Τι είναι ένα σύστημα σε ένα τσιπ (SoC);

Όλες οι συσκευές που χρησιμοποιούμε στις μέρες μας λειτουργούν, σωστά; Αλλά πολλοί άνθρωποι δεν σκέφτονται τον εγκέφαλο που τους ζωντανεύει. Πολλές συσκευές που χρησιμοποιούμε τροφοδοτούνται από ένα σύστημα σε ένα τσιπ ή SoC.

Αυτά τα μικρά και αποδοτικά τσιπ τροφοδοτούν τις περισσότερες κινητές συσκευές που χρησιμοποιούμε σήμερα, από smartphone έως tablet. Ακολουθεί μια αναφορά στο τι είναι τα SoC και τι τους συνθέτουν.

Τι είναι το SoC;

Ο όρος SoC σημαίνει σύστημα σε ένα τσιπ. Ονομάζεται έτσι επειδή αποτελείται από πολλά βασικά υπολογιστικά στοιχεία όλα συμπιεσμένα σε ένα τσιπ. Τα SoC χρησιμοποιούνται κυρίως για φορητές συσκευές λόγω του μικρού μεγέθους και της υψηλής απόδοσης ισχύος.

Ξεκινώντας το 1970, αρκετές εταιρείες προσπάθησαν να συμπιέσουν πολλά εξαρτήματα σε ένα τσιπ για να τροφοδοτήσουν τα ψηφιακά ρολόγια. Η Intel το πέτυχε με το ψηφιακό ρολόι Microma το 1974, δημιουργώντας το πρώτο πραγματικό SoC. Η εταιρεία ενσωμάτωσε τις λειτουργίες χρονισμού και τα τρανζίστορ του οδηγού LCD σε ένα τσιπ.

Τα SoC απογειώθηκαν πραγματικά στη δεκαετία του '80 και του '90. Οι προσωπικοί υπολογιστές κέρδισαν δημοτικότητα στη δεκαετία του '80 και έπρεπε να τροφοδοτούνται από μικρότερα τσιπ. Στη δεκαετία του '90, τα κινητά τηλέφωνα χρησιμοποιούσαν SoC και αυτή η τάση συνεχίζεται σήμερα με τα smartphone και τα tablet που χρησιμοποιούν SoC.

Τι περιέχει το SoC;

Οι φορητές συσκευές όπως τα smartphone και τα tablet πρέπει να παραμένουν συμπαγείς. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο υπάρχουν SoCs. Οι κατασκευαστές SoC παίρνουν πολλά βασικά εξαρτήματα και τα συμπιέζουν σε ένα τσιπ για να εξοικονομήσουν χώρο. Η κατοχή όλων των εξαρτημάτων σε μία τοποθεσία εξοικονομεί τεράστιο χώρο σε σύγκριση με τα μέρη που είναι διάσπαρτα σε όλη τη μητρική πλακέτα.

Λοιπόν, τι υπάρχει σε ένα SoC;

Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (CPU)

Ένα από τα κύρια συστατικά του SoC είναι η CPU. Η CPU ονομάζεται επίσης εγκέφαλος της συσκευής. Αυτό συμβαίνει επειδή χειρίζεται όλες τις κύριες εργασίες επεξεργασίας που ρίχνετε στη συσκευή σας. Όπως και ο τρόπος με τον οποίο ο εγκέφαλός σας επεξεργάζεται τις πληροφορίες που προέρχονται από τις αισθήσεις σας, η CPU επεξεργάζεται τις πληροφορίες που προέρχονται από τη μνήμη RAM και την προσωρινή μνήμη.

Μονάδα επεξεργασίας γραφικών (GPU)

Η GPU στο SoC είναι σαν την CPU, μόνο που επεξεργάζεται διαφορετικά πράγματα. Η CPU μπορεί να επεξεργαστεί τα πάντα, από τον κώδικα έως τα γραφικά, αλλά αυτό θα ήταν πάρα πολύ δουλειά. Για να απαλλαγεί από αυτό το στέλεχος, η GPU χειρίζεται τις γραφικές πληροφορίες. Επεξεργάζεται όλα όσα βλέπετε στην οθόνη.

