Với rất nhiều cuộc nói chuyện về Apple M1. Và chip điện thoại thông minh Những ngày này, bạn có thể nghe về "hệ thống trên các thiết kế chip" (SoC) được sử dụng trong đó. Nhưng SoC là gì, và chúng khác nhau như thế nào so với CPU và bộ vi xử lý? Chúng tôi sẽ giải thích.
Hệ thống trên một con chip: định nghĩa nhanh
Một hệ thống trên chip là một mạch tích hợp kết hợp nhiều yếu tố của hệ thống máy tính thành một chip duy nhất. An SOC luôn bao gồm CPU, nhưng nó cũng có thể bao gồm bộ nhớ hệ thống, bộ điều khiển ngoại vi (đối với USB, bộ nhớ) và các thiết bị ngoại vi nâng cao hơn như đơn vị xử lý đồ họa (GPU), mạch mạng thần kinh chuyên dụng, modem radio (cho Bluetooth hoặc wi-fi), và nhiều hơn nữa.
Một hệ thống về cách tiếp cận chip tương phản với PC truyền thống với chip CPU và chip bộ điều khiển riêng biệt, GPU và RAM có thể được thay thế, nâng cấp hoặc hoán đổi cho nhau khi cần thiết. Việc sử dụng SoC làm cho máy tính nhỏ hơn, nhanh hơn, rẻ hơn và ít đói mạnh hơn.
CÓ LIÊN QUAN: Bluetooth là gì?
Một lịch sử ngắn gọn về tích hợp điện tử
Kể từ đầu thế kỷ 20, sự tiến bộ của điện tử đã theo dõi một con đường dự đoán liên quan đến hai xu hướng chính: thu nhỏ và tích hợp. Thu nhỏ đã thấy các thành phần điện tử riêng lẻ như tụ điện Cái gì Điện trở , và Linh kiện bán dẫn Nhận nhỏ hơn theo thời gian. Và với việc phát minh ra Mạch tích hợp (IC) Năm 1958, tích hợp đã kết hợp nhiều linh kiện điện tử lên một miếng silicon, cho phép thu nhỏ hơn nữa.
Khi thu nhỏ các thiết bị điện tử này diễn ra trong thế kỷ 20, máy tính cũng có thể nhỏ hơn. Các máy tính kỹ thuật số sớm nhất được tạo thành từ các thành phần riêng biệt lớn như rơle hoặc ống chân không. Sau đó, họ đã sử dụng các bóng bán dẫn riêng biệt, sau đó các nhóm mạch tích hợp. Vào năm 1972, Intel đã kết hợp các yếu tố của đơn vị xử lý trung tâm máy tính (CPU) thành một mạch tích hợp duy nhất và Thương mại đầu tiên, bộ vi xử lý chip đơn đã được sinh ra. Với bộ vi xử lý, máy tính có thể nhỏ hơn và sử dụng ít năng lượng hơn bao giờ hết.
CÓ LIÊN QUAN: Bộ vi xử lý là 50: Kỷ niệm Intel 4004
Nhập vi điều khiển và hệ thống trên chip
Năm 1974, Texas Cụ phát hành đầu tiên vi điều khiển. , là một loại bộ vi xử lý với các thiết bị RAM và I / O được tích hợp với CPU lên một chip duy nhất. Thay vì cần các IC riêng biệt cho CPU, RAM, bộ điều khiển bộ nhớ, bộ điều khiển nối tiếp và hơn thế nữa, tất cả đều có thể được đặt thành một chip duy nhất cho các ứng dụng nhúng nhỏ như máy tính bỏ túi. và đồ chơi điện tử.
Trong suốt phần lớn thời đại PC, sử dụng bộ vi xử lý với các chip điều khiển riêng biệt, RAM và phần cứng đồ họa dẫn đến các máy tính cá nhân mạnh mẽ, linh hoạt nhất. Các bộ vi điều khiển thường quá hạn chế là tốt cho các nhiệm vụ điện toán chung, do đó phương pháp truyền thống sử dụng bộ vi xử lý với các chip hỗ trợ rời rạc vẫn còn.
Gần đây, ổ đĩa hướng tới điện thoại thông minh và máy tính bảng đã đẩy tích hợp hơn nữa so với bộ vi xử lý hoặc vi điều khiển. Kết quả là hệ thống trên một con chip, có thể đóng gói nhiều yếu tố của hệ thống máy tính hiện đại (GPU, modem di động, máy gia tốc AI, bộ điều khiển USB, giao diện mạng) cùng với CPU và bộ nhớ hệ thống vào một gói duy nhất. Đó là một bước nữa trong tích hợp liên tục và thu nhỏ các thiết bị điện tử có thể sẽ tiếp tục kéo dài trong tương lai.
Tại sao sử dụng một hệ thống trên chip?
Đặt nhiều yếu tố của một hệ thống máy tính trên một miếng silicon làm giảm các yêu cầu năng lượng, giảm chi phí, tăng hiệu suất và giảm kích thước vật lý. Tất cả những điều đó giúp đáng kể khi cố gắng tạo ra điện thoại thông minh, máy tính bảng và máy tính xách tay ít mạnh hơn từng có sử dụng ít thời lượng pin hơn.
Ví dụ, Apple tự hào trong việc tạo ra các thiết bị máy tính nhỏ gọn có khả năng. Trong 14 năm qua, Apple đã sử dụng SoC trong các dòng iPhone và iPad của mình. Lúc đầu, họ đã sử dụng Dựa trên cánh tay SOC được thiết kế bởi các công ty khác. Năm 2010, Apple đã ra mắt A4 Soc. , đó là iPhone SOC đầu tiên được thiết kế bởi Apple. Kể từ đó, Apple đã lặp lại trên một loạt các chip với thành công lớn. SoCs giúp iPhone sử dụng ít năng lượng hơn trong khi vẫn còn nhỏ gọn và có khả năng nhiều hơn mọi lúc. Các nhà sản xuất điện thoại thông minh khác cũng sử dụng Soc.
Cho đến gần đây, Socs hiếm khi xuất hiện trong máy tính để bàn. Năm 2020, Apple đã giới thiệu M1. , SoC đầu tiên cho máy tính để bàn và máy tính xách tay. M1 kết hợp CPU, GPU, bộ nhớ và nhiều hơn nữa trên một miếng silicon. Vào năm 2021, Apple đã cải thiện trên M1 với M1 Pro và M1 Max . Tất cả ba trong số các chip này mang lại hiệu suất ấn tượng của máy Mac trong khi nhấm nháp năng lượng so với kiến trúc vi xử lý rời rạc truyền thống được tìm thấy trong hầu hết các PC.
Các Raspberry Pi 4. , một máy tính có sở thích phổ biến, cũng sử dụng một hệ thống trên chip (a Broadcom BCM2711. ) Đối với các chức năng cốt lõi của nó, giữ cho thiết bị có giá thấp (khoảng 35 đô la) trong khi cung cấp nhiều năng lượng. Tương lai tươi sáng đối với Soc, tiếp tục truyền thống tích hợp điện tử và thu nhỏ bắt đầu hơn một thế kỷ trước. Thời gian thú vị phía trước!
CÓ LIÊN QUAN: Sự khác biệt giữa M1, M1 Pro của Apple là gì và M1 Max?
