Kaj je sistem na čipu (SoC)?

Vse naprave, ki jih danes uporabljamo, delujejo, kajne? Toda malo ljudi razmišlja o možganih, ki jih oživijo. Mnoge naprave, ki jih uporabljamo, poganja sistem na čipu ali SoC.

Ti majhni in energetsko učinkoviti čipi napajajo večino mobilnih naprav, ki jih uporabljamo danes, od pametnih telefonov do tabličnih računalnikov. Poglejmo, kaj so SoC -ji in kaj jih sestavlja.

Kaj je SoC?

Izraz SoC pomeni sistem na čipu. Imenuje se tako, ker je sestavljen iz več bistvenih računalniških komponent, ki so stisnjene na en čip. SoC -ji se zaradi majhnosti in visoke energetske učinkovitosti uporabljajo predvsem za mobilne naprave.

Od leta 1970 je več podjetij poskušalo stisniti več komponent na en čip za napajanje digitalnih ur. Intelu je to uspelo z Microma Digital Watch leta 1974, ki je ustvaril prvi pravi SoC. Podjetje je integriralo merjenje časa in tranzistorje gonilnikov LCD na en čip.

SoC -ji so v 80. in 90. letih resnično vzleteli. Osebni računalniki so v 80. letih postajali vse bolj priljubljeni in jih je bilo treba poganjati z manjšimi čipi. V 90. letih so mobilni telefoni uporabljali SoC -je, ta trend pa se nadaljuje še danes pri pametnih telefonih in tabličnih računalnikih, ki uporabljajo SoC -je.

Kaj je v SoC -ju?

Prenosne naprave, kot so pametni telefoni in tablični računalniki, morajo ostati kompaktne. Zato obstajajo SoC -ji. Proizvajalci SoC vzamejo več bistvenih komponent in jih stisnejo v en čip, da prihranijo prostor. Vse komponente na enem mestu prihranijo veliko prostora v primerjavi z razpršenimi deli po matični plošči.

Torej, kaj je na SoC -ju?

Centralna procesorska enota (CPE)

Ena glavnih komponent SoC -a je CPU. CPU imenujemo tudi možgani naprave. To je zato, ker obravnava vse glavne naloge obdelave, ki jih vržete v svojo napravo. Podobno kot vaši možgani obdelujejo informacije, ki prihajajo iz vaših čutov, procesor obdeluje informacije, ki prihajajo iz RAM -a in predpomnilnika.

Enota za grafično obdelavo (GPU)

GPU v SoC -ju je kot CPU, le da obdeluje različne stvari. CPE lahko obdeluje vse, od kode do grafike, vendar bi bilo to preveč dela. Za razbremenitev teh obremenitev GPU obravnava grafične podatke. Obdeluje vse, kar vidite na zaslonu.

Povezano: Kako overclockati vaš GPU

Oven

RAM pomeni RAM pomnilnik z naključnim dostopom. RAM vsebuje podatke, do katerih je treba dostopati tam in tam. Računalniki so morali nekoč dostopati do podatkov neposredno iz svojih fizičnih pomnilniških enot, vendar je ta proces počasen.

RAM odpravlja to težavo z veliko hitrejšim pomnilnikom, ki bere in zapisuje podatke z veliko hitrostjo kot vaš običajni pomnilnik, tudi SSD. Ko se podatki naložijo v RAM, lahko CPU zlahka dostopa do uporabnih podatkov in jih prikliče iz izjemno hitrega pomnilnika.

Recimo, da morate na primer odpreti aplikacijo. Aplikacija živi na vašem trdem disku. Ko ga odprete, se ta aplikacija naloži iz pogona v RAM, do katerega lahko dostopa CPE. Odvisno od tega, kaj se zgodi v aplikaciji, lahko do podatkov hitro dostopate, da bo vse potekalo brez težav. Vaš procesor naloži v vaš RAM podatke, za katere meni, da bi jih lahko uporabili v zvezi z aplikacijo, kar bi še dodatno pospešilo odpoklic.

predpomnilnik

Čeprav je RAM blok pomnilnika, do katerega je mogoče hitro dostopati, je druga oblika pomnilnika še hitrejša. Imenuje se predpomnilnik procesorja. RAM vsebuje podatke, ki jih mora CPE uporabiti, če pa obstajajo informacije, do katerih pogosto dostopate, se bodo prenesle v predpomnilnik. Predpomnilnik lahko pošlje podatke v procesor še hitreje kot RAM.

Recimo, da program odprete večkrat v kratkem času. Sistem bo ta program shranil v predpomnilnik, da se naloži še hitreje. Spletna mesta so shranjena tudi v predpomnilniku, da se jih lahko hitreje dotaknete.

Signalni modemi

Morda se zdi nenavadno, vendar so dejanski signalni modemi integrirani v SoC. Modemi so odgovorni za pretvorbo elektromagnetnega signala v digitalni signal, ki ga razume vaš telefon ali mobilna naprava. Modem je odgovoren tudi za obratno, ko pošilja podatke strežnikom.

Enota za obdelavo slik (IPU)

IPU je odgovoren za obdelavo podatkov, ki prihajajo iz kamere. Ko svetloba udari v slikovni senzor, se ti podatki pretvorijo v digitalni signal in pošljejo v SoC. Te podatke nato obdela IPU, medtem ko lahko CPU prevzame druge naloge.

Video kodirnik

Če imate v napravi video podatke, jih je treba za ogled pretvoriti v analogni signal. Video kodirnik je odgovoren za sprejemanje digitalnega signala in njegovo pretvorbo v analogni (surovi električni) signal. Ta električni signal se nato na zaslonu pretvori v svetlobo.

Glede na napravo ima lahko SoC različne komponente. Na primer, nekateri SoC -ji nimajo vgrajenega RAM -a, drugi pa imajo del, znan kot NPU. Gre za enoto za nevronsko obdelavo in obravnava naloge v zvezi z umetno inteligenco in strojnim učenjem.

Povezano: Zakaj Intel propada AMD in Apple

Prihodnost SoC -jev

SoC -ji se uporabljajo predvsem v mobilnih napravah, vendar smo na robu nove revolucije v tehnologiji SoC: SoC -ji napajajo polne namizne računalnike. Tehnologija SoC prihaja do točke, ko lahko pravilno izvaja polno programsko opremo za namizne računalnike, kar ponazarja Appleov čip M1, procesor na osnovi ARM, ki poganja nekatere njihove najnovejše računalnike MacBook.

Uporaba SoC -jev za napajanje računalnikov ima prednosti. Poleg prihranka prostora so SoC -ji odlični pri energetski učinkovitosti. Manjši čipi na splošno porabijo manj energije, kar bi moralo povečati življenjsko dobo baterije prenosnih računalnikov.

SoC -ji tudi niso tako vroči kot veliki procesorji. Ker lahko SoC ostanejo hladnejši od velikih procesorjev, bodo naprave bolj udobne za uporabo, zlasti prenosni računalniki. Ne samo to, ampak bodo odpravili potrebo po navijačih. Ventilatorji so vgrajeni v računalnike in igralne konzole, da odstranijo toploto, ki jo proizvajajo procesorji. Če odstranite ventilatorje, boste v napravi prihranili več prostora in prihranili energijo.

Majhni žetoni, velika pomoč

Marsikdo lahko celotno podjetje vodi z napravami s pomočjo SoC -jev. Vse naloge, ki jih opravljamo na telefonih ali tabličnih računalnikih, opravljajo čipi, manjši od penija. Kmalu bodo začeli uporabljati računalnike. SoC nam resnično kažejo, da lahko velike stvari pridejo v majhnih paketih.

Kakšna je razlika med APU, CPU in GPU?

Vas ne zanimajo okrajšave računalniških procesorjev? Spoznajte razlike med APU, CPU, GPU in zakaj je to pomembno.

Preberite Naprej

O avtorju