Wraz z postępem technologicznym widzimy, jak różne elementy tworzące nasze systemy komputerowe poczyniły ogromne postępy pod względem wydajności, rozwoju i postępów.
W dzisiejszych czasach inne urządzenia, które zyskują na sile, to urządzenia mobilne, takie jak telefony, tablety, laptopy, a jedną z najbardziej zaawansowanych technologii, które są ich rdzeniem, są tzw. SoC. Solvetic szczegółowo przeanalizuje, czym jest SoC i jak wpływa na użytkowanie któregokolwiek z wymienionych urządzeń.
Co to jest SoC
SoC (System-on-a-Chip) to trend, który zyskuje na sile wśród programistów, zwłaszcza ARM, dzięki któremu dąży się do integracji wszystkich modułów systemu w jednym chipie lub obwodzie, co znacznie zmniejsza rozmiar urządzenie, które go zawiera.
Jej początki sięgają czasów, gdy firmy takie jak Nokia czy Samsung rozpoczęły prace nad swoimi pierwszymi telefonami komórkowymi i konieczne było, aby urządzenia były jak najmniejsze i jak najbardziej przenośne, aby mocil nazwy urządzenia nabrały większej wartości i w tym celu skupili się na opracowywaniu procesorów, które będą miały największą dostępną liczbę funkcji, aby zmniejszyć wewnętrzny rozmiar komponentów do jednego.
Na pierwszy rzut oka SoC ma konstrukcję zwykłego mikroprocesora, ale jego nauka i technologia są w środku, ponieważ znajdujemy tam większość komponentów, które umożliwiają efektywną transmisję danych.
Na poniższej grafice zobaczymy strukturę SoC Snapdragon 801:
Komponenty tworzące SoCNastępnie zobaczymy komponenty, które sprawiają, że SoC jest przenośną technologią o wielu zaletach:
- Kontroler pamięci: Ważne jest, aby wyjaśnić, że kiedy procesor musi uzyskać dostęp do pamięci RAM, nie robi tego bezpośrednio, ale istnieje zestaw obwodów odpowiedzialnych za wykonanie tego zadania, a ponieważ te obwody znajdują się wewnątrz samego chipa, zmniejszymy czasy dostępu do pamięci RAM.
- Pamięć: Jest to niezbędny składnik, dzięki któremu aplikacje mogą być wykonywane i wszystkie instrukcje systemowe są wykonywane poprawnie.
- Karta graficzna: Wiele nowych układów SoC zawiera karty graficzne z obsługą 3D, co uniemożliwia nam posiadanie dodatkowej karty graficznej na płycie.
- Interfejsy zewnętrzne: Umożliwiają łączność z wieloma urządzeniami, takimi jak dyski zewnętrzne lub pamięci USB.
- Autobusy: Pozwalają one na prawidłowe przesyłanie informacji między różnymi elementami systemu.
- Komunikacja: Umożliwia obsługę Wi-Fi i innych technologii sieciowych.
To podstawowe elementy SoC, ale oprócz tego mamy inne elementy, takie jak usługi GPS, zabezpieczenia, wyższa rozdzielczość ekranu, większa pojemność pikseli w kamerach itp.
Obecnie największymi producentami urządzeń SoC są Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei, NVIDIA i Broadcom, wszystkie firmy z doskonale rozwiniętymi produktami, a Qualcomm, NVIDIA i MediaTek oferują SoC firmom mobilnym do ich smartfonów, podczas gdy Broadcom koncentruje się na rozwoju SoC dla urządzeń sieciowych:
SoC na iPhonie 7:
Broadcom SoC na modemie:
Każdy SoC ma pewne cechy, które pozwalają mu wyróżnić się na tle innych, dlatego chcąc zastosować jakiś rodzaj SoC musimy wziąć pod uwagę takie czynniki jak łączność 4G LTE (wkrótce 5G), WiFi z obsługą standardu 802.11ac, Łączność USB, między innymi, które bezpośrednio wpływają na zachowanie urządzenia końcowego.
Typy SoC
Obecnie na rynku znajdziemy różne rodzaje chipów SoC, każdy ze specjalnymi funkcjami, niektóre z nich to:
NVIDIA Tegra 3NVIDIA Tegra 3 jest obecnie zintegrowana z niektórymi urządzeniami z systemem Android i ma czterordzeniowy procesor, z których każdy jest ARM Cortex A9, ale ma piąty rdzeń, który umożliwia lepsze rozwijanie dołączonych elementów i ma możliwość obsługi wyjścia wideo. rozdzielczość x 1600 i kodek wideo 1080p H.264 i MPEG-4 AVC (umożliwia nagrywanie i odtwarzanie wideo w wysokiej jakości).
Jego struktura wygląda następująco:
Qualcomm Snapdragon S4Ten SoC jest obecny w różnych smartfonach i tabletach. Posiada procesor ARM Cortex-A15 i umożliwia nagrywanie wideo HD i obsługę gier oraz wbudowane możliwości procesora graficznego Adreno.
Intel MedfieldTen procesor Intel SoC jest zbudowany w technologii 32 nm HKMG i oferuje jednordzeniowy procesor 1,6-2 GHz oraz procesor graficzny SGX540 PowerVR.
Jego struktura wygląda następująco:
Mamy kilka innych SoC, takich jak:
- Texas Instruments OMAP 4
- Samsung Exynos 4 Quad
- ST-Ericsson NovaThor
Zalety i wady stosowania SoC
Wszystkie nowe technologie są opracowywane w celu ułatwienia życia użytkownikowi końcowemu poprzez oferowanie produktów o najlepszych standardach, ale nie zawsze 100% funkcji jest adekwatnych, są to niektóre wyjątkowe punkty, a inne nie tak bardzo, w układach SoC :
- Bez wątpienia integracja wszystkich komponentów w jednym chipie jest jego główną zaletą, ponieważ pozwala na posiadanie całej mocy w niewielkich rozmiarach.
- Lepsze kanały komunikacji między wszystkimi urządzeniami
- Maksymalna wydajność
- W przypadku awarii któregoś z elementów jego wymiana będzie bardzo trudna, ponieważ SoC jest przylutowany do płytki.
- Wzrost ciepła spowodowany posiadaniem tak wielu elementów w jednym obwodzie może wpłynąć na jego optymalną wydajność.
Dzięki tej panoramie widzimy, jak choć jego funkcje są rozbudowane, możemy się ograniczyć w przypadku wewnętrznej awarii. Warto zauważyć, że z dnia na dzień SoC jest coraz bardziej obecny w naszych urządzeniach, ponieważ mamy go nie tylko w nowoczesnych telefonach czy tabletach, ale znajdziemy je również w urządzeniach takich jak telewizory, urządzenia smart, samochody itp.
SoC to rewolucja w projektach elektrycznych, ale musimy być ostrożni w jego realizacji, ponieważ mała awaria i zostaniemy praktycznie zablokowani i bez dostępu do urządzenia.
