Wir wetten, dass die meisten Leute, die sich mit Technologie gut auskennen, den Begriff SoC oder System on a Chip gehört haben . Vor 20 Jahren war es noch nicht so bekannt oder zumindest nicht so weit verbreitet wie heute, aber heute stellt das System on a Chip einen Ansatz dar, elