Domande semplici: cosè un SoC (System on a Chip)?

Scommettiamo che la maggior parte delle persone che hanno una buona conoscenza della tecnologia hanno sentito il termine SoC o System on a Chip . Non era un granché 20 anni fa, o almeno non era qualcosa di così diffuso come lo è oggi, ma ai giorni nostri, il System on a Chip rappresenta un approccio per rendere i dispositivi elettronici più piccoli, più potenti e più efficiente dal punto di vista energetico che mai. È tutto bello e facile, ma sai cos'è un Soc? Cosa significa SoC o System on a Chip ? Perché è così importante per smartphone, tablet, router wireless, dispositivi indossabili e altri dispositivi mobili? Se vuoi saperne di più su cosa SoCsignifica, cosa fa e perché è un grosso problema, leggi questo articolo e troverai alcune risposte:

Contenuti

1. Che cos'è un SoC (System on a Chip)?
2. Quali sono gli usi comuni dei SoC?
3. Quali sono i soliti componenti di un SoC?
4. Quali sono i maggiori produttori di SoC mobili e qual è il miglior SoC oggi?
5. Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di un SoC?
6. Sei d'accordo sul fatto che i Systems on Chips siano il futuro dell'elettronica?

Che cos'è un SoC (System on a Chip)?

SoC è l'abbreviazione di System on a Chip . Un System on a Chip è un circuito integrato elettronico che contiene vari componenti elettronici progettati per lavorare insieme per raggiungere un obiettivo comune. La prima parte del termine - System - dice che si tratta di un complesso assemblaggio elettronico, mentre l'ultima parte - Chip - ti dice che tutti i componenti di quel sistema sono schiacciati insieme su un unico circuito integrato.

Per avere un'idea migliore di cosa sia un System on a Chip , immaginalo come un computer completo miniaturizzato e compresso per adattarsi a un singolo chip. Ad esempio, un SoC potrebbe essere paragonato a un sistema in miniatura che ha una scheda madre, un processore, una scheda grafica, una scheda di rete e così via. Per avere un'immagine migliore, guarda sotto questo paragrafo e vedrai che aspetto ha un sistema Exynos 4 Quad (4412) su un chip , su un circuito stampato di uno smartphone Samsung Galaxy S III.

SoC, sistema su un chip

Fonte: Wikipedia .

Quali sono gli usi comuni dei SoC?

I sistemi su chip sono ampiamente utilizzati in molti settori per tutti i tipi di scopi come smartphone, tablet, dispositivi indossabili, fotocamere digitali, router wireless e così via. Tuttavia, probabilmente i loro usi più comuni oggi sono per alimentare gli smartphone. Se ti stai chiedendo perché, tieni presente che sia gli smartphone che i tablet sono piccoli dispositivi che necessitano di molta potenza di elaborazione per funzionare e tutti devono soddisfare le esigenze degli utenti, che sono sempre più esigenti.

Ecco quanto è complesso il sistema Snapdragon 600 su chip di Qualcomm : un SoC utilizzato nel vecchio smartphone Samsung Galaxy S4. I telefoni più recenti sono ancora più complicati e hanno SoC ancora più miniaturizzati.

SoC, sistema su un chip

Fonte: Wikipedia

Ad esempio, le persone vogliono essere in grado di utilizzare i propri smartphone per navigare in Internet, ascoltare musica, guardare video, utilizzare la navigazione GPS, scattare foto e filmare video, giocare, essere sempre connessi ai social network e così via. Tutte queste sono cose che necessitano non solo di un buon processore, ma anche di un buon chip grafico, un veloce chip wireless e Bluetooth, supporto per la connessione a reti 4G, un chip GPS e l'elenco può continuare. E tutto ciò deve avvenire con il minor consumo di energia possibile. Dopotutto, nessuno vuole che i propri dispositivi si spengano dopo pochissime ore di utilizzo. La risposta è miniaturizzare tutto ciò che può essere miniaturizzato e spremere quanti più componenti possibile su una superficie più piccola. La conseguenza è una maggiore potenza di elaborazione e un minor consumo energetico. Questo è esattamente ciò che un sistema su un chipofferte.

Quali sono i soliti componenti di un SoC?

Un System on a Chip può avere una varietà di elementi, a seconda del suo scopo. Tuttavia, poiché la stragrande maggioranza dei SoC viene utilizzata sugli smartphone, ecco un elenco dei componenti più comuni di tali dispositivi:

• CPU : l' unità di elaborazione centrale o il processore è il fulcro di tutte le cose all'interno di un SoC . È la parte del SoC responsabile della maggior parte dei calcoli e delle decisioni. Riceve input da altri componenti hardware e software e fornisce risposte di output appropriate. Senza una CPU, non ci sarebbe SoC . La maggior parte delle CPU oggi ha due, quattro o otto core all'interno, per essere in grado di eseguire l'elaborazione parallela.
• GPU - è l'abbreviazione di Graphical Processing Unit ed è anche noto come chip video. La GPU è responsabile di quei giochi 3D che puoi giocare sul tuo smartphone e anche delle ordinate transizioni visive che vedi nell'interfaccia utente di qualsiasi dispositivo che utilizza un SoC.
• Memoria RAM : tutti i dispositivi informatici necessitano di memoria per funzionare. Per poter eseguire app e software è necessario utilizzare dati e, per poterlo fare, un System on a Chip deve disporre di memoria RAM.
• Memoria ROM : proprio come un dispositivo ha bisogno di memoria RAM per essere in grado di eseguire app e altro software, deve anche disporre di memoria ROM per poter archiviare software come il firmware o il sistema operativo su cui è in esecuzione.
• Modem : nessuno smartphone sarebbe un telefono se non fosse in grado di connettersi alle reti radio. E con ciò ci riferiamo sia alle reti wireless che alle reti mobili 3G o 4G. I modem si occupano della rete o della connettività cellulare.

