Vad är ett system på ett chip (SoC)?

Alla enheter som vi använder idag fungerar bara, eller hur? Men det är inte många som tänker på hjärnorna som väcker dem till liv. Många enheter vi använder drivs av ett system på ett chip eller SoC.

Dessa små och energieffektiva chips driver de flesta mobila enheter som vi använder idag, från smartphones till surfplattor. Här är en fördjupning i vad SoCs är och vad som utgör dem.

Vad är en SoC?

Termen SoC står för system på ett chip. Det kallas det eftersom det består av flera viktiga datorkomponenter som alla är komprimerade till ett chip. SoC används främst för mobila enheter på grund av deras lilla storlek och höga energieffektivitet.

Från och med 1970 försökte flera företag klämma ihop flera komponenter på ett chip för att driva digitala klockor. Intel lyckades göra detta med Microma Digital Watch 1974 och skapade den första riktiga SoC. Företaget integrerade tidsfunktionerna och LCD -drivrutintransistorerna på ett chip.

SoCs tog verkligen fart på 80- och 90 -talet. Personliga datorer blev allt populärare på 80 -talet, och de behövde drivas av mindre chips. På 90 -talet använde mobiltelefoner SoC, och den trenden fortsätter idag med smartphones och surfplattor som använder SoC.

Vad finns i en SoC?

Bärbara enheter som smartphones och surfplattor måste förbli kompakta. Det är därför som SoC finns. SoC -tillverkare tar flera viktiga komponenter och komprimerar dem till ett chip för att spara utrymme. Att ha alla komponenter på en plats sparar enormt mycket utrymme jämfört med att ha delar utspridda över moderkortet.

Så, vad står det på en SoC?

Central Processing Unit (CPU)

En av huvudkomponenterna i SoC är CPU: n. CPU: n kallas också enhetens hjärnor. Detta beror på att den hanterar alla de viktigaste bearbetningsuppgifterna som du kastar på din enhet. Ungefär som hur din hjärna behandlar informationen som kommer från dina sinnen, behandlar CPU: n den information som kommer från RAM och cache.

Grafikbehandlingsenhet (GPU)

GPU: n i SoC är som CPU: n, bara den bearbetar olika saker. CPU: n kan bearbeta allt från koden till grafiken, men det skulle vara för mycket arbete. För att lindra en del av denna belastning hanterar GPU: n den grafiska informationen. Det bearbetar allt du ser på skärmen.

Relaterad: Hur överklockar du din GPU

Bagge

RAM står för slumpmässigt åtkomstminne. RAM -minnet innehåller data som måste nås då och där. Datorer fick en gång komma åt data direkt från sina fysiska lagringsenheter, men den processen är långsam.

RAM löser detta problem med mycket snabbare minne som läser och skriver data med stor hastighet än ditt vanliga lagringsutrymme, även en SSD. När data laddats in i RAM-minnet kan CPU: n enkelt komma åt och återkalla användbar data från det ultrasnabba minnet.

Låt oss till exempel säga att du måste öppna ett program. Appen lever på din hårddisk. När du öppnar den laddas programmet från enheten till RAM -minnet, som CPU: n kan komma åt. Beroende på vad som händer i applikationen kan data snabbt nås för att allt ska fungera smidigt. Din CPU laddar data i ditt RAM -minne som den tror att du kan använda, relaterat till appen, ytterligare snabbare återkallelse.

Cache

Även om RAM är ett minnesblock som kan nås snabbt, är en annan form av minne ännu snabbare. Det kallas CPU -cache. RAM -minnet innehåller data som CPU: n behöver använda, men om det finns information som används ofta kommer den att överföras till cacheminnet. Cachen kan skicka data till processorn ännu snabbare än RAM.

Säg att du öppnar ett program flera gånger på en kort period. Systemet kommer att lagra det programmet i cacheminnet för att laddas upp ännu snabbare. Webbplatser lagras också i cacheminnet för att avtryckas snabbare.

Signalmodem

Det kan tyckas konstigt, men de faktiska signalmodemen är integrerade i SoC. Modem är ansvariga för att konvertera den elektromagnetiska signalen till en digital signal som din telefon eller mobila enhet kan förstå. Modemet är också ansvarigt för att göra motsatsen när de skickar data till servrar.

Bildbehandlingsenhet (IPU)

IPU är det som ansvarar för behandlingen av data som kommer från en kamera. När ljuset träffar bildsensorn, omvandlas denna data till en digital signal och skickas till SoC. Den informationen behandlas sedan av IPU medan CPU: n kan ta på sig andra uppgifter.

Videokodare

Om du har videodata på din enhet måste den konverteras till en analog signal för att kunna ses. Videokodaren är ansvarig för att ta den digitala signalen och konvertera den till en analog (rå elektrisk) signal. Den elektriska signalen omvandlas sedan till ljus i displayen.

Beroende på enheten kan SoC ha olika komponenter. Till exempel har vissa SoC inte integrerat RAM, medan andra har en del som kallas NPU. Det står för neural bearbetningsenhet och hanterar uppgifter som rör artificiell intelligens och maskininlärning.

Relaterad: Varför rasar Intel till AMD och Apple

Framtiden för SoCs

SoC har huvudsakligen använts i mobila enheter, men vi är i utkanten av en ny revolution inom SoC -teknik: SoCs som driver hela stationära datorer. SoC-tekniken kommer till den punkt där den kan köra full datorprogramvara, exemplifierad av Apples M1-chip, en ARM-baserad SoC som driver några av deras senaste MacBooks.

Det finns fördelar med att använda SoC för att driva datorer. Tillsammans med att spara utrymme är SoC -enheter bra när det gäller energieffektivitet. De mindre chipsen använder totalt sett mindre energi, vilket borde leda till bättre batteritid för bärbara datorer.

SoCs blir inte lika heta som stora processorer. Eftersom SoCs kan förbli svalare än stora processorer blir enheterna mer bekväma att använda, särskilt bärbara datorer. Inte bara det, men de kommer att eliminera behovet av fans. Fläktar sätts in i datorer och spelkonsoler för att ta bort värmen som processorerna producerar. Att ta bort fläktarna kommer att leda till mer utrymme sparas i enheten och mer energibesparingar.

Små chips, stor hjälp

Många människor kan köra hela sin verksamhet från enheter med SoC. Alla uppgifter som vi utför på våra telefoner eller surfplattor utförs av chips som är mindre än ett öre. Ganska snart kommer de att fortsätta att driva datorer. SoCs visar oss verkligen att stora saker kan komma i små paket.

Vad är skillnaden mellan en APU, CPU och GPU?

Förvirrad om datorprocessorns akronymer? Lär dig skillnaderna mellan en APU, CPU, GPU och varför det är viktigt.

Läs Nästa

Om författaren