أسئلة بسيطة: ما هي SoC (نظام على شريحة)؟

نحن نراهن على أن معظم الأشخاص الذين لديهم معرفة جيدة بالتكنولوجيا قد سمعوا مصطلح SoC أو System on a Chip . لم يكن هذا شيئًا كبيرًا منذ 20 عامًا ، أو على الأقل لم يكن شيئًا مستخدَمًا على نطاق واسع كما هو اليوم ، ولكن في يومنا هذا ، يمثل النظام الموجود على شريحة أسلوبًا لجعل الأجهزة الإلكترونية أصغر حجمًا وأكثر قوة و أكثر كفاءة في استخدام الطاقة من أي وقت مضى. كل هذا لطيف وسهل ولكن هل تعرف ما هو Soc؟ ماذا يعني SoC أو System على شريحة ؟ لماذا يعد أمرًا مهمًا للهواتف الذكية والأجهزة اللوحية وأجهزة التوجيه اللاسلكية والأجهزة القابلة للارتداء والأجهزة المحمولة الأخرى؟ إذا كنت تريد معرفة المزيد حول ماهية شركة نفط الجنوبتعني ، ما الذي تفعله ، ولماذا تعتبر مشكلة كبيرة ، اقرأ هذه المقالة ، وستجد بعض الإجابات:

محتويات

1. ما هو SoC (نظام على شريحة)؟
2. ما هي الاستخدامات الشائعة ل SoCs؟
3. ما هي المكونات المعتادة لشركة نفط الجنوب؟
4. ما هي أكبر الشركات المصنعة لشركات SoC المحمولة وما هي أفضل شركة نفط الجنوب اليوم؟
5. ما هي مزايا وعيوب شركة نفط الجنوب؟
6. هل توافق على أن Systems on Chips هي مستقبل الإلكترونيات؟

ما هو SoC (نظام على شريحة)؟

SoC هو مصطلح قصير لـ System on a Chip . النظام الموجود على الشريحة عبارة عن دائرة إلكترونية متكاملة تحتوي على مكونات إلكترونية متنوعة مصممة للعمل معًا لتحقيق هدف مشترك. يشير الجزء الأول من المصطلح - النظام - إلى أن الأمر كله يتعلق بتجميع إلكتروني معقد ، بينما يخبرك الجزء الأخير - Chip - أن جميع مكونات هذا النظام يتم ضغطها معًا في دائرة متكاملة واحدة.

للحصول على فكرة أفضل عن ماهية النظام الموجود على رقاقة ، تخيله كجهاز كمبيوتر كامل مصغر ومضغوط ليلائم شريحة واحدة. على سبيل المثال ، يمكن مقارنة SoC بنظام مصغر يحتوي على لوحة أم ومعالج وبطاقة رسومات وبطاقة شبكة وما إلى ذلك. للحصول على صورة أفضل ، انظر أسفل هذه الفقرة ، وسترى كيف يبدو نظام Exynos 4 Quad (4412) على شريحة ، على لوحة دائرة من هاتف ذكي Samsung Galaxy S III.

SoC ، نظام على شريحة

المصدر: ويكيبيديا .

ما هي الاستخدامات الشائعة ل SoCs؟

تُستخدم الأنظمة الموجودة على الشرائح على نطاق واسع في العديد من الصناعات لجميع أنواع الأغراض مثل الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية والأجهزة القابلة للارتداء والكاميرات الرقمية وأجهزة التوجيه اللاسلكية وما إلى ذلك. ومع ذلك ، ربما تكون أكثر استخداماتهم شيوعًا اليوم هي تشغيل الهواتف الذكية. إذا كنت تتساءل عن السبب ، فضع في اعتبارك أن كل من الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية هي أجهزة صغيرة تحتاج إلى الكثير من قوة المعالجة لتعمل وتحتاج جميعها إلى تلبية متطلبات المستخدمين ، والتي تزداد تطلبًا بشكل متزايد.

إليك مدى تعقيد نظام Qualcomm's Snapdragon 600 على شريحة - وهو SoC الذي تم استخدامه في الهاتف الذكي القديم Samsung Galaxy S4. الهواتف الأحدث أكثر تعقيدًا ولديها SoCs أصغر حجمًا .

SoC ، نظام على شريحة

المصدر: ويكيبيديا

على سبيل المثال ، يريد الأشخاص أن يكونوا قادرين على استخدام هواتفهم الذكية لتصفح الإنترنت ، والاستماع إلى الموسيقى ، ومشاهدة مقاطع الفيديو ، واستخدام نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) ، والتقاط الصور ومقاطع الفيديو ، وممارسة الألعاب ، والاتصال دائمًا بالشبكات الاجتماعية ، وما إلى ذلك. كل هذه الأشياء لا تحتاج إلى معالج جيد فحسب ، بل تحتاج أيضًا إلى شريحة رسومية جيدة وشريحة لاسلكية سريعة وبلوتوث ودعم الاتصال بشبكات 4G وشريحة GPS ويمكن أن تستمر القائمة. وكل ذلك يجب أن يحدث بأقل استهلاك ممكن للطاقة. بعد كل شيء ، لا أحد يريد أن تغلق أجهزته بعد ساعات قليلة من الاستخدام. الجواب هو تصغير كل شيء يمكن تصغيره وضغط أكبر عدد ممكن من المكونات على سطح أصغر. والنتيجة هي قوة معالجة أعلى واستهلاك أقل للطاقة. هذا هو بالضبط ما هو نظام على رقاقةعروض.

