簡単な質問: SoC (System on a Chip) とは何ですか?

テクノロジーについて十分な知識を持っているほとんどの人は、SoCまたはSystem on a Chipという用語を聞いたことがあると思います。20 年前には大したことではなかったし、少なくとも今日ほど広く使用されていたわけではありませんでしたが、今日では、System on a Chipは、電子デバイスをより小さく、より強力に、そしてより強力にするためのアプローチを表しています。これまで以上にエネルギー効率を高めます。とても簡単ですが、Soc とは何か知っていますか? SoCまたはシステム オン チップとは何を意味しますか? スマートフォン、タブレット、ワイヤレス ルーター、ウェアラブル、その他のモバイル デバイスにとって、なぜこれほどまでに重要なことなのでしょうか。SoCについて詳しく知りたい場合この記事を読むと、その答えがいくつか見つかります。

コンテンツ

1. SoC（システムオンチップ）とは？
2. SoC の一般的な用途は何ですか?
3. SoC の通常のコンポーネントはどれですか?
4. モバイル SoC の最大のメーカーはどこで、現在最高の SoC はどれですか?
5. SoC の長所と短所は何ですか?
6. システム オン チップがエレクトロニクスの未来であることに同意しますか?

SoC（システムオンチップ）とは？

SoCはSystem on a Chipの略です。システム オン チップは、共通の目標を達成するために連携するように設計されたさまざまな電子コンポーネントを含む電子集積回路です。用語の最初の部分であるシステムは、複雑な電子アセンブリに関するものであり、最後の部分であるチップは、そのシステムのすべてのコンポーネントが単一の集積回路にまとめられていることを示しています。

システム オン チップが何であるかをよりよく理解するために、単一のチップに収まるように小型化および圧縮された完全なコンピューターを想像してみてください。たとえば、SoCは、マザーボード、プロセッサ、グラフィックス カード、ネットワーク カードなどを搭載した小型システムと比較できます。より良い全体像を得るには、この段落の下を見てください。Samsung Galaxy S III スマートフォンの回路基板上のExynos 4 Quad (4412) システム オン チップがどのように見えるかがわかります。

SoC、システムオンチップ

出典：ウィキペディア。

SoC の一般的な用途は何ですか?

システム オン チップは、スマートフォン、タブレット、ウェアラブル、デジタル カメラ、ワイヤレス ルーターなど、さまざまな用途で多くの業界で広く使用されています。しかし、おそらく今日の最も一般的な用途は、スマートフォンへの電力供給です。その理由が気になる場合は、スマートフォンとタブレットはどちらも小型のデバイスであり、動作するために多くの処理能力を必要とし、ますます厳しくなっているユーザーの要件を満たす必要があることを覚えておいてください。

Qualcomm のSnapdragon 600 System on a Chipがいかに複雑かを示します。古い Samsung Galaxy S4 スマートフォンで使用されていたSoCです。新しい携帯電話はさらに複雑で、さらに小型化されたSoCを搭載しています。

SoC、システムオンチップ

出典： ウィキペディア

たとえば、人々はスマートフォンを使用してインターネットを閲覧したり、音楽を聴いたり、ビデオを見たり、GPS ナビゲーションを使用したり、写真やビデオを撮影したり、ゲームをしたり、ソーシャル ネットワークに常に接続したりしたいと考えています。これらはすべて、優れたプロセッサだけでなく、優れたグラフィックチップ、高速ワイヤレスおよび Bluetooth チップ、4G ネットワークへの接続のサポート、GPS チップ、およびリストが続く必要があるものです. そして、これらすべてを可能な限り最小限の電力消費で行う必要があります。結局のところ、数時間使用しただけでデバイスがシャットダウンすることを誰も望んでいません。答えは、小型化できるものはすべて小型化し、より小さな表面にできるだけ多くのコンポーネントを詰め込むことです。その結果、処理能力が向上し、消費電力が削減されます。それがまさにシステム・オン・ア・チップ提供します。

SoC の通常のコンポーネントはどれですか?

システム オン チップは、その目的に応じてさまざまな要素を持つことができます。ただし、圧倒的多数のSoCがスマートフォンで使用されているため、そのようなデバイスの最も一般的なコンポーネントのリストを次に示します。

• CPU -中央処理装置またはプロセッサは、SoC内のすべてのもののコアです。ほとんどの計算と決定を行うのは、 SoCの一部です。他のハードウェア コンポーネントやソフトウェアから入力を受け取り、適切な出力応答を提供します。CPU がなければ、SoCはありません。今日のほとんどの CPU には、並列処理を実行できるように、内部に 2 つ、4 つ、または 8 つのコアが搭載されています。
• GPU - Graphical Processing Unitの略で、ビデオ チップとしても知られています。GPUは、スマートフォンでプレイできる 3D ゲームと、SoC を使用するデバイスのユーザー インターフェイスに表示されるすっきりとした視覚的な遷移を担当します。
• RAMメモリ- すべてのコンピューティング デバイスが動作するにはメモリが必要です。アプリを実行できるようにするためには、ソフトウェア データを使用する必要があり、それを可能にするために、システム オン ア チップには RAM メモリが必要です。
• ROM メモリ- デバイスがアプリやその他のソフトウェアを実行できるようにするためにRAM メモリが必要なのと同様に、実行するファームウェアやオペレーティング システムなどのソフトウェアを保存できるようにするためにもROM メモリが必要です。
• モデム- 無線ネットワークに接続できなければ、スマートフォンは電話にはなりません。これにより、ワイヤレス ネットワークと 3G または 4G モバイル ネットワークの両方を指します。モデムは、ネットワークまたはセルラー接続を処理します。

