Simpele vragen: Wat is een SoC (System on a Chip)?

We durven te wedden dat de meeste mensen met een goede kennis van technologie de term SoC of System on a Chip wel eens hebben gehoord . Het was 20 jaar geleden niet echt iets, of in ieder geval niet zo veel gebruikt als het nu is, maar in de huidige tijd vertegenwoordigt het System on a Chip een benadering om elektronische apparaten kleiner, krachtiger en energiezuiniger dan ooit tevoren. Dat is allemaal leuk en makkelijk maar weet je wat een Soc is? Wat betekent SoC of System on a Chip ? Waarom is het zo belangrijk voor smartphones, tablets, draadloze routers, wearables en andere mobiele apparaten? Als u meer wilt weten over wat SoCbetekent, wat het doet en waarom het zo belangrijk is, lees dit artikel en je zult enkele antwoorden vinden:

Inhoud

1. Wat is een SoC (System on a Chip)?
2. Wat zijn de meest voorkomende toepassingen van SoC's?
3. Wat zijn de gebruikelijke componenten van een SoC?
4. Wat zijn de grootste fabrikanten van mobiele SoC's en welke is momenteel de beste SoC?
5. Wat zijn de voor- en nadelen van een SoC?
6. Bent u het ermee eens dat Systems on Chips de toekomst van elektronica is?

Wat is een SoC (System on a Chip)?

SoC is de korte term voor System on a Chip . Een System on a Chip is een elektronisch geïntegreerd circuit dat verschillende elektronische componenten bevat die zijn ontworpen om samen te werken om een ​​gemeenschappelijk doel te bereiken. Het eerste deel van de term - Systeem - zegt dat het allemaal om een ​​complexe elektronische assemblage gaat, terwijl het laatste deel - Chip - vertelt dat alle componenten van dat systeem samengeperst zijn op een enkel geïntegreerd circuit.

Om een ​​beter idee te krijgen van wat een System on a Chip is, stelt u het zich voor als een volledige computer die is verkleind en gecomprimeerd om op een enkele chip te passen. Een SoC kan bijvoorbeeld worden vergeleken met een miniatuursysteem met een moederbord, een processor, een grafische kaart, een netwerkkaart enzovoort. Om een ​​beter beeld te krijgen, kijk onder deze paragraaf, en je zult zien hoe een Exynos 4 Quad (4412) System on a Chip eruit ziet, op een printplaat van een Samsung Galaxy S III smartphone.

SoC, systeem op een chip

Bron: Wikipedia .

Wat zijn de meest voorkomende toepassingen van SoC's?

Systems on Chips worden in veel industrieën veel gebruikt voor allerlei doeleinden zoals voor smartphones, tablets, wearables, digitale camera's, draadloze routers enzovoort. Waarschijnlijk zijn hun meest voorkomende toepassingen tegenwoordig echter voor het aandrijven van smartphones. Als je je afvraagt ​​waarom, houd er dan rekening mee dat zowel smartphones als tablets kleine apparaten zijn die veel verwerkingskracht nodig hebben om te werken en dat ze allemaal moeten voldoen aan de eisen van gebruikers, die steeds veeleisender worden.

Hier is hoe complex het Snapdragon 600 - systeem op een chip van Qualcomm is - een SoC die werd gebruikt in de oude Samsung Galaxy S4-smartphone. Nieuwere telefoons zijn nog ingewikkelder en hebben SoC 's die nog meer geminiaturiseerd zijn.

SoC, systeem op een chip

Bron: Wikipedia

Mensen willen bijvoorbeeld hun smartphone kunnen gebruiken om te internetten, naar muziek te luisteren, video's te bekijken, GPS-navigatie te gebruiken, foto's en filmvideo's te maken, games te spelen, altijd verbonden te zijn met sociale netwerken, enzovoort. Dit zijn allemaal dingen die niet alleen een goede processor nodig hebben, maar ook een goede grafische chip, een snelle draadloze en Bluetooth-chip, ondersteuning voor verbinding met 4G-netwerken, een GPS-chip en de lijst kan maar doorgaan. En dat alles moet gebeuren met een zo laag mogelijk stroomverbruik. Niemand wil immers dat zijn apparaten na een paar uur gebruik worden uitgeschakeld. Het antwoord is om alles wat geminiaturiseerd kan worden te miniaturiseren en zoveel mogelijk componenten op een kleiner oppervlak te persen. Het gevolg is een hogere rekenkracht en een lager stroomverbruik. Dat is precies wat een System on a Chipaanbiedingen.