Σχετίζεται με: Πώς να κάνετε Overclock τη GPU σας

ΕΜΒΟΛΟ

Η RAM σημαίνει μνήμη τυχαίας προσπέλασης. Η μνήμη RAM περιέχει δεδομένα στα οποία πρέπει να έχετε πρόσβαση κάθε τόσο. Κάποτε οι υπολογιστές έπρεπε να έχουν πρόσβαση στα δεδομένα απευθείας από τις φυσικές μονάδες αποθήκευσης, αλλά αυτή η διαδικασία είναι αργή.

Η μνήμη RAM διορθώνει αυτό το ζήτημα με πολύ πιο γρήγορη μνήμη που διαβάζει και γράφει δεδομένα με μεγάλη ταχύτητα από τον κανονικό σας αποθηκευτικό χώρο, ακόμη και έναν SSD. Μόλις φορτωθούν δεδομένα στη μνήμη RAM, η CPU μπορεί εύκολα να αποκτήσει πρόσβαση και να ανακαλέσει χρήσιμα δεδομένα από την εξαιρετικά γρήγορη μνήμη.

Για παράδειγμα, ας υποθέσουμε ότι πρέπει να ανοίξετε μια εφαρμογή. Η εφαρμογή ζει στον σκληρό σας δίσκο. Όταν το ανοίξετε, η εφαρμογή φορτώνεται από τη μονάδα δίσκου στη μνήμη RAM, στην οποία μπορεί να έχει πρόσβαση η CPU. Ανάλογα με το τι συμβαίνει στην εφαρμογή, τα δεδομένα μπορούν να έχουν γρήγορη πρόσβαση για να λειτουργούν όλα ομαλά. Η CPU φορτώνει δεδομένα στη μνήμη RAM που πιστεύετε ότι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε, σχετικά με την εφαρμογή, επιταχύνοντας περαιτέρω την ανάκληση.

Κρύπτη

Παρόλο που η RAM είναι ένα μπλοκ μνήμης στο οποίο μπορείτε να έχετε γρήγορη πρόσβαση, μια άλλη μορφή μνήμης είναι ακόμη πιο γρήγορη. Ονομάζεται cache της CPU. Η μνήμη RAM περιέχει δεδομένα που πρέπει να χρησιμοποιήσει η CPU, αλλά αν υπάρχουν πληροφορίες στις οποίες γίνεται συχνά πρόσβαση, θα μεταφερθούν στην προσωρινή μνήμη. Η προσωρινή μνήμη μπορεί να στείλει δεδομένα στην CPU ακόμη πιο γρήγορα από τη μνήμη RAM.

Πείτε ότι ανοίγετε ένα πρόγραμμα πολλές φορές σε σύντομο χρονικό διάστημα. Το σύστημα θα αποθηκεύσει αυτό το πρόγραμμα στην προσωρινή μνήμη για να φορτωθεί ακόμη πιο γρήγορα. Οι ιστότοποι αποθηκεύονται επίσης στην προσωρινή μνήμη για να ταχτοποιείτε γρηγορότερα.

Σήματα μόντεμ

Μπορεί να φαίνεται περίεργο, αλλά τα πραγματικά μόντεμ σήματος είναι ενσωματωμένα στο SoC. Τα μόντεμ είναι υπεύθυνα για τη μετατροπή του ηλεκτρομαγνητικού σήματος σε ψηφιακό σήμα που το τηλέφωνο ή η κινητή συσκευή σας μπορεί να καταλάβει. Το μόντεμ είναι επίσης υπεύθυνο για το αντίθετο όταν στέλνει δεδομένα σε διακομιστές.

Μονάδα επεξεργασίας εικόνας (IPU)

Η IPU είναι αυτή που είναι υπεύθυνη για την επεξεργασία των δεδομένων που προέρχονται από μια κάμερα. Όταν το φως χτυπά τον αισθητήρα εικόνας, αυτά τα δεδομένα μετατρέπονται σε ψηφιακό σήμα και αποστέλλονται στο SoC. Αυτά τα δεδομένα στη συνέχεια υποβάλλονται σε επεξεργασία από την IPU ενώ η CPU μπορεί να αναλάβει άλλες εργασίες.

Κωδικοποιητής βίντεο

Εάν έχετε δεδομένα βίντεο στη συσκευή σας, θα πρέπει να μετατραπούν σε αναλογικό σήμα για προβολή. Ο κωδικοποιητής βίντεο είναι υπεύθυνος για τη λήψη του ψηφιακού σήματος και τη μετατροπή του σε αναλογικό (ακατέργαστο ηλεκτρικό) σήμα. Αυτό το ηλεκτρικό σήμα στη συνέχεια μετατρέπεται σε φως στην οθόνη.

Ανάλογα με τη συσκευή, το SoC μπορεί να έχει διαφορετικά στοιχεία. Για παράδειγμα, ορισμένα SoC δεν έχουν ενσωματωμένη RAM, ενώ άλλα έχουν ένα μέρος γνωστό ως NPU. Αντιπροσωπεύει τη μονάδα νευρικής επεξεργασίας και χειρίζεται εργασίες που σχετίζονται με τεχνητή νοημοσύνη και μηχανική μάθηση.

Σχετίζεται με: Γιατί η Intel καταρρέει στην AMD και την Apple

Το μέλλον των SoCs

Τα SoC έχουν χρησιμοποιηθεί κυρίως σε φορητές συσκευές, αλλά είμαστε στα πρόθυρα μιας νέας επανάστασης στην τεχνολογία SoC: Τα SoC που τροφοδοτούν πλήρεις επιτραπέζιους υπολογιστές. Η τεχνολογία SoC φτάνει στο σημείο όπου μπορεί να εκτελέσει σωστά πλήρες λογισμικό για επιτραπέζιους υπολογιστές, για παράδειγμα από το τσιπ M1 της Apple, ένα SoC που βασίζεται σε ARM και τροφοδοτεί μερικά από τα πιο πρόσφατα MacBooks τους.

Υπάρχουν οφέλη από τη χρήση SoC για την τροφοδοσία υπολογιστών. Μαζί με την εξοικονόμηση χώρου, τα SoC είναι εξαιρετικά όταν πρόκειται για απόδοση ενέργειας. Τα μικρότερα τσιπ καταναλώνουν λιγότερη ενέργεια συνολικά, γεγονός που θα οδηγήσει σε καλύτερη διάρκεια ζωής της μπαταρίας για φορητούς υπολογιστές.

Τα SoC δεν ζεσταίνονται τόσο όσο οι μεγάλοι επεξεργαστές. Δεδομένου ότι τα SoC μπορούν να παραμείνουν πιο δροσερά από τους μεγάλους επεξεργαστές, οι συσκευές θα είναι πιο άνετες στη χρήση, ειδικά οι φορητοί υπολογιστές. Όχι μόνο αυτό, αλλά θα εξαλείψουν την ανάγκη για θαυμαστές. Οι ανεμιστήρες τοποθετούνται σε υπολογιστές και κονσόλες παιχνιδιών για να αφαιρέσουν τη θερμότητα που παράγουν οι επεξεργαστές. Η αφαίρεση των ανεμιστήρων θα οδηγήσει σε περισσότερη εξοικονόμηση χώρου στη συσκευή και περισσότερη εξοικονόμηση ενέργειας.

Μικρά τσιπς, μεγάλη βοήθεια

Πολλοί άνθρωποι μπορούν να εξαλείψουν ολόκληρη την επιχείρησή τους από συσκευές χρησιμοποιώντας SoC. Όλες οι εργασίες που εκτελούμε στα τηλέφωνα ή τα tablet μας εκτελούνται από τσιπ μικρότερα από μια δεκάρα. Σύντομα, θα συνεχίσουν να χρησιμοποιούν υπολογιστές. Τα SoC μας δείχνουν πραγματικά ότι τα μεγάλα πράγματα μπορούν να έρθουν σε μικρά πακέτα.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ APU, CPU και GPU;

Έχετε μπερδευτεί με τα ακρωνύμια επεξεργαστή υπολογιστή; Μάθετε τις διαφορές μεταξύ APU, CPU, GPU και γιατί έχει σημασία.

Διαβάστε Επόμενο

Σχετικά με τον Συγγραφέα