これは、QualcommのSnapdragon 410と呼ばれるSystem on a Chipに含まれるコンポーネントの図です。

SoC、システムオンチップ

プロセッサとメモリに加えて、ワイヤレス ルーターや他の同様のネットワーク デバイスに見られるような他のSoCには、ストレージ デバイスに接続するための無線トランシーバ、SATA および/または USB インターフェイスを接続するように設計された PCIe インターフェイスも含まれる場合があります。下の図では、Broadcom の BCM5862X SoC の内部にあるものを見ることができます。また、ルーターのシステム オン チップについて詳しく知りたい場合は、この件に関する詳細情報を参照してください: Router SoC 101 .

SoC、システムオンチップ

ソース: トムのハードウェア

上記の段落にリストしたコンポーネントのリストは、System on a Chipのいくつかのコアで必須の要素のみを示しています。ただし、システム オン チップには他のパーツも含まれる場合があります。たとえば、多くのデバイスには、位置情報サービス、センサー、セキュリティ、またはより優れたカメラやより大きな画面と連携できるインターフェイスと連携するように設計されたコンポーネントがあります。リストは続きます。

モバイル SoC の最大のメーカーはどこで、現在最高の SoC はどれですか?

現在の最大のSoCメーカーは、Qualcomm、Samsung、MediaTek、Huawei、NVIDIA、 Broadcomです。Qualcomm、NVIDIA、およびMediaTekは、主にモバイルSoCを製造し、製造するデバイスでそれらを使用する他のハードウェア企業に販売しています。Broadcomは主にルーターやネットワーク デバイスで使用されるSoCを製造しており、 SamsungとHuaweiはSoCを製造するだけでなく、世界最大のスマートフォン企業の 2 つでもあります。

どれが最高のシステム オン チップであるかを言うことは不可能です。業界は非常に急速に成長し、進化しているため、どれが最適なSoCであるかを比較して決定できるようになるまでには、おそらく新しいデバイスが将来のデバイスに電力を供給しているでしょう。

ただし、最適な SoC は、最適なプロセッサや最速のワイヤレス転送を備えたものではない可能性があることに注意してください。システム オン チップは、次のスマートフォンやデバイスを適切に機能させ、必要なすべての基本機能を提供し、必要なすべての「周辺機器」 (4G LTE サポート、802.11ac 標準をサポートする WiFi) を含むものです。 、USB接続など）。

スマートフォン メーカーがそれぞれのスマートフォンに適したシステム オン ア チップを選択する方法を示す興味深いビデオを次に示します。

SoC の長所と短所は何ですか?

あなたはまだ疑問に思うかもしれません: なぜシステム・オン・ア・チップを設計、製造、販売したいのですか? それにはいくつかの理由があります。

• 通常、SoC は非常に小さく、電子デバイス内で多くのスペースを必要としないため、スマートフォン、タブレット、ウェアラブルなどの小型デバイスに最適なソリューションとなります。これらの 3 つの例だけでも、世界を数千億ドルで満たすのに十分です。
• せいぜい手のひらに収まる大きさのデバイスを設計する必要がある場合、統合が必要です。つまり、プロセッサ、グラフィック チップ、モデム、およびその他の多くのコンポーネントを同じ平方インチに配置できます。
• SoCは小さく、多くの異なる部品を 1 つのチップに統合しているため、メーカーは重要な物理部品の配線や長い回路の作成に時間、お金、リソースを費やす必要がなく、製造コストが低くなります。コスト。
• システム オン チップは、たとえばデスクトップ PC やラップトップなどの専用の個別のコンポーネントを備えたシステムよりも電力効率がはるかに優れています。SoCはバッテリで長時間動作できるため、あらゆるモバイル デバイスに最適です。

一方、システム オン チップには、適応性がまったくないという大きな欠点があります。その性質上、SoCは非常に緊密に統合され、非常に小さいため、適応できません。つまり、アップグレードできません。通常、System on a Chipは生まれたときと同じように消滅します。その存続期間中は何も変化しません。また、 SoCの内部で何かが壊れた場合、その部分だけを修復または変更することはできず、SoC全体を交換する必要があるのもそのためです。

システム オン チップがエレクトロニクスの未来であることに同意しますか?

エレクトロニクス、特にコンピューティング デバイスに対する従来のアプローチは、個別の独立した部品で動作するシステムを作成することでした。そのような例は、例えばコンピュータやラップトップです。しかし、私たちの身の回りにあるすべてのものの恒久的な小型化は、より小さく、より優れた、より電力効率の高いシステム オン チップにますます依存していることを意味します。スマートフォン、タブレット、ウェアラブル、IoT (モノのインターネット) デバイスでさえ、システム オン チップがすべての電子機器の未来の重要な部分であることを証明しています。しかし、それは彼らが世界を支配することを意味するのでしょうか? それらが非常に小さくなり、ナノロボットが一般的なものになるとしたら? 以下のコメント欄でご意見をお聞かせください。