Čo je to systém na čipe (SoC)?

Všetky zariadenia, ktoré dnes používame, fungujú, nie? Málokto však myslí na mozgy, ktoré ich preberajú k životu. Mnoho zariadení, ktoré používame, je poháňaných systémom na čipe alebo SoC.

Tieto malé a energeticky účinné čipy napájajú väčšinu mobilných zariadení, ktoré dnes používame, od smartfónov po tablety. Tu je prehľad o tom, čo sú SoC a čo ich tvorí.

Čo je to SoC?

Pojem SoC znamená systém na čipe. Hovorí sa tomu tak, pretože pozostáva z viacerých základných výpočtových komponentov, ktoré sú všetky komprimované do jedného čipu. SoC sa používajú predovšetkým pre mobilné zariadenia kvôli ich malým rozmerom a vysokej energetickej účinnosti.

Od roku 1970 sa niekoľko spoločností pokúsilo stlačiť viac komponentov na jeden čip, aby poháňalo digitálne hodinky. Intelu sa to podarilo pomocou digitálnych hodiniek Microma v roku 1974 a vytvoril prvé skutočné SoC. Spoločnosť integrovala časovacie funkcie a tranzistory ovládačov LCD do jedného čipu.

SoC sa skutočne rozbehli v 80. a 90. rokoch. Osobné počítače získavali na popularite v 80. rokoch a museli byť poháňané menšími čipmi. V 90. rokoch používali mobilné telefóny SoC a tento trend pokračuje aj dnes, keď smartfóny a tablety používajú SoC.

Čo je v SoC?

Prenosné zariadenia, ako sú smartfóny a tablety, musia zostať kompaktné. Preto existujú SoC. Výrobcovia SoC odoberajú niekoľko základných komponentov a komprimujú ich do jedného čipu, aby ušetrili miesto. Všetky komponenty na jednom mieste ušetria obrovské množstvo miesta v porovnaní s časťami roztrúsenými po základnej doske.

Čo je teda v SoC?

Centrálna procesorová jednotka (CPU)

Jednou z hlavných súčastí SoC je procesor. CPU sa nazýva aj mozog zariadenia. Dôvodom je, že zvláda všetky hlavné úlohy spracovania, ktoré hádzate do zariadenia. Rovnako ako váš mozog spracováva informácie pochádzajúce z vašich zmyslov, procesor spracováva informácie, ktoré pochádzajú z pamäte RAM a vyrovnávacej pamäte.

Jednotka spracovania grafiky (GPU)

GPU v SoC je ako CPU, iba spracováva rôzne veci. CPU dokáže spracovať všetko od kódu po grafiku, ale to by bolo príliš veľa práce. Aby sa zbavili tohto napätia, GPU spracováva grafické informácie. Spracováva všetko, čo vidíte na obrazovke.

Súvisiace: Ako pretaktovať GPU

RAM

RAM znamená Náhodný vstup do pamäťe. RAM obsahuje údaje, ku ktorým je potrebné tam a tam pristupovať. Počítače kedysi museli pristupovať k údajom priamo zo svojich fyzických úložných jednotiek, ale tento proces je pomalý.

RAM tento problém rieši oveľa rýchlejšou pamäťou, ktorá číta a zapisuje údaje vysokou rýchlosťou ako vaše bežné úložisko, dokonca aj SSD. Akonáhle sa údaje načítajú do pamäte RAM, procesor CPU môže ľahko pristupovať k užitočným údajom a vyvolávať ich z ultrarýchlej pamäte.

Povedzme napríklad, že musíte otvoriť aplikáciu. Aplikácia žije na vašom pevnom disku. Keď ho otvoríte, táto aplikácia sa načíta z jednotky do pamäte RAM, ku ktorej má procesor prístup. V závislosti od toho, čo sa deje v aplikácii, je k dátam rýchly prístup, aby všetko prebiehalo hladko. Váš procesor nahrá do pamäte RAM údaje, o ktorých si myslí, že by ste ich mohli v súvislosti s aplikáciou použiť na ďalšie spomalenie rýchlosti.

