Chúng tôi đặt cược rằng hầu hết những người có kiến thức tốt về công nghệ đã nghe thuật ngữ SoC hoặc Hệ thống trên Chip . Nó không phải là một điều 20 năm trước, hoặc ít nhất nó không phải là một cái gì đó được sử dụng rộng rãi như ngày nay, nhưng hiện nay, Hệ thống trên Chip đại diện cho một phương pháp làm cho các thiết bị điện tử nhỏ hơn, mạnh hơn và năng lượng hiệu quả hơn bao giờ hết. Đó là tất cả tốt đẹp và dễ dàng nhưng bạn có biết Soc là gì? SoC hoặc hệ thống trên Chip có nghĩa là gì? Tại sao nó là một điều quan trọng như vậy đối với điện thoại thông minh, máy tính bảng, bộ định tuyến không dây, thiết bị đeo được và các thiết bị di động khác? Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về những gì SoC có nghĩa là, những gì nó làm, và tại sao nó là một việc lớn như vậy, đọc bài viết này, và bạn sẽ tìm thấy một số câu trả lời:
SoC (Hệ thống trên Chip) là gì?
SoC là ngắn hạn cho hệ thống trên một con chip . Một hệ thống trên một Chip là một mạch tích hợp điện tử có chứa các thành phần điện tử khác nhau được thiết kế để làm việc cùng nhau để đạt được một mục tiêu chung. Phần đầu tiên của thuật ngữ - Hệ thống - nói rằng đó là tất cả về một cụm điện tử phức tạp, trong khi phần cuối cùng - Chip - cho bạn biết rằng tất cả các thành phần của hệ thống đó được ép với nhau trên một mạch tích hợp duy nhất.
Để có được một ý tưởng tốt hơn về những gì một hệ thống trên một con chip, hãy tưởng tượng nó như là một máy tính đầy đủ đó là thu nhỏ và nén để phù hợp trên một chip duy nhất. Ví dụ, SoC có thể được so sánh với một hệ thống thu nhỏ có bo mạch chủ, bộ xử lý, card đồ họa, card mạng và vân vân. Để có được hình ảnh tốt hơn, hãy xem bên dưới đoạn này, và bạn sẽ thấy một hệ thống Exynos 4 Quad (4412) trên Chip trông như thế nào, trên bảng mạch từ điện thoại thông minh Samsung Galaxy S III.
Nguồn: Wikipedia.
Cách sử dụng phổ biến của SoC là gì?
Hệ thống trên chip được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp cho tất cả các mục đích như cho điện thoại thông minh, máy tính bảng, thiết bị đeo được, máy ảnh kỹ thuật số, bộ định tuyến không dây và v.v. Tuy nhiên, có lẽ cách sử dụng phổ biến nhất của họ ngày nay là để cung cấp năng lượng cho điện thoại thông minh. Nếu bạn tự hỏi tại sao, hãy nhớ rằng cả điện thoại thông minh và máy tính bảng đều là những thiết bị nhỏ cần nhiều sức mạnh xử lý để hoạt động và tất cả đều cần đáp ứng các yêu cầu của người dùng, điều này ngày càng đòi hỏi nhiều hơn.
Đây là cách phức tạp của hệ thống Snapdragon 600 của Qualcomm trên Chip - một SoC được sử dụng trong điện thoại thông minh Samsung Galaxy S4 cũ. Điện thoại mới hơn thậm chí còn phức tạp hơn và có SoCs thậm chí còn thu nhỏ hơn nữa.
Nguồn: Wikipedia
Ví dụ: mọi người muốn có thể sử dụng điện thoại thông minh để duyệt internet, nghe nhạc, xem video, sử dụng điều hướng GPS, quay ảnh và quay phim, chơi trò chơi, luôn kết nối với mạng xã hội, v.v. Tất cả những thứ này không chỉ là bộ vi xử lý tốt, mà còn là chip đồ họa tốt, chip không dây và Bluetooth nhanh, hỗ trợ kết nối với mạng 4G, chip GPS và danh sách có thể tiếp tục. Và tất cả những gì phải xảy ra với mức tiêu thụ điện năng ít nhất có thể. Xét cho cùng, không ai muốn thiết bị của họ tắt sau vài giờ sử dụng. Câu trả lời là thu nhỏ mọi thứ có thể thu nhỏ và bóp càng nhiều thành phần càng tốt trên một bề mặt nhỏ hơn. Hệ quả là công suất xử lý cao hơn và tiêu thụ điện năng thấp hơn. Đó là chính xác những gì một hệ thống trên một con chip cung cấp.