ما هي المكونات المعتادة لشركة نفط الجنوب؟

يمكن أن يحتوي النظام الموجود على رقاقة على مجموعة متنوعة من العناصر ، اعتمادًا على الغرض منه. ومع ذلك ، نظرًا لأن الغالبية العظمى من SoCs تُستخدم على الهواتف الذكية ، فإليك قائمة بالمكونات الأكثر شيوعًا لهذه الأجهزة:

• وحدة المعالجة المركزية - وحدة المعالجة المركزية أو المعالج هو جوهر كل الأشياء داخل SoC . إنه جزء من SoC المسؤول عن إجراء معظم الحسابات والقرارات. يتلقى مدخلات من مكونات وبرامج الأجهزة الأخرى ويقدم استجابات الإخراج المناسبة. بدون وحدة المعالجة المركزية ، لن يكون هناك SoC . تحتوي معظم وحدات المعالجة المركزية (CPU) اليوم على اثنين أو أربعة أو ثمانية نوى بالداخل لتتمكن من القيام بمعالجة متوازية.
• GPU - اختصار لوحدة المعالجة الرسومية ويعرف أيضًا باسم شريحة الفيديو. وحدة معالجة الرسومات ( GPU ) هي المسؤولة عن تلك الألعاب ثلاثية الأبعاد التي يمكنك لعبها على هاتفك الذكي وأيضًا عن التحولات المرئية الدقيقة التي تراها في واجهة المستخدم لأي جهاز باستخدام SoC.
• ذاكرة RAM - تحتاج جميع أجهزة الحوسبة إلى ذاكرة لتعمل. لتتمكن من تشغيل التطبيقات وبيانات البرامج ، يجب استخدام ، وللتمكن من القيام بذلك ، يجب أن يحتوي النظام الموجود على رقاقة على ذاكرة وصول عشوائي (RAM).
• ذاكرة ROM - تمامًا كما يحتاج الجهاز إلى ذاكرة RAM ليتمكن من تشغيل التطبيقات والبرامج الأخرى ، يجب أن يحتوي أيضًا على ذاكرة ROM حتى يتمكن من تخزين البرامج مثل البرامج الثابتة أو نظام التشغيل الذي يتم تشغيله.
• المودم - لن يكون الهاتف الذكي هاتفاً إذا لم يكن قادراً على الاتصال بشبكات الراديو. وبهذا ، نشير إلى كل من الشبكات اللاسلكية وشبكات المحمول 3G أو 4G. تهتم أجهزة المودم بالشبكة أو الاتصال الخلوي.

فيما يلي توضيح لمكونات النظام الموجود على شريحة تسمى Snapdragon 410 من Qualcomm والتي تتضمن:

SoC ، نظام على شريحة

إلى جانب المعالج والذاكرة ، قد تتضمن SoCs الأخرى ، مثل تلك الموجودة على أجهزة التوجيه اللاسلكية وغيرها من أجهزة الشبكات المماثلة ، واجهات PCIe المصممة لتوصيل أجهزة الإرسال والاستقبال اللاسلكية و / أو SATA و / أو واجهات USB للاتصال بأجهزة التخزين. في الرسم التوضيحي أدناه ، يمكنك رؤية ما تم العثور عليه داخل BCM5862X SoC من Broadcom. وإذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن أنظمة أجهزة التوجيه على الرقائق ، فإليك بعض القراءة الإضافية حول هذا الموضوع: Router SoC 101 .

SoC ، نظام على شريحة

المصدر: Tom's Hardware

تعرض قائمة المكونات التي أدرجناها في الفقرات أعلاه عددًا قليلاً من العناصر الأساسية التي يجب توفرها لنظام ما على شريحة . ومع ذلك ، يمكن أن تحتوي الأنظمة الموجودة على الشرائح على أجزاء أخرى أيضًا. على سبيل المثال ، يحتوي العديد من المكونات على مكونات مصممة للعمل مع خدمات الموقع أو أجهزة الاستشعار أو الأمان أو الواجهات القادرة على العمل مع كاميرات أفضل أو شاشات أكبر. والقائمة تطول.

ما هي أكبر الشركات المصنعة لشركات SoC المحمولة وما هي أفضل شركة نفط الجنوب اليوم؟

أكبر مصنعي SoC اليوم هم Qualcomm و Samsung و MediaTek و Huawei و NVIDIA و Broadcom . تقوم Qualcomm و NVIDIA و MediaTek بتصنيع وبيع SoCs المحمولة في الغالب لشركات الأجهزة الأخرى التي تستخدمها في الأجهزة التي تنتجها. تصنع Broadcom SoCs التي تُستخدم بشكل أساسي في أجهزة التوجيه وأجهزة الشبكات ، ولا تصنع Samsung و Huawei SoCs فحسب ، بل هما أيضًا من أكبر شركات الهواتف الذكية في العالم.