Cache

Aj keď je pamäť RAM blokom pamäte, ku ktorému je rýchly prístup, iná forma pamäte je ešte rýchlejšia. Hovorí sa mu vyrovnávacia pamäť CPU. Pamäť RAM obsahuje údaje, ktoré CPU potrebuje použiť, ale ak existujú informácie, ku ktorým sa často pristupuje, prenesú sa do vyrovnávacej pamäte. Vyrovnávacia pamäť môže odosielať údaje na procesor ešte rýchlejšie ako pamäť RAM.

Povedzme, že program otvoríte viackrát v krátkom čase. Systém uloží tento program do vyrovnávacej pamäte, aby sa načítal ešte rýchlejšie. Webové stránky sú tiež uložené v pamäti cache, aby sa na ne dalo rýchlejšie ťuknúť.

Signálne modemy

Môže sa to zdať zvláštne, ale skutočné signálne modemy sú integrované do SoC. Modemy sú zodpovedné za prevod elektromagnetického signálu na digitálny signál, ktorému váš telefón alebo mobilné zariadenie porozumie. Modem je tiež zodpovedný za opak, keď odosiela údaje na servery.

Jednotka spracovania obrazu (IPU)

IPU je zodpovedná za spracovanie údajov pochádzajúcich z kamery. Keď svetlo dopadne na obrazový snímač, tieto údaje sa prevedú na digitálny signál a odošlú sa do SoC. Tieto údaje potom spracuje IPU, zatiaľ čo CPU môže vykonávať ďalšie úlohy.

Video kodér

Ak máte vo svojom zariadení video údaje, bude ich potrebné na zobrazenie previesť na analógový signál. Kodér videa je zodpovedný za zachytenie digitálneho signálu a jeho konverziu na analógový (čistý elektrický) signál. Tento elektrický signál sa potom na displeji premení na svetlo.

V závislosti od zariadenia môže mať SoC rôzne komponenty. Niektoré SoC napríklad nemajú integrovanú pamäť RAM, zatiaľ čo iné majú časť známu ako NPU. Znamená to jednotku nervového spracovania a zvláda úlohy súvisiace s umelou inteligenciou a strojovým učením.

Súvisiace: Prečo sa Intel rozpadá na AMD a Apple

Budúcnosť SoC

SoC sa primárne používali v mobilných zariadeniach, ale sme na pokraji novej revolúcie v technológii SoC: SoC poháňajúce plnohodnotné stolné počítače. Technológia SoC sa dostáva do bodu, kedy môže správne spustiť úplný softvér pre stolné počítače, ktorého príkladom je čip Apple M1, SoC na báze ARM, ktoré poháňa niektoré z ich najnovších počítačov MacBook.

Použitie SoC na napájanie počítačov má svoje výhody. Spolu s úsporou miesta sú SoC skvelé aj z hľadiska energetickej účinnosti. Menšie čipy celkovo spotrebúvajú menej energie, čo by malo viesť k lepšej výdrži batérie notebookov.

SoC tiež nie sú také horúce ako veľké procesory. Pretože SoC môžu zostať chladnejšie ako veľké procesory, používanie zariadení bude pohodlnejšie, najmä prenosných počítačov. Nielen to, ale odstránia potrebu fanúšikov. Do počítačov a herných konzol sa vkladajú ventilátory, aby odstránili teplo, ktoré procesory produkujú. Odstránenie ventilátorov povedie k väčšiemu úspore miesta v zariadení a väčšej úspore energie.

Malé chipsy, veľká pomoc

Mnoho ľudí môže celý svoj biznis prevádzkovať zo zariadení pomocou SoC. Všetky úlohy, ktoré vykonávame na svojich telefónoch alebo tabletoch, sú vykonávané čipmi menšími ako cent. Onedlho sa začnú venovať napájaniu počítačov. SoC nám skutočne ukazujú, že veľké veci môžu prísť v malých balíkoch.

Aký je rozdiel medzi APU, CPU a GPU?

Máte zamotanú hlavu nad skratkami počítačového procesora? Zistite, aké sú rozdiely medzi APU, CPU, GPU a prečo sú dôležité.

Čítajte ďalej

O autorovi