Các thành phần thông thường của SoC là gì?
Một hệ thống trên Chip có thể có nhiều yếu tố, tùy thuộc vào mục đích của nó. Tuy nhiên, do phần lớn các SoC được sử dụng trên điện thoại thông minh, đây là danh sách các thành phần phổ biến nhất của các thiết bị như vậy:
- CPU - Bộ xử lý trung tâm hoặc bộ xử lý là cốt lõi của tất cả mọi thứ bên trong SoC . Đó là một phần của SoC chịu trách nhiệm thực hiện hầu hết các tính toán và quyết định. Nó nhận đầu vào từ các thành phần phần cứng và phần mềm khác và cung cấp các phản hồi đầu ra thích hợp. Không có CPU, sẽ không có SoC . Hầu hết các CPU ngày nay có hai, bốn hoặc tám lõi bên trong, để có thể thực hiện xử lý song song.
- GPU - viết tắt của Đơn vị xử lý đồ họa và nó còn được gọi là chip video. GPU chịu trách nhiệm cho những trò chơi 3D mà bạn có thể chơi trên điện thoại thông minh của mình và cũng cho các chuyển đổi trực quan gọn gàng mà bạn thấy trong giao diện người dùng của bất kỳ thiết bị nào sử dụng SoC.
- Bộ nhớ RAM - tất cả các thiết bị tính toán cần bộ nhớ để hoạt động. Để có thể chạy các ứng dụng và dữ liệu phần mềm phải được sử dụng, và để có thể làm điều đó, một Hệ thống trên Chip phải có bộ nhớ RAM.
- Bộ nhớ ROM - giống như một thiết bị cần bộ nhớ RAM để có thể chạy các ứng dụng và phần mềm khác, nó cũng phải có bộ nhớ ROM để có thể lưu trữ phần mềm như chương trình cơ sở hoặc hệ điều hành mà nó chạy.
- Modem - không điện thoại thông minh nào là điện thoại nếu không thể kết nối với mạng vô tuyến. Và do đó, chúng tôi đề cập đến cả mạng không dây và mạng di động 3G hoặc 4G. Modem chăm sóc kết nối mạng hoặc di động.
Dưới đây là một minh họa về những thành phần mà Hệ thống trên Chip có tên Snapdragon 410 của Qualcomm bao gồm:
Bên cạnh bộ vi xử lý và bộ nhớ, các SoC khác, giống như các bộ định tuyến không dây và các thiết bị mạng tương tự khác, cũng có thể bao gồm các giao tiếp PCIe được thiết kế để kết nối các bộ thu phát vô tuyến, SATA và / hoặc giao diện USB để kết nối với các thiết bị lưu trữ. Trong hình minh họa dưới đây bạn có thể thấy những gì được tìm thấy bên trong một SoC BCM5862X từ Broadcom. Và nếu bạn tò mò muốn biết thêm về các bộ định tuyến Hệ thống trên Chips, đây là một số đọc thêm về chủ đề: Router SoC 101.
Nguồn: Tom's Hardware
Danh sách các thành phần mà chúng tôi đã liệt kê trong các đoạn ở trên chỉ hiển thị một vài lõi, phải có, các phần tử của một Hệ thống trên Chip . Tuy nhiên, Hệ thống trên chip cũng có thể có các phần khác. Ví dụ, nhiều thành phần được thiết kế để làm việc với các dịch vụ định vị, cảm biến, bảo mật hoặc giao diện có khả năng làm việc với máy ảnh tốt hơn hoặc màn hình lớn hơn. Danh sách cứ kéo dài.
Các nhà sản xuất lớn nhất của SoCs di động và đó là SoC tốt nhất hiện nay?
Các nhà sản xuất SoC lớn nhất hiện nay là Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei, NVIDIA và Broadcom . Qualcomm, NVIDIA và MediaTek sản xuất và bán hầu hết các SoC di động cho các công ty phần cứng khác sử dụng chúng trong các thiết bị mà họ sản xuất. Broadcom làm cho SoCs được sử dụng chủ yếu trong các thiết bị định tuyến và mạng, và Samsung và Huawei không chỉ sản xuất SoC mà còn là hai trong số các công ty điện thoại thông minh lớn nhất thế giới.
Để nói đó là hệ thống tốt nhất trên một con chip là không thể. Ngành công nghiệp đang phát triển và phát triển nhanh đến mức, vào thời điểm bạn có thể so sánh và quyết định đó là SoC tốt nhất, một công nghệ mới có lẽ sẽ là trên đường để cung cấp năng lượng cho các thiết bị trong tương lai.
