SoC – serce naszego smartfona
SoC – serce naszego smartfona

Podstawowym elementem naszego smartfona, który umożliwia mu działanie, jest zamontowany w nim układ scalony. Jednak w jego przypadku nie mamy jedynie prostego procesora, a całe SoC. Co to oznacza? System-on-a-Chip to kompleksowe rozwiązanie, oferujące znacznie więcej niż osobno montowane elementy, a przy tym charakteryzujące się znacznie mniejszą potrzebną powierzchnią. Czym jest dokładnie?

SKŁADNIKI SoC

W dobie miniaturyzacji, stosowanie SoC w telefonach to naturalny element rozwoju, jednak skupmy się na rzeczach, które wchodzą w jego skład. Najważniejszą pozostaje sam procesor. Oprócz niego mamy tam również kości pamięci, układ graficzny, mostek północny, umożliwiający komunikację między poszczególnymi podzespołami, nie zawsze wykorzystywany mostek południowych, moduły łączności oraz inne, zależne od producenta, elementy. Jeżeli chodzi o zaplecze komunikacyjne, mam tu na myśli LTE, Bluetooth, WiFi, zintegrowane najczęściej z resztą układu.

PROCESOR

Najczęściej stosowaną architekturą w przypadku SoC pozostaje ARM, która wygrywa zdecydowanie z intelowską x86 pod względem energooszczędności i nawet mobilne Atomy nie zmieniły nic w tej sytuacji. Mniejsze zużycie energii jest szczególnie ważnym parametrem w przypadku smartfonów. W końcu umożliwia to wydłużenie czasu pracy o kolejne minuty, a nawet godziny, co jest bardzo doceniane przez użytkowników.

Ogromnym krokiem naprzód w przypadku mobilnych procesorów okazała się być technologia ARM big.LITTLE. Pozwala ona stworzyć różne klastry w obrębie jednego CPU – jeden działa przy wymagających zadaniach, a kolejny wyróżnia się wysoką energooszczędnością i jest używany przy prostszych czynnościach. Aktualnie znajdziemy już wiele układów wykorzystujących ten system. Dobrym przykładem może być Mediatek Helio X30, dysponujący dziesięcioma rdzeniami w trzech grupach, każda stworzona pod kątem innych zadań i legitymująca się różnym poziomem zużycia energii.

źródło: ARM

Pozwala to połączyć wydajność i energooszczędność w jednym układzie. Niedługo jednak na rynku pojawi się nowa generacja tej technologii, DynamiQ, która pozwoli na bardziej elastyczne tworzenie procesorów. Rdzenie w architekturze ARM będą mogły być łączone w dowolny sposób, np. 1 + 7 lub 1 + 2, a nie, jak dotychczas, w systemie 2 + 2, 2 + 4, 4 + 4 lub 2 + 4 + 4. Maksymalna liczba obsługiwanych w jednym klastrze wzrośnie natomiast z 4 do 8.

UKŁAD GRAFICZNY

W przypadku smartfonów czy tabletów stosowane grafiki znacznie odróżniają się od tych, jakie możemy znać z laptopów albo też komputerów stacjonarnych. Przede wszystkim kładzie się przy ich konstrukcji większy nacisk na niski pobór prądu, niż na wysoką wydajność. Owszem, ostatnie lata upłynęły pod znakiem ich szybkiego rozwoju, dzięki czemu gry na urządzenia mobilne wyglądają aktualnie całkiem nieźle. Jednak różnica dzieląca GPU dla mobile i dla zwykłych komputerów wciąż pozostaje spora.

źródło: Texas Instrument

Na rynku znajdziemy kilku różnych producentów tego typu rozwiązań. Mogę tu wspomnieć o Qualcommie i ich Adreno (co ciekawsze, ten dział firmy niegdyś należał do AMD), Mali od ARM, który licencjonuje swoje produkty innym, oraz PowerVR autorstwa Imagination Technologies, stosowany w SoC Apple i Mediateka. Najmniejszym graczem w tym segmencie jest Nvidia. Amerykańska firma przestała jednak zabiegać o popularność wśród smartfonów i skupiła się na biznesie w innych sektorach, więc trudno się też dziwić takiej sytuacji.

PRZYKŁADY SoC

  • Mediatek Helio X30: dziesięć rdzeni: 2 x ARM Cortex A72 2,6GHz, 4 x ARM Cortex A53 2,2GHz, 4 x ARM Cortex A53 1,9GHz, Power VR 7XTP-MT4 850 MHz, LTE Cat. 9, dwa ISP, obsługa do 8GB LPDDR4X RAM wytworzony w procesie litograficznym 10 nm,
  • Qualcomm Snapdragon 625: osiem rdzeni ARM Cortex A53 2GHz, Adreno 506 650MHz, LTE Cat. 7, Bluetooth 4.1, WiFi, GPS, Glonass, Beidou, Galileo, dwa ISP, obsługa LPDDR3 RAM, wytworzony w procesie litograficznym 14 nm,
  • Samsung Exynos 7880 – osiem rdzeni ARM Cortex A53 1,9GHz, ARM Mali T830MP3 900MHz, LTE Cat. 7, GPS, Glonass, Beidoiu, obsługa LPDDR4 RAM, wytworzony w procesie litograficznym 14 nm.

 

PODSUMOWANIE

Warto pamiętać o SoC, czyli sercu naszego telefonu. Wyróżniają się bardzo ciekawą konstrukcją, która jest doskonałym przykładem na poczyniony przez nas postęp i najlepszym dowodem postępującej miniaturyzacji. Jak myślicie, jak będą ewoluować te układy w ciągu najbliższych lat?