Perguntas simples: O que é um SoC (System on a Chip)?

Apostamos que a maioria das pessoas que tem um bom conhecimento de tecnologia já ouviu o termo SoC ou System on a Chip . Não era grande coisa há 20 anos, ou pelo menos não era algo tão amplamente utilizado como é hoje, mas nos dias atuais, o System on a Chip representa uma abordagem para tornar os dispositivos eletrônicos menores, mais poderosos e energia mais eficiente do que nunca. Isso é tudo legal e fácil, mas você sabe o que é um Soc? O que significa SoC ou System on a Chip ? Por que é tão importante para smartphones, tablets, roteadores sem fio, wearables e outros dispositivos móveis? Se você quiser saber mais sobre o que o SoCsignifica, o que ele faz e por que é tão importante, leia este artigo e você encontrará algumas respostas:

Conteúdo

1. O que é um SoC (System on a Chip)?
2. Quais são os usos comuns dos SoCs?
3. Quais são os componentes usuais de um SoC?
4. Quais são os maiores fabricantes de SoCs móveis e qual é o melhor SoC hoje?
5. Quais são as vantagens e desvantagens de um SoC?
6. Você concorda que Systems on Chips é o futuro da eletrônica?

O que é um SoC (System on a Chip)?

SoC é o curto prazo para System on a Chip . Um sistema em um chip é um circuito eletrônico integrado que contém vários componentes eletrônicos projetados para trabalhar juntos para atingir um objetivo comum. A primeira parte do termo - Sistema - diz que se trata de uma montagem eletrônica complexa, enquanto a última parte - Chip - informa que todos os componentes desse sistema são espremidos em um único circuito integrado.

Para ter uma ideia melhor do que é um sistema em um chip , imagine-o como um computador completo que é miniaturizado e compactado para caber em um único chip. Por exemplo, um SoC pode ser comparado a um sistema em miniatura que possui uma placa-mãe, um processador, uma placa gráfica, uma placa de rede e assim por diante. Para obter uma imagem melhor, veja abaixo este parágrafo e você verá como é um Exynos 4 Quad (4412) System on a Chip , em uma placa de circuito de um smartphone Samsung Galaxy S III.

SoC, sistema em um chip

Fonte: Wikipédia .

Quais são os usos comuns dos SoCs?

Os sistemas em chips são amplamente utilizados em muitas indústrias para todos os tipos de finalidades, como smartphones, tablets, wearables, câmeras digitais, roteadores sem fio e assim por diante. No entanto, provavelmente seus usos mais comuns hoje são para alimentar smartphones. Se você está se perguntando o porquê, tenha em mente que tanto os smartphones quanto os tablets são dispositivos pequenos que precisam de muito poder de processamento para funcionar e todos precisam atender aos requisitos dos usuários, cada vez mais exigentes.

Aqui está o quão complexo é o Snapdragon 600 System on a Chip da Qualcomm - um SoC que foi usado no antigo smartphone Samsung Galaxy S4. Os telefones mais novos são ainda mais complicados e possuem SoCs ainda mais miniaturizados.

SoC, sistema em um chip

Fonte: Wikipédia

Por exemplo, as pessoas querem poder usar seus smartphones para navegar na internet, ouvir música, assistir vídeos, usar navegação GPS, tirar fotos e filmar vídeos, jogar, estar sempre conectado a redes sociais e assim por diante. Todas essas são coisas que precisam não apenas de um bom processador, mas também de um bom chip gráfico, um chip rápido sem fio e Bluetooth, suporte para conexão a redes 4G, um chip GPS e a lista pode continuar. E tudo isso deve acontecer com o menor consumo de energia possível. Afinal, ninguém quer que seus dispositivos desliguem após poucas horas de uso. A resposta é miniaturizar tudo o que pode ser miniaturizado e espremer o maior número possível de componentes em uma superfície menor. A consequência é um maior poder de processamento e um menor consumo de energia. Isso é exatamente o que um sistema em um chipofertas.

Quais são os componentes usuais de um SoC?

Um sistema em um chip pode ter uma variedade de elementos, dependendo de sua finalidade. No entanto, como a esmagadora maioria dos SoCs é usada em smartphones, aqui está uma lista dos componentes mais comuns desses dispositivos:

• CPU – a Unidade Central de Processamento ou o processador é o núcleo de todas as coisas dentro de um SoC . É a parte do SoC responsável por fazer a maioria dos cálculos e decisões. Ele recebe entrada de outros componentes de hardware e software e fornece respostas de saída apropriadas. Sem uma CPU, não haveria SoC . A maioria das CPUs hoje tem dois, quatro ou oito núcleos internos, para poder fazer o processamento paralelo.
• GPU - é a abreviação de Unidade de Processamento Gráfico e também é conhecido como chip de vídeo. A GPU é responsável pelos jogos 3D que você pode jogar em seu smartphone e também pelas transições visuais nítidas que você vê na interface do usuário de qualquer dispositivo usando um SoC.
• Memória RAM - todos os dispositivos de computação precisam de memória para funcionar. Para poder executar aplicativos e dados de software deve ser usado, e para poder fazer isso, um sistema em um chip deve ter memória RAM.
• Memória ROM - assim como um dispositivo precisa de memória RAM para poder executar aplicativos e outros softwares, ele também deve ter memória ROM para poder armazenar softwares como o firmware ou o sistema operacional que executa.
• Modem - nenhum smartphone seria um telefone se não pudesse se conectar a redes de rádio. E com isso nos referimos tanto às redes sem fio quanto às redes móveis 3G ou 4G. Os modems cuidam da conectividade de rede ou celular.