Wat zijn de gebruikelijke componenten van een SoC?

Een System on a Chip kan verschillende elementen bevatten, afhankelijk van het doel. Aangezien de overgrote meerderheid van SoC 's echter op smartphones worden gebruikt, volgt hier een lijst met de meest voorkomende componenten van dergelijke apparaten:

• CPU - de centrale verwerkingseenheid of de processor is de kern van alle dingen binnen een SoC . Het is het deel van de SoC dat verantwoordelijk is voor het maken van de meeste berekeningen en beslissingen. Het ontvangt input van andere hardwarecomponenten en software en levert passende outputreacties. Zonder CPU zou er geen SoC zijn . De meeste CPU's hebben tegenwoordig twee, vier of acht cores om parallelle verwerking te kunnen doen.
• GPU - staat voor Graphical Processing Unit en wordt ook wel de videochip genoemd. De GPU is verantwoordelijk voor die 3D-games die je op je smartphone kunt spelen en ook voor de nette visuele overgangen die je ziet in de gebruikersinterface van elk apparaat dat een SoC gebruikt.
• RAM - geheugen - alle computerapparaten hebben geheugen nodig om te werken. Om apps te kunnen draaien en software moet data gebruikt worden, en om dat te kunnen doen, moet een System on a Chip RAM-geheugen hebben.
• ROM-geheugen - net zoals een apparaat RAM-geheugen nodig heeft om apps en andere software te kunnen uitvoeren, moet het ook ROM-geheugen hebben om software zoals de firmware of het besturingssysteem dat erop wordt uitgevoerd te kunnen opslaan.
• Modem - geen enkele smartphone zou een telefoon zijn als hij geen verbinding zou kunnen maken met radionetwerken. En daarmee verwijzen we zowel naar draadloze netwerken als naar mobiele 3G- of 4G-netwerken. Modems zorgen voor netwerk- of mobiele connectiviteit.

Hier is een illustratie van welke componenten het System on a Chip genaamd Snapdragon 410 van Qualcomm bevat:

SoC, systeem op een chip

Naast een processor en geheugen, kunnen andere SoC 's, zoals die op draadloze routers en andere soortgelijke netwerkapparaten, ook PCIe-interfaces bevatten die zijn ontworpen om de radiotransceivers, SATA- en/of USB-interfaces aan te sluiten om verbinding te maken met opslagapparaten. In de onderstaande afbeelding kunt u zien wat er in een BCM5862X SoC van Broadcom zit. En als je meer wilt weten over routers Systems on Chips , lees dan hier wat meer over het onderwerp: Router SoC 101 .

SoC, systeem op een chip

Bron: Tom's Hardware

De lijst met componenten die we in de bovenstaande paragrafen hebben opgesomd, toont slechts enkele essentiële, onmisbare elementen van een System on a Chip . Systems on Chips kan echter ook andere onderdelen hebben. Velen hebben bijvoorbeeld componenten die zijn ontworpen om te werken met locatieservices, sensoren, beveiliging of interfaces die kunnen werken met betere camera's of grotere schermen. De lijst gaat verder.

Wat zijn de grootste fabrikanten van mobiele SoC's en welke is momenteel de beste SoC?

De grootste SoC- fabrikanten van vandaag zijn Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei , NVIDIA en Broadcom . Qualcomm, NVIDIA en MediaTek produceren en verkopen voornamelijk mobiele SoC 's aan andere hardwarebedrijven die ze gebruiken in de apparaten die ze produceren. Broadcom maakt SoC 's die voornamelijk worden gebruikt in routers en netwerkapparaten, en Samsung en Huawei maken niet alleen SoC 's, maar ze zijn ook twee van de grootste smartphonebedrijven ter wereld.

