ด้วยการพูดคุยกันมาก M1 ของ Apple และชิปสมาร์ทโฟนวันนี้คุณอาจได้ยินเกี่ยวกับ "ระบบบนชิป" (SOC) การออกแบบที่ใช้ในนั้น แต่อะไรคือ SOCs และพวกเขาแตกต่างจากซีพียูและไมโครโปรเซสเซอร์อย่างไร เราจะอธิบาย
ระบบบนชิป: คำจำกัดความที่รวดเร็ว
ระบบบนชิปเป็นวงจรรวมที่ผสมผสานองค์ประกอบหลายอย่างของระบบคอมพิวเตอร์เข้ากับชิปเดียว SOC มีซีพียูเสมอ แต่อาจรวมถึงหน่วยความจำระบบตัวควบคุมอุปกรณ์ต่อพ่วง (สำหรับ USB, ที่เก็บข้อมูล) และอุปกรณ์ต่อพ่วงขั้นสูงเช่นหน่วยประมวลผลกราฟิก (GPUs) วงจรเครือข่ายประสาทเฉพาะทางวิทยุโมเด็มวิทยุ (สำหรับ บลูทู ธ หรือ Wi-Fi) และอื่น ๆ
ระบบบนวิธีการชิปนั้นตรงกันข้ามกับพีซีแบบดั้งเดิมที่มีชิปซีพียูและชิปควบคุมแยกต่างหาก GPU และ RAM ที่สามารถเปลี่ยนอัพเกรดหรือแลกเปลี่ยนได้ตามความจำเป็น การใช้ Socs ทำให้คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กกว่าเร็วกว่าราคาถูกกว่าและหิวกำลังน้อยลง
ที่เกี่ยวข้อง: บลูทู ธ คืออะไร?
ประวัติย่อของการรวมอิเล็กทรอนิคส์
ตั้งแต่ต้นศตวรรษที่ 20 ความก้าวหน้าของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้ปฏิบัติตามเส้นทางที่คาดการณ์ได้เกี่ยวกับแนวโน้มที่สำคัญสองประการ: การย่อขนาดและการบูรณาการ miniaturization ได้เห็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ของแต่ละบุคคลเช่น ตัวเก็บประจุ , ตัวต้านทาน , และ ทรานซิสเตอร์ มีขนาดเล็กลงเมื่อเวลาผ่านไป และด้วยการประดิษฐ์ของ วงจรรวม (IC) ในปี 1958 การรวมกันได้รวมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์หลายชิ้นเข้ากับซิลิกอนชิ้นเดียวทำให้แม้กระทั่งการย่อขนาดต่อไป
เนื่องจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ขนาดเล็กนี้เกิดขึ้นในศตวรรษที่ 20 คอมพิวเตอร์ก็เล็กลงเช่นกัน คอมพิวเตอร์ดิจิตอลที่เก่าแก่ที่สุดที่ทำจากส่วนประกอบที่ไม่ต่อเนื่องขนาดใหญ่เช่นรีเลย์หรือหลอดสุญญากาศ ต่อมาพวกเขาใช้ทรานซิสเตอร์ที่ไม่ต่อเนื่องแล้วกลุ่มของวงจรรวม ในปี 1972 Intel ผสมผสานองค์ประกอบของหน่วยประมวลผลกลางคอมพิวเตอร์ (CPU) เป็นวงจรรวมเดียวและ ไมโครโปรเซสเซอร์พาณิชย์เชิงพาณิชย์ครั้งแรก เกิด. ด้วยไมโครโปรเซสเซอร์คอมพิวเตอร์อาจมีขนาดเล็กลงและใช้พลังงานน้อยกว่าที่เคยเป็นมา
ที่เกี่ยวข้อง: ไมโครโปรเซสเซอร์คือ 50: ฉลอง Intel 4004
ป้อนไมโครคอนโทรลเลอร์และระบบบนชิป
ในปี 1974 Texas Instruments เปิดตัวครั้งแรก ไมโครคอนโทรลเลอร์ ซึ่งเป็นรูปแบบของไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีอุปกรณ์ RAM และ I / O ที่รวมเข้ากับ CPU ลงในชิปตัวเดียว แทนที่จะต้องการ ICs แยกต่างหากสำหรับ CPU, RAM, ตัวควบคุมหน่วยความจำ, คอนโทรลเลอร์แบบอนุกรมและอื่น ๆ ทั้งหมดที่สามารถวางลงในชิปตัวเดียวสำหรับแอปพลิเคชันฝังตัวเล็ก ๆ เช่น เครื่องคิดเลขกระเป๋า และของเล่นอิเล็กทรอนิกส์
