سیستم روی چیپ (SoC) چیست؟



سیستم روی چیپ یا همان SoC، یک سیستم پردازشی کامل به حساب می‌آید که درون یک پکیج واحد قرار گرفته است. یک SoC از چندین بخش پردازشی، مموری، مودم و دیگر قطعات اساسی تشکیل شده که درون یک چیپ قرار گرفته و بر روی برد مدار تعبیه شده‌اند.

ترکیب چندین بخش مختلف در یک تراشه منجر به صرفه‌جویی در فضا، هزینه و مصرف انرژی می‌شود. به زبان بسیار ساده، یک SoC یا چیپست مغز موبایل شما است که از تمام پردازش‌های سیستم‌عامل گرفته تا تشخیص فشردن دکمه‌ی پاور را انجام می‌دهد. همچنین هر چیپست با دیگر قطعات موبایل مانند دوربین‌ها، نمایشگر، رم، حافظه داخلی و دیگر بخش‌ها ارتباط برقرار می‌کند.

در ادامه می‌توانید لیست قطعات رایج تعبیه شده در چیپست موبایل را مشاهده کنید که در ادامه‌ی این مطلب، به مهم‌ترین بخش‌های تراشه بیشتر می‌پردازیم.

  • واحد پردازش مرکزی (CPU): مغز چیپست محسوب می‌شود که بیشتر کدهای سیستم‌عامل و اکثر اپلیکیشن‌ها را اجرا می‌کند.
  • واحد پردازش گرافیکی (GPU): وظایف مربوط به گرافیک مانند به تصویر کشیدن رابط کاربری اپلیکیشن و اجرای بازی‌های دو بعدی و سه بعدی را مدیریت می‌کند.
  • واحد پردازش تصویر (ISP): داده‌های دریافتی از دوربین را به فایل‌های تصویری و ویدیویی تبدیل می‌کند.
  • پردازنده‌ی سیگنال دیجیتال (DSP): نسبت به واحد پردازش مرکزی، محاسبات پیشرفته‌تر ریاضی را بر عهده می‌گیرد. به عنوان مثال می‌توانیم به خروج فایل‌های موسیقی از حالت فشرده و تحلیل داده‌های مربوط به ژیروسکوپ اشاره کنیم.
  • واحد پردازش عصبی (NPU): این بخش عمدتاً در تراشه‌های پرچم‌دار و رده‌بالا استفاده می‌شود تا سرعت پردازش‌های مربوط به یادگیری ماشینی را افزایش دهد. به عنوان مثال می‌توانیم به تشخیص صدا و پردازش تصاویر اشاره کنیم.
  • انکودر و دیکودر ویدیو: تبدیل انواع فایل‌های ویدیوی را با مصرف انرژی کمتری انجام می‌دهد.
  • مودم‌ها: سیگنال‌های بی‌سیم را به داده‌های قابل درک برای گوشی تبدیل می‌کنند. در این بین می‌توانیم به مودم‌های ۴G، ۵G، وای‌فای و بلوتوث اشاره کنیم.



در بازار جهانی، کوالکام بزرگ‌ترین تأمین‌کننده‌ی چیپست موبایل به حساب می‌آید و بخش زیادی از گوشی‌های پرچم‌دار، میان‌رده و حتی پایین‌رده از تراشه‌های این شرکت بهره می‌برند. تراشه‌های سری ۸۰۰ اسنپ‌دراگون کوالکام بیشترین توان پردازشی را ارائه می‌دهند و بهترین مدل آن اسنپدراگون ۸۸۸ نام دارد. تراشه‌های میان‌رده‌ی کوالکام هم در سری ۶۰۰ و ۷۰۰ اسنپدراگون قرار دارند. در سری ۴۰۰ اسنپدراگون هم شاهد تراشه‌های پایین‌رده هستیم.

مودم‌های ۴G و ۵G


یکی دیگر از بخش‌های مهم چیپست موبایل، مودم مختص اینترنت موبایل است که امکان اتصال به اینترنت اپراتورهای مخابراتی را امکان‌پذیر می‌کند. مودم‌های مختلف در زمینه‌ی سرعت و کیفیت اینترنت تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند. بهترین مودم‌ها از سرعت بالاتر از ۱ گیگابیت در ثانیه پشتیبانی می‌کنند و همچنین باید به مودم‌های وای‌فای و بلوتوث هم اشاره کنیم ولی تمرکز این بخش از مطلب معطوف به مودم‌های ۴G و ۵G است.

تمام چیپست‌های موبایل عرضه شده در چند سال اخیر دارای مودم ۴G یکپارچه هستند. این یعنی مودم موردنظر درون چیپست موبایل تعبیه شده است. اولین مودم‌های ۵G اکسترنال بودند و این یعنی آن‌ها باید به چیپست موبایل وصل می‌شدند. چنین رویکردی از نظر مصرف انرژی چندان بهینه نیست اما به شرکت‌های مختلف اجازه می‌دهد که به راحتی پشتیبانی از اینترنت ۵G را برای گوشی‌های خود ارائه دهند.


از طرف دیگر، در حال حاضر چندین چیپست دارای مودم ۵G یکپارچه در بازار حضور دارند. تراشه‌های پرچم‌دار از مودم‌های ۵G یکپارچه بهره می‌برند که از امواج میلی‌متری و فرکانس‌های زیر ۶ گیگاهرتز مختص اینترنت ۵G پشتیبانی می‌کنند. همچنین کوالکام و مدیاتک از جمله شرکت‌هایی هستند که چندین تراشه‌ی ارزان‌قیمت با قابلیت پشتیبانی از فناوری ۵G را معرفی کرده‌اند.



در نهایت گوشی‌های امروزی نسبت به گذشته کارهای بسیار متنوع‌تری را انجام می‌دهند. در نتیجه، تعداد پردازنده‌های اختصاصی موجود در چیپست همچنان در حال افزایش است. چند سال قبل، مهم‌ترین قطعات چیپست‌های موبایل پردازنده‌ی اصلی و پردازنده‌ی گرافیکی بودند اما حالا واحد پردازش تصویر، بخش پردازش عصبی و پردازشگر سیگنال دیجیتال اهمیت زیادی پیدا کرده‌اند. کاربران اندکی به این قطعات توجه نشان می‌دهند اما با پیشرفت امکانات امنیتی، یادگیری ماشینی و اینترنت ۵G، اهمیت آن‌ها روزبه‌روز بیشتر از گذشته می‌شود