Attīstoties tehnoloģijām, mēs varam redzēt, kā dažādi mūsu datorsistēmu elementi ir spēruši milzīgus panākumus jaudas, attīstības un sasniegumu ziņā.
Mūsdienās citas ierīces, kas kļūst arvien spēcīgākas, ir mobilās ierīces, piemēram, tālruņi, planšetdatori, klēpjdatori un viena no vismodernākajām tehnoloģijām, kas ir to pamatā, ir tā sauktie SoC. Solvetic detalizēti analizēs, kas ir SoC un kā tas ietekmē jebkuras no minētajām ierīcēm izmantošanu.
Kas ir SoC
SoC (System-on-a-Chip) ir tendence, kuru izstrādātāji, jo īpaši ARM, ir nostiprinājuši, un kuras mērķis ir integrēt visus sistēmas moduļus vienā mikroshēmā vai shēmā. Kas ievērojami samazina ierīce, kas to ietver.
Tā izcelsme aizsākās laikā, kad tādi uzņēmumi kā Nokia vai Samsung sāka savu pirmo mobilo tālruņu izstrādi, un bija nepieciešams, lai ierīces būtu pēc iespējas mazākas un pārnēsājamas, lai mocil ierīces nosaukums iegūtu lielāku vērtību un viņi koncentrējās uz tādu procesoru izstrādi, kuriem būs vislielākais pieejamo funkciju skaits, lai samazinātu komponentu iekšējo izmēru līdz vienam.
No pirmā acu uzmetiena SoC ir kopīgas mikroshēmas dizains, taču tā zinātne un tehnoloģija ir iekšā, jo tur mēs atrodam lielāko daļu sastāvdaļu, kas ļauj efektīvi pārsūtīt datus.
Nākamajā grafikā mēs redzēsim Snapdragon 801 SoC struktūru:
Komponenti, kas veido SoCTālāk mēs redzēsim komponentus, kas padara SoC par pārnēsājamu tehnoloģiju ar vairākām priekšrocībām:
- Atmiņas kontrolieris: Ir svarīgi precizēt, ka tad, kad procesoram ir jāpiekļūst RAM, tas to nedara tieši, bet ir virkne shēmu, kas ir atbildīgas par šī uzdevuma veikšanu, un, tā kā šīs shēmas atrodas pašā mikroshēmā, mēs samazināsim piekļuves laiks RAM.
- Atmiņa: Tā ir būtiska sastāvdaļa, lai lietojumprogrammas varētu izpildīt un visas sistēmas instrukcijas tiktu izpildītas pareizi.
- Grafiskā karte: Daudzās jaunajās SoC ir iekļautas grafiskās kartes ar 3D atbalstu, kas neļauj mums uz kartes atrast papildu grafisko karti.
- Ārējās saskarnes: Tie nodrošina savienojumu ar vairākām ierīcēm, piemēram, ārējiem diskdziņiem vai USB zibatmiņām.
- Autobusi: Tie ļauj pareizā veidā pārsūtīt informāciju starp dažādiem sistēmas elementiem.
- Komunikācija: ļauj izmantot Wi-Fi atbalstu un citas tīkla tehnoloģijas.
Šīs ir SoC pamatkomponentes, bet papildus mums ir arī citi elementi, piemēram, GPS pakalpojumi, drošība, augstāka ekrāna izšķirtspēja, lielāka pikseļu ietilpība kamerās utt.
Mūsdienās lielākie SoC ierīču ražotāji ir Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei, NVIDIA un Broadcom, visi uzņēmumi ar lieliski izstrādātiem produktiem, un no šiem Qualcomm, NVIDIA un MediaTek piedāvā SoC mobilajiem uzņēmumiem saviem viedtālruņiem, savukārt Broadcom koncentrējas uz SoC izstrādi tīkla ierīcēm:
SoC iPhone 7:
Broadcom SoC modemā:
Katram SoC ir noteiktas īpašības, kas ļauj tam izcelties pār citiem, tādēļ, ja vēlamies izmantot kāda veida SoC, jāņem vērā tādi faktori kā 4G LTE savienojums (drīzumā 5G), WiFi ar 802.11ac standarta atbalstu, USB savienojums, cita starpā, kas tieši ietekmē gala ierīces darbību.
SoC veidi
Pašlaik tirgū mēs atrodam dažāda veida SoC mikroshēmas, kurām katrai ir īpašas funkcijas, dažas no tām:
NVIDIA Tegra 3NVIDIA Tegra 3 pašlaik ir integrēts dažās Android ierīcēs, un tam ir četrkodolu centrālais procesors, kas katrs ir ARM Cortex A9, taču tam ir piektais kodols, kas ļauj labāk izstrādāt iekļautos elementus un spēj atbalstīt video izvadi. Līdz 2560 x 1600 izšķirtspēja un 1080p H.264 un MPEG-4 AVC video kodeku (nodrošina augstas kvalitātes video ierakstīšanu un atskaņošanu).
Tās struktūra ir šāda:
Qualcomm Snapdragon S4Šis SoC ir pieejams dažādos viedtālruņos un planšetdatoros. Tam ir ARM Cortex-A15 procesors, kas nodrošina HD video ierakstīšanas un spēļu atbalstu, kā arī tajā iebūvētās Adreno GPU iespējas.
Intel MedfieldŠis Intel SoC ir veidots ar 32 nm HKMG tehnoloģiju un piedāvā 1,6–2 GHz viena kodola procesoru un SGX540 PowerVR GPU.
Tās struktūra ir šāda:
Mums ir daži citi SoC, piemēram:
- Texas Instruments OMAP 4
- Samsung Exynos 4 Quad
- ST-Ericsson NovaThor
SoC izmantošanas priekšrocības un trūkumi
Visas jaunās tehnoloģijas ir izstrādātas ar mērķi atvieglot galalietotāja dzīvi, piedāvājot produktus ar vislabākajiem standartiem, taču ne vienmēr 100% funkciju ir piemērotas, tie ir daži izcili punkti un citi ne tik daudz, izmantojot SoC mikroshēmas :
- Bez šaubām, visu komponentu integrēšana vienā mikroshēmā ir tā galvenā priekšrocība, jo tā ļauj visu jaudu izmantot nelielā izmērā.
- Labāki saziņas kanāli starp visām ierīcēm
- Maksimāla efektivitāte
- Ja kāda no sastāvdaļām sabojājas, tā nomaiņa būs ļoti sarežģīta, jo SoC ir pielodēts pie plates.
- Siltuma pieaugums no tā, ka vienā ķēdē ir tik daudz komponentu, var ietekmēt tā optimālo darbību.
Ar šo panorāmu mēs redzam, kā, lai gan tās funkcijas ir plašas, mēs varam atrasties ierobežoti iekšējas kļūmes gadījumā. Ir vērts atzīmēt, ka katru dienu SoC ir vairāk sastopams mūsu ierīcēs, jo mums tas ir ne tikai mūsdienu tālruņos vai planšetdatoros, bet arī tādās ierīcēs kā televizori, viedās ierīces, automašīnas utt.
SoC ir revolūcija elektriskajā dizainā, taču mums ir jābūt uzmanīgiem tās īstenošanā, jo neliela kļūme, un mēs tiksim praktiski bloķēti un bez piekļuves ierīcei.