ตลอดยุคพีซีส่วนใหญ่ใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีตัวควบคุมแยกต่างหาก, RAM และฮาร์ดแวร์กราฟิกส่งผลให้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลที่มีความยืดหยุ่นและมีประสิทธิภาพมากที่สุด โดยทั่วไปแล้วไมโครคอนโทรลเลอร์นั้น จำกัด เกินกว่าที่จะเป็นงานคอมพิวเตอร์ทั่วไปดังนั้นวิธีการดั้งเดิมของการใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีชิปรองรับแบบไม่ต่อเนื่อง
เมื่อเร็ว ๆ นี้การขับรถไปยังสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ตได้ผลักดันการรวมเข้ากับไมโครโปรเซสเซอร์หรือไมโครคอนโทรลเลอร์ ผลที่ได้คือระบบบนชิปซึ่งสามารถแพ็คองค์ประกอบจำนวนมากของระบบคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัย (GPU, โมเด็มเซลล์, AI Accelerators, ตัวควบคุม USB, อินเตอร์เฟสเครือข่าย) พร้อมกับ CPU และหน่วยความจำระบบเป็นแพคเกจเดียว มันเป็นอีกขั้นหนึ่งในการรวมอย่างต่อเนื่องและการย่อขนาดของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีแนวโน้มที่จะดำเนินต่อไปในอนาคต
ทำไมต้องใช้ระบบบนชิป
การวางองค์ประกอบเพิ่มเติมของระบบคอมพิวเตอร์ในชิ้นเดียวของ Silicon Lowers ความต้องการพลังงานลดค่าใช้จ่ายเพิ่มประสิทธิภาพและลดขนาดทางกายภาพ ทั้งหมดนี้ช่วยอย่างมากเมื่อพยายามสร้างสมาร์ทโฟนแท็บเล็ตและแล็ปท็อปที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นเรื่อย ๆ ที่ใช้แบตเตอรี่น้อยลง
ตัวอย่างเช่น Apple มีความภาคภูมิใจในการสร้างอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่มีขนาดกะทัดรัด ในช่วง 14 ปีที่ผ่านมา Apple ใช้ Socs ในสาย iPhone และ iPad ตอนแรกพวกเขาใช้ ตามแขน Socs ออกแบบโดย บริษัท อื่น ๆ ในปี 2010 Apple เปิดตัว A4 SOC ซึ่งเป็น iPhone แรกที่ออกแบบโดย Apple ตั้งแต่นั้นมา Apple ทำซ้ำมันเกี่ยวกับชิปชุดที่ประสบความสำเร็จอย่างยิ่งใหญ่ Socs ช่วย iPhones ใช้พลังงานน้อยลงในขณะที่ยังคงมีขนาดกะทัดรัดและมีความสามารถมากขึ้นตลอดเวลา ผู้ผลิตสมาร์ทโฟนอื่น ๆ ใช้ Socs เช่นกัน
จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ Socs ไม่ค่อยปรากฏ ในคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อป ในปี 2020 Apple แนะนำ m1 SoC ครั้งแรกสำหรับเดสก์ท็อปและโน้ตบุ๊ก Macs M1 ผสมผสาน CPU, GPU, หน่วยความจำและอื่น ๆ บนซิลิคอนชิ้นเดียว ในปี 2021 แอปเปิ้ลได้รับการปรับปรุงใน M1 ด้วย M1 Pro และ M1 Max . ชิปทั้งสามเหล่านี้ให้ประสิทธิภาพที่น่าประทับใจของ Macs ในขณะที่จิบพลังงานที่สัมพันธ์กับสถาปัตยกรรมไมโครโปรเซสเซอร์แบบแยกต่างหากที่พบในพีซีส่วนใหญ่
NS ราสเบอร์รี่ปี่ 4 คอมพิวเตอร์อดิเรกยอดนิยมยังใช้ระบบบนชิป ( Broadcom BCM2711 ) สำหรับฟังก์ชั่นหลักของมันซึ่งช่วยให้อุปกรณ์มีราคาต่ำ (ประมาณ $ 35) ในขณะที่ให้พลังงานมากมาย อนาคตจะสดใสสำหรับ Socs ซึ่งต่อไปตามประเพณีการบูรณาการและการย่อขนาดอิเล็กทรอนิกส์ที่เริ่มขึ้นเมื่อหนึ่งศตวรรษที่ผ่านมา เวลาที่น่าตื่นเต้นข้างหน้า!
ที่เกี่ยวข้อง: ความแตกต่างระหว่าง Apple M1, M1 Pro และ M1 Max คืออะไร