Ecco un'illustrazione di quali componenti include il System on a Chip chiamato Snapdragon 410 di Qualcomm:

SoC, sistema su un chip

Oltre a processore e memoria, altri SoC , come quelli che si trovano sui router wireless e altri dispositivi di rete simili, potrebbero includere anche interfacce PCIe progettate per collegare i ricetrasmettitori radio, interfacce SATA e/o USB per la connessione ai dispositivi di archiviazione. Nell'illustrazione qui sotto puoi vedere cosa si trova all'interno di un SoC BCM5862X di Broadcom. E se siete curiosi di saperne di più sui router Systems on Chips , ecco qualche ulteriore lettura sull'argomento: Router SoC 101 .

SoC, sistema su un chip

Fonte: Hardware di Tom

L'elenco dei componenti che abbiamo elencato nei paragrafi precedenti mostra solo alcuni elementi fondamentali, indispensabili, di un System on a Chip . Tuttavia, Systems on Chips può avere anche altre parti. Ad esempio, molti hanno componenti progettati per funzionare con servizi di localizzazione, sensori, sicurezza o interfacce in grado di funzionare con fotocamere migliori o schermi più grandi. L'elenco continua.

Quali sono i maggiori produttori di SoC mobili e qual è il miglior SoC oggi?

I maggiori produttori di SoC oggi sono Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei , NVIDIA e Broadcom . Qualcomm, NVIDIA e MediaTek producono e vendono principalmente SoC mobili ad altre società di hardware che li utilizzano nei dispositivi che producono. Broadcom produce SoC che vengono utilizzati principalmente in router e dispositivi di rete, e Samsung e Huawei non solo producono SoC , ma sono anche due delle più grandi aziende di smartphone al mondo.

Dire quale sia il miglior System on a Chip è impossibile. Il settore sta crescendo e si sta evolvendo così rapidamente che, nel momento in cui potresti confrontare e decidere quale sia il miglior SoC , probabilmente ne sarebbe in arrivo uno nuovo per alimentare i dispositivi futuri.

Tuttavia, tieni presente che il miglior SoC per te potrebbe non essere quello con il miglior processore o i trasferimenti wireless più veloci. Il System on a Chip per te è quello che può far funzionare bene il tuo prossimo smartphone o dispositivo, offrirti tutte le basi di cui hai bisogno e includere tutte le "periferiche" che desideri (supporto 4G LTE, WiFi con supporto allo standard 802.11ac , connettività USB, ecc.).

Ecco un video interessante che mostra come i produttori di smartphone scelgono il giusto System on a Chip per ciascuno dei loro smartphone:

Quali sono i vantaggi e gli svantaggi di un SoC?

Potresti ancora chiederti: perché qualcuno dovrebbe voler progettare, produrre e vendere un System on a Chip ? Ci sono parecchie ragioni per questo:

• Un SoC è solitamente piccolo e non occupa molto spazio all'interno di un dispositivo elettronico, il che lo rende una soluzione perfetta per piccoli dispositivi come smartphone, tablet o dispositivi indossabili, ad esempio. E questi tre soli esempi bastano a riempire il mondo di centinaia di miliardi di dollari.
• Quando devi progettare un dispositivo abbastanza grande da stare al meglio nel palmo della tua mano, l' integrazione è una cosa che desideri. Ciò significa che puoi mettere un processore, un chip grafico, un modem e molti altri componenti nello stesso pollice quadrato.
• Poiché un SoC è piccolo e poiché integra molte parti diverse su un singolo chip, significa che il suo produttore non deve spendere tempo, denaro e risorse per cablare parti fisiche significative e creare circuiti lunghi, il che a sua volta significa una produzione inferiore costi .
• I sistemi su un chip sono molto più efficienti dal punto di vista energetico rispetto a un sistema con componenti dedicati e separati come un PC desktop o un laptop, ad esempio. Un SoC può funzionare a batterie per tempi più lunghi, il che lo rende la scelta giusta per qualsiasi dispositivo mobile.

D'altra parte, Systems on Chips ha il grande svantaggio di non essere affatto adattabile. Per loro natura, i SoC sono così strettamente integrati e così piccoli che non possono adattarsi o, in altre parole, non possono essere aggiornati. Un System on a Chip morirà solitamente come è nato: nulla cambia durante la sua vita. E questo è anche un motivo per cui se qualcosa si rompe all'interno di un SoC , non puoi riparare o modificare solo quella parte: devi sostituire l'intero SoC .

Sei d'accordo sul fatto che i Systems on Chips siano il futuro dell'elettronica?

Gli approcci tradizionali all'elettronica e in particolare ai dispositivi informatici riguardavano la creazione di sistemi che funzionano su parti separate e indipendenti. Tali esempi sono computer e laptop per esempio. Tuttavia, la miniaturizzazione permanente di tutte le cose che ci circondano significa che fanno sempre più affidamento su Systems on Chips più piccoli, migliori e più efficienti dal punto di vista energetico . Smartphone, tablet, wearable, l'inferno anche i dispositivi IoT (Internet of Things) dimostrano che i Systems on Chips sono una parte importante del futuro di tutta l'elettronica. Ma questo significa che prenderanno il controllo del mondo? E se diventassero così piccoli da rendere i nanorobot una cosa comune? Vogliamo avere tue notizie, quindi non esitare a condividere le tue opinioni nei commenti qui sotto.