من المستحيل تحديد أفضل نظام على شريحة . تنمو الصناعة وتتطور بسرعة كبيرة ، وبحلول الوقت الذي يمكنك فيه المقارنة وتحديد أفضل SoC ، من المحتمل أن تكون هناك شركة جديدة في طريقها لتشغيل الأجهزة المستقبلية.

ومع ذلك ، ضع في اعتبارك أن أفضل شركة نفط الجنوب بالنسبة لك قد لا يكون أفضل معالج أو أسرع عمليات نقل لاسلكية. النظام الموجود على شريحة من أجلك هو النظام الذي يمكنه جعل هاتفك الذكي أو جهازك التالي يعمل بشكل جيد ، ويقدم كل الأساسيات التي تحتاجها ، ويتضمن جميع "الأجهزة الطرفية" التي تريدها (دعم 4G LTE ، WiFi مع دعم معيار 802.11ac ، اتصال USB ، إلخ).

إليك مقطع فيديو مثيرًا للاهتمام يوضح لك كيف يختار مصنعو الهواتف الذكية النظام المناسب على شريحة لكل هاتف من هواتفهم الذكية:

ما هي مزايا وعيوب شركة نفط الجنوب؟

ربما لا تزال تتساءل: لماذا قد يرغب شخص ما في تصميم وتصنيع وبيع نظام على شريحة ؟ هناك عدة أسباب لذلك:

• عادةً ما تكون SoC صغيرة ولا تشغل مساحة كبيرة داخل جهاز إلكتروني ، مما يجعلها حلاً مثاليًا للأجهزة الصغيرة مثل الهواتف الذكية أو الأجهزة اللوحية أو الأجهزة القابلة للارتداء ، على سبيل المثال. وهذه الأمثلة الثلاثة فقط تكفي لملء العالم بمئات المليارات من الدولارات.
• عندما تضطر إلى تصميم جهاز كبير بما يكفي ليناسب راحة يدك في أحسن الأحوال ، فإن التكامل هو الشيء الذي تريده. هذا يعني أنه يمكنك وضع معالج وشريحة رسوم ومودم والعديد من المكونات الأخرى في نفس البوصة المربعة.
• نظرًا لأن SoC صغير ولأنه يدمج العديد من الأجزاء المختلفة على شريحة واحدة ، فهذا يعني أن الشركة المصنعة لا تضطر إلى إنفاق الوقت والمال والموارد في توصيل أجزاء مادية مهمة وإنشاء دوائر طويلة ، وهو ما يعني بدوره انخفاض التصنيع التكاليف .
• تعد الأنظمة الموجودة على الشريحة أكثر كفاءة في استهلاك الطاقة من نظام يحتوي على مكونات منفصلة ومخصصة مثل كمبيوتر سطح المكتب أو كمبيوتر محمول على سبيل المثال. يمكن تشغيل SoC على البطاريات لفترات أطول ، مما يجعلها الاختيار الصحيح لأي جهاز محمول.

من ناحية أخرى ، فإن Systems on Chips لها عيب كبير يتمثل في عدم قابليتها للتكيف على الإطلاق. بطبيعتها ، SoCs متكاملة بإحكام وصغيرة جدًا بحيث لا يمكنها التكيف أو ، بعبارة أخرى ، لا يمكن ترقيتها. عادة ما يموت النظام الموجود على الرقاقة كما وُلد: لا شيء يتغير خلال حياته. وهذا أيضًا سبب في أنه إذا انكسر شيء ما داخل SoC ، فلا يمكنك إصلاح أو تغيير هذا الجزء فقط - عليك استبدال SoC بالكامل .

هل توافق على أن Systems on Chips هي مستقبل الإلكترونيات؟

كانت الأساليب التقليدية للإلكترونيات وخاصة أجهزة الحوسبة تدور حول إنشاء أنظمة تعمل على أجزاء منفصلة ومستقلة. هذه الأمثلة هي أجهزة الكمبيوتر وأجهزة الكمبيوتر المحمولة على سبيل المثال. ومع ذلك ، فإن التصغير الدائم لجميع الأشياء من حولنا يعني أنهم يعتمدون بشكل متزايد على أنظمة أصغر وأفضل وأكثر كفاءة في استهلاك الطاقة على الرقائق . تثبت الهواتف الذكية ، والأجهزة اللوحية ، والأجهزة القابلة للارتداء ، وحتى أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) ، أن الأنظمة الموجودة على الرقائق هي جزء مهم من مستقبل جميع الأجهزة الإلكترونية. لكن هل يعني ذلك أنهم سيستولون على العالم؟ ماذا لو أصبحت صغيرة جدًا لدرجة أنها ستجعل الروبوتات النانوية شيئًا شائعًا؟ نريد أن نسمع منك ، لذلك لا تتردد في مشاركة آرائك في التعليقات أدناه.