Aqui está uma ilustração de quais componentes o System on a Chip chamado Snapdragon 410 da Qualcomm inclui:

SoC, sistema em um chip

Além de um processador e memória, outros SoCs , como os encontrados em roteadores sem fio e outros dispositivos de rede semelhantes, também podem incluir interfaces PCIe projetadas para conectar os transceptores de rádio, interfaces SATA e/ou USB para conectar a dispositivos de armazenamento. Na ilustração abaixo você pode ver o que é encontrado dentro de um SoC BCM5862X da Broadcom. E se você está curioso para saber mais sobre roteadores Systems on Chips , aqui vai mais algumas leituras sobre o assunto: Router SoC 101 .

SoC, sistema em um chip

Fonte: Hardware do Tom

A lista de componentes que listamos nos parágrafos acima mostra apenas alguns elementos essenciais e obrigatórios de um System on a Chip . No entanto, Systems on Chips também pode ter outras partes. Por exemplo, muitos têm componentes projetados para funcionar com serviços de localização, sensores, segurança ou interfaces capazes de funcionar com câmeras melhores ou telas maiores. A lista continua.

Quais são os maiores fabricantes de SoCs móveis e qual é o melhor SoC hoje?

Os maiores fabricantes de SoC hoje são Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei , NVIDIA e Broadcom . Qualcomm, NVIDIA e MediaTek fabricam e vendem principalmente SoCs móveis para outras empresas de hardware que os usam nos dispositivos que produzem. A Broadcom fabrica SoCs que são usados ​​principalmente em roteadores e dispositivos de rede, e a Samsung e a Huawei não apenas fabricam SoCs , mas também são duas das maiores empresas de smartphones do mundo.

Dizer qual é o melhor sistema em um chip é impossível. A indústria está crescendo e evoluindo tão rapidamente que, quando você puder comparar e decidir qual é o melhor SoC , um novo provavelmente estará a caminho para alimentar dispositivos futuros.

No entanto, lembre-se de que o melhor SoC para você pode não ser aquele com o melhor processador ou as transferências sem fio mais rápidas. O System on a Chip para você é aquele que pode fazer seu próximo smartphone ou dispositivo funcionar bem, oferecer todo o básico que você precisa e incluir todos os "periféricos" que você deseja (suporte 4G LTE, WiFi com suporte para o padrão 802.11ac , conectividade USB, etc.).

Aqui está um vídeo interessante que mostra como os fabricantes de smartphones escolhem o System on a Chip certo para cada um de seus smartphones:

Quais são as vantagens e desvantagens de um SoC?

Você ainda pode se perguntar: por que alguém iria querer projetar, fabricar e vender um sistema em um chip ? Existem algumas razões para isso:

• Um SoC geralmente é pequeno e não ocupa muito espaço dentro de um dispositivo eletrônico, o que o torna uma solução perfeita para pequenos dispositivos como smartphones, tablets ou wearables, por exemplo. E esses três exemplos apenas, são suficientes para encher o mundo com centenas de bilhões de dólares.
• Quando você precisa projetar um dispositivo grande o suficiente para caber na palma da mão, na melhor das hipóteses, a integração é o que você deseja. Isso significa que você pode colocar um processador, um chip gráfico, um modem e muitos outros componentes na mesma polegada quadrada.
• Como um SoC é pequeno e integra muitas peças diferentes em um único chip, isso significa que seu fabricante não precisa gastar tempo, dinheiro e recursos na fiação de peças físicas significativas e na criação de circuitos longos, o que, por sua vez, significa menor fabricação custos .
• Os sistemas em um chip são muito mais eficientes em termos de energia do que um sistema com componentes dedicados e separados, como um PC de mesa ou um laptop, por exemplo. Um SoC pode funcionar com baterias por mais tempo, o que o torna a escolha certa para qualquer dispositivo móvel.

Por outro lado, os Systems on Chips têm a grande desvantagem de não serem adaptáveis. Por sua natureza, os SoCs são tão fortemente integrados e tão pequenos que não podem se adaptar ou, em outras palavras, não podem ser atualizados. Um sistema em um chip geralmente morre da mesma forma que nasceu: nada muda durante sua vida útil. E essa também é uma razão pela qual, se algo quebrar dentro de um SoC , você não poderá reparar ou alterar apenas essa parte - você precisará substituir todo o SoC .

Você concorda que Systems on Chips é o futuro da eletrônica?

As abordagens tradicionais da eletrônica e especialmente dos dispositivos de computação eram sobre a criação de sistemas que rodam em partes separadas e independentes. Tais exemplos são computadores e laptops, por exemplo. No entanto, a miniaturização permanente de todas as coisas ao nosso redor significa que eles estão confiando cada vez mais em sistemas em chips menores, melhores e mais eficientes em termos de energia . Smartphones, tablets, wearables, até mesmo os dispositivos IoT (Internet das Coisas) provam que os sistemas em chips são uma parte importante do futuro de todos os eletrônicos. Mas isso significa que eles vão dominar o mundo? E se eles se tornarem tão pequenos que farão dos nanorrobôs uma coisa comum? Queremos ouvir de você, então não hesite em compartilhar suas opiniões nos comentários abaixo.