Het is onmogelijk om te zeggen wat het beste System on a Chip is. De industrie groeit en evolueert zo snel dat tegen de tijd dat je zou kunnen vergelijken en beslissen welke de beste SoC is, er waarschijnlijk een nieuwe op komst is om toekomstige apparaten van stroom te voorzien.

Houd er echter rekening mee dat de beste SoC voor u misschien niet degene is met de beste processor of de snelste draadloze overdrachten. Het System on a Chip voor jou is degene die ervoor kan zorgen dat je volgende smartphone of apparaat goed werkt, alle basisfuncties biedt die je nodig hebt en alle "randapparatuur" bevat die je wilt (4G LTE-ondersteuning, WiFi met ondersteuning voor de 802.11ac-standaard , USB-connectiviteit, enz.).

Hier is een interessante video die laat zien hoe smartphonefabrikanten het juiste System on a Chip kiezen voor elk van hun smartphones:

Wat zijn de voor- en nadelen van een SoC?

U vraagt ​​zich misschien nog af: waarom zou iemand een System on a Chip willen ontwerpen, produceren en verkopen ? Daar zijn nogal wat redenen voor:

• Een SoC is meestal klein en neemt niet veel ruimte in beslag in een elektronisch apparaat, waardoor het een perfecte oplossing is voor kleine apparaten zoals smartphones, tablets of wearables. En deze drie voorbeelden alleen zijn genoeg om de wereld te vullen met honderden miljarden dollars.
• Wanneer u een apparaat moet ontwerpen dat groot genoeg is om op zijn best in uw handpalm te passen, is integratie iets dat u wilt. Dat betekent dat je een processor, een grafische chip, een modem en vele andere componenten in dezelfde vierkante inch kunt stoppen.
• Omdat een SoC klein is en veel verschillende onderdelen op een enkele chip integreert, betekent dit dat de fabrikant geen tijd, geld en middelen hoeft te besteden aan het bedraden van belangrijke fysieke onderdelen en het maken van lange circuits, wat op zijn beurt een lagere productie betekent. kosten .
• Systems on a Chip zijn een stuk energiezuiniger dan een systeem met aparte, aparte componenten zoals bijvoorbeeld een desktop-pc of een laptop. Een SoC kan langer op batterijen werken, waardoor het de juiste keuze is voor elk mobiel apparaat.

Aan de andere kant hebben Systems on Chips het grote nadeel dat ze helemaal niet aanpasbaar zijn. Door hun aard zijn SoC 's zo nauw geïntegreerd en zo klein dat ze zich niet kunnen aanpassen of, met andere woorden, ze kunnen niet worden geüpgraded. Een System on a Chip sterft meestal op dezelfde manier als het werd geboren: er verandert niets tijdens zijn leven. En dat is ook een reden waarom als er iets kapot gaat in een SoC , je niet alleen dat onderdeel kunt repareren of veranderen - je moet de hele SoC vervangen .

Bent u het ermee eens dat Systems on Chips de toekomst van elektronica is?

Traditionele benaderingen van elektronica en vooral computerapparatuur gingen over het creëren van systemen die op afzonderlijke, onafhankelijke onderdelen draaien. Dergelijke voorbeelden zijn bijvoorbeeld computers en laptops. De permanente miniaturisering van alle dingen om ons heen betekent echter dat ze steeds meer vertrouwen op kleinere, betere, energiezuinigere Systems on Chips . Smartphones, tablets, wearables, zelfs de IoT-apparaten (Internet of Things) bewijzen dat Systems on Chips een belangrijk onderdeel zijn van de toekomst van alle elektronica. Maar betekent dat dat ze de wereld gaan overnemen? Wat als ze zo klein worden dat ze nanorobots gemeengoed gaan maken? We willen graag van u horen, dus aarzel niet om uw mening te delen in de opmerkingen hieronder.