вашия смартфон, както и за изрядните визуални преходи, които виждате в потребителския интерфейс на всяко устройство, използващо SoC .
  • RAM памет(Memory) - всички изчислителни устройства се нуждаят от памет, за да работят. За да може да се изпълняват приложения и трябва да се използват софтуерни данни, а за да може да се направи това, системата върху чип(System on a Chip) трябва да има RAM памет.
  • ROM памет(ROM memory) – точно както едно устройство се нуждае от RAM памет(RAM memory) , за да може да изпълнява приложения и друг софтуер, то трябва също да има ROM памет(ROM memory) , за да може да съхранява софтуер като фърмуера или операционната система, която работи.
  • Модем(Modem) - нито един смартфон не би бил телефон, ако не можеше да се свързва с радио мрежи. И с това имаме предвид както безжичните мрежи, така и 3G или 4G мобилните мрежи. Модемите се грижат за мрежовата или клетъчната свързаност.

Ето илюстрация на това какви компоненти включва системата на чип(System on a Chip) , наречен Snapdragon 410 от Qualcomm:

SoC, система на чип

Освен процесор и памет, други SoC(SoCs) , като тези, намиращи се в безжичните рутери и други подобни мрежови устройства, могат също да включват PCIe интерфейси, предназначени за свързване на радиопредавателите, SATA и/или USB интерфейси за свързване към устройства за съхранение. На илюстрацията по-долу можете да видите какво се намира вътре в BCM5862X SoC от Broadcom . И ако сте любопитни да научите повече за рутери Системи върху чипове(Systems on Chips) , ето още малко четиво по темата: Router SoC 101 .

SoC, система на чип

Източник: (Source:) Tom's Hardware

Списъкът с компоненти, които сме изброили в параграфите по-горе, показва само няколко основни, задължителни елементи на система върху чип(System on a Chip) . Системите върху чипове(Systems on Chips) обаче могат да имат и други части. Например, много от тях имат компоненти, предназначени да работят с услуги за местоположение, сензори, сигурност или интерфейси, които могат да работят с по-добри камери или по-големи екрани. Списъкът продължава.

Кои са най-големите производители на мобилни SoC(SoCs) и кой е най-добрият SoC днес?

Най-големите производители на SoC днес са Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei , NVIDIA и Broadcom . Qualcomm, NVIDIA и MediaTek произвеждат и продават предимно мобилни SoC(SoCs) на други хардуерни компании, които ги използват в устройствата, които произвеждат. Broadcom произвежда SoC(SoCs) , които се използват главно в рутери и мрежови устройства, а Samsung и Huawei не само произвеждат SoC(SoCs) , но са и две от най-големите компании за смартфони в света.

Да се ​​каже коя е най-добрата система на чип(System on a Chip) е невъзможно. Индустрията расте и се развива толкова бързо, че докато можете да сравните и решите кой е най-добрият SoC , вероятно ще бъде на път да захранва бъдещи устройства.

Имайте предвид обаче, че най-добрият(the best ) SoC за вас( for you) може да не е този с най-добрия процесор или най-бързите безжични трансфери. Системата върху чип(System on a Chip) за вас е тази, която може да накара следващия ви смартфон или устройство да работи добре, да предложи всички основни неща, от които се нуждаете, и да включи всички „периферни устройства“, които искате (поддръжка на 4G LTE , WiFi с поддръжка на стандарта 802.11ac , USB свързаност и др.).

Ето едно интересно видео, което ви показва как производителите на смартфони избират правилната система на чип(System on a Chip) за всеки от своите смартфони:

Какви са предимствата и недостатъците на SoC ?

Може би все още се чудите: защо някой би искал да проектира, произвежда и продава система на чип(System on a Chip) ? Има доста причини за това:

  • SoC обикновено е малък и(tiny ) не заема много място в електронно устройство, което го прави идеално решение за малки устройства като смартфони, таблети или носими устройства, например. И само тези три примера са достатъчни, за да напълнят света със стотици милиарди долари.
  • Когато трябва да проектирате устройство, което е достатъчно голямо, за да се побере в дланта ви в най-добрия случай, интеграцията(integration ) е нещо, което искате. Това означава, че можете да поставите процесор, графичен чип, модем и много други компоненти в същия квадратен инч.
  • Тъй като SoC е малък и тъй като интегрира много различни части на един чип, това означава, че неговият производител не трябва да харчи време, пари и ресурси за свързване на значителни физически части и създаване на дълги вериги, което от своя страна означава по-ниско производство разходи(lower manufacturing costs) .
  • Системите на чип(Systems on a Chip) са много по-енергийно ефективни от система със специални, отделни компоненти като настолен компютър или лаптоп например. SoC може да работи на батерии за по-дълго време, което го прави правилен избор за всяко мобилно устройство.

От друга страна, системите върху чипове(Systems on Chips) имат големия недостатък, че изобщо не са адаптивни. По своето естество SoC(SoCs) са толкова тясно интегрирани и толкова малки, че не могат да се адаптират или, с други думи, не могат да бъдат надградени. Система на чип(System on a Chip) обикновено умира по същия начин, както се е родила: нищо не се променя по време на нейния живот. И това също е причина, поради която, ако нещо се счупи вътре в SoC , не можете да поправите или промените само тази част - трябва да замените целия SoC .

Съгласни ли сте, че системите(Systems) върху чипове(Chips) са бъдещето на електрониката?

Традиционните подходи към електрониката и особено към компютърните устройства бяха свързани със създаването на системи, които работят на отделни, независими части. Такива примери са компютрите и лаптопите например. Въпреки това, постоянното миниатюризиране на всички неща около нас означава, че те разчитат все повече на по-малки, по-добри, по-енергийно ефективни системи върху чипове(Systems on Chips) . Смартфони, таблети, носими устройства, по дяволите, дори IoT ( интернет(Internet) на нещата(Things) ) устройства доказват, че системите върху чипове(Systems on Chips)са важна част от бъдещето на цялата електроника. Но означава ли това, че те ще превземат света? Ами ако станат толкова малки, че ще превърнат нанороботите в нещо обичайно? Искаме да чуем от вас, така че не се колебайте да споделите вашите мнения в коментарите по-долу.



About the author

Аз съм опитен софтуерен инженер, с над 10 години опит в разработването и поддържането на Microsoft Office приложения. Имам силна страст да помагам на другите да постигнат целите си, както чрез работата ми като софтуерен инженер, така и чрез моите умения за публично говорене и работа в мрежа. Освен това съм изключително запознат с драйверите за хардуер и клавиатура, като сам разработих и тествах много от тях.



Related posts