Tuy nhiên, hãy nhớ rằng SoC tốt nhất cho bạn có thể không phải là bộ xử lý tốt nhất hoặc bộ chuyển đổi không dây nhanh nhất. Hệ thống trên Chip dành cho bạn là thiết bị có thể làm cho điện thoại thông minh hoặc thiết bị tiếp theo của bạn hoạt động tốt, cung cấp tất cả những điều cơ bản bạn cần và bao gồm tất cả "thiết bị ngoại vi" bạn muốn (hỗ trợ 4G LTE, WiFi với hỗ trợ chuẩn 802.11ac), Kết nối USB, v.v.).
Dưới đây là một video thú vị cho bạn thấy cách các nhà sản xuất điện thoại thông minh chọn Hệ thống phù hợp trên Chip cho mỗi điện thoại thông minh của họ:
Những lợi thế và bất lợi của SoC là gì?
Bạn có thể tự hỏi vẫn còn: tại sao ai đó muốn thiết kế, sản xuất và bán một hệ thống trên một con chip ? Có một vài lý do cho điều đó:
- SoC thường nhỏ và không chiếm nhiều không gian bên trong một thiết bị điện tử, làm cho nó trở thành một giải pháp hoàn hảo cho các thiết bị nhỏ như điện thoại thông minh, máy tính bảng hoặc thiết bị đeo được. Và chỉ ba ví dụ này, đủ để lấp đầy thế giới với hàng trăm tỷ đô la.
- Khi bạn phải thiết kế một thiết bị đủ lớn để vừa vặn trong lòng bàn tay, tốt nhất là tích hợp một thứ bạn muốn. Điều đó có nghĩa là bạn có thể đặt bộ xử lý, chip đồ họa, modem và nhiều thành phần khác trong cùng một inch vuông.
- Bởi vì SoC nhỏ và vì nó tích hợp nhiều phần khác nhau trên một chip, điều đó có nghĩa là nhà sản xuất của nó không phải tốn thời gian, tiền bạc và tài nguyên để kết nối các bộ phận vật lý đáng kể và tạo mạch dài. chi phí .
- Các hệ thống trên Chip có hiệu suất năng lượng cao hơn nhiều so với một hệ thống có các thành phần riêng biệt, riêng biệt như máy tính để bàn hoặc máy tính xách tay chẳng hạn. Một SoC có thể chạy trên pin trong thời gian dài hơn, điều này làm cho nó trở thành lựa chọn phù hợp cho bất kỳ thiết bị di động nào.
Mặt khác, các hệ thống trên chip có nhược điểm lớn là không thể thích ứng được. Theo bản chất của họ, các SoC được tích hợp chặt chẽ và quá nhỏ đến mức chúng không thể thích nghi hoặc, nói cách khác, chúng không thể được nâng cấp. Một hệ thống trên một con chip thường sẽ chết giống như nó được sinh ra: không có gì thay đổi trong suốt cuộc đời của nó. Và đó cũng là một lý do tại sao nếu một cái gì đó phá vỡ bên trong một SoC, bạn không thể sửa chữa hoặc thay đổi chỉ một phần đó - bạn phải thay thế toàn bộ SoC .
Bạn có đồng ý rằng Hệ thống trên chip là tương lai của điện tử không?
Các phương pháp truyền thống đối với thiết bị điện tử và đặc biệt là các thiết bị máy tính là tạo ra các hệ thống chạy trên các bộ phận riêng biệt, độc lập. Ví dụ như vậy là máy tính và máy tính xách tay chẳng hạn. Tuy nhiên, sự thu nhỏ vĩnh viễn của tất cả mọi thứ xung quanh chúng ta có nghĩa là chúng ngày càng dựa vào các hệ thống trên chip nhỏ hơn, tốt hơn, hiệu quả hơn. Điện thoại thông minh, máy tính bảng, thiết bị đeo được, địa ngục ngay cả thiết bị IoT (Internet of Things) chứng minh rằng Hệ thống trên chip là một phần quan trọng trong tương lai của tất cả các thiết bị điện tử. Nhưng điều đó có nghĩa là họ sẽ chiếm lấy thế giới? Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng trở nên quá nhỏ đến mức chúng sẽ khiến nanorobots trở thành một điểm chung? Chúng tôi muốn nghe ý kiến của bạn, vì vậy đừng ngại chia sẻ ý kiến của bạn trong phần bình luận bên dưới.
