Med så meget tale om Apples M1. Og smartphone chips i disse dage, du kan høre om "systemet på en chip" (SOC) designs, der bruges i dem. Men hvad er SOC'er, og hvordan adskiller de sig fra CPU'er og mikroprocessorer? Vi vil forklare.
System på en chip: Hurtig definition
Et system på en chip er et integreret kredsløb, der kombinerer mange elementer i et computersystem til en enkelt chip. En SOC indeholder altid en CPU, men det kan også omfatte systemhukommelse, perifere controllere (til USB, opbevaring) og mere avancerede eksterne enheder, såsom grafikbehandlingsenheder (GPU'er), specialiserede neurale netværkskredsløb, radiomodemer (til Bluetooth eller wi-fi) og mere.
Et system på en chip tilgang er i kontrast til en traditionel pc med en CPU-chip og separate controller chips, en GPU og RAM, der kan udskiftes, opgraderes eller udskiftes efter behov. Brugen af SOC'er gør computere mindre, hurtigere, billigere og mindre kraftvandrede.
RELATEREDE: Hvad er Bluetooth?
En kort historie af elektronikintegration
Siden begyndelsen af det 20. århundrede har udviklingen af elektronik fulgt en forudsigelig vej med hensyn til to større tendenser: miniaturisering og integration. Miniaturisering har set individuelle elektroniske komponenter som f.eks kondensatorer. Vi Modstande , og. transistorer. få mindre over tid. Og med opfindelsen af integreret kredsløb (IC) I 1958 har integration kombineret flere elektroniske komponenter på et enkelt stykke silicium, hvilket giver mulighed for endnu yderligere miniaturisering.
Da denne miniaturisering af elektronik fandt sted i det 20. århundrede, blev computere også mindre. De tidligste digitale computere blev lavet af store diskrete komponenter som relæer eller vakuumrør. Senere brugte de diskrete transistorer, så grupper af integrerede kredsløb. I 1972 kombinerede Intel elementerne i en computer centralbehandlingsenhed (CPU) i et enkelt integreret kredsløb og Første kommercielle, single-chip mikroprocessor var født. Med mikroprocessoren kunne computere være mindre og bruge mindre strøm end nogensinde før.
RELATEREDE: Mikroprocessoren er 50: Fejrer Intel 4004
Indtast mikrocontrolleren og systemet på en chip
I 1974 udgav Texas Instruments den første microcontroller. , som er en type mikroprocessor med RAM og I / O-enheder integreret med en CPU på en enkelt chip. I stedet for at have brug for separate ICS til en CPU, RAM, Memory Controller, seriel controller og meget mere, kunne det placeres i en enkelt chip til små indlejrede applikationer som f.eks Pocket Calculators. og elektroniske legetøj.
I løbet af det meste af pc-æraen, brug en mikroprocessor med separate controller chips, RAM og Graphics Hardware resulterede i de mest fleksible, kraftfulde personlige computere. Mikrocontrollere var generelt for begrænsede til at være gode til generelle computeropgaver, så den traditionelle metode til at anvende mikroprocessorer med diskrete understøttende chips forblev.
For nylig har drevet mod smartphones og tabletter skubbet integration endnu mere end mikroprocessorer eller mikrocontrollere. Resultatet er systemet på en chip, som kan pakke mange elementer i et moderne computersystem (GPU, Cell Modem, AI Accelerators, USB-controller, netværksinterface) sammen med CPU og systemhukommelsen i en enkelt pakke. Det er endnu et skridt i den fortsatte integration og miniaturisering af elektronik, der sandsynligvis vil fortsætte længe i fremtiden.
Hvorfor bruge et system på en chip?
At sætte flere elementer i et computersystem på et enkelt stykke silicium sænker strømkrav, reducerer omkostningerne, øger ydeevnen og reducerer fysisk størrelse. Alt dette hjælper dramatisk, når man forsøger at skabe stadig mere kraftfulde smartphones, tabletter og bærbare computere, der bruger mindre batterilevetid.
For eksempel stiller Apple sig i stand til at lave kompakte computerenheder. I løbet af de sidste 14 år har Apple brugt SOC'er i sin iPhone og iPad linjer. I starten brugte de de Armbaseret SOC'er designet af andre firmaer. I 2010 debuterede Apple den A4 SOC. , som var den første iPhone SOC designet af Apple. Siden da har Apple itereret på sin en serie chips med stor succes. SOCS HJÆLP IPhones bruger mindre strøm, mens du stadig holder sig kompakt og bliver mere i stand til hele tiden. Andre smartphone producenter bruger også socs.
Indtil for nylig, socs sjældent dukkede op i stationære computere. I 2020 introducerede Apple de M1. , dens første SOC for desktop og bærbare MAC'er. M1 kombinerer en CPU, GPU, hukommelse og mere på et stykke silicium. I 2021 blev Apple forbedret på M1 med M1 PRO OG M1 MAX . Alle tre af disse chips giver MACs imponerende ydeevne, mens du nipper til strøm i forhold til den traditionelle diskrete mikroprocessorarkitektur, der findes i de fleste pc'er.
Det Hindbær pi 4. , en populær hobbyistisk computer, bruger også et system på en chip (A Broadcom BCM2711. ) For sine kernefunktioner, som holder enheden koster lavt (ca. $ 35), samtidig med at man giver masser af strøm. Fremtiden er lys til SOC'er, som fortsætter traditionen med elektronikintegration og miniaturisering, der begyndte for et århundrede siden. Spændende tider foran!
RELATEREDE: Hvad er forskellen mellem Apples M1, M1 Pro og M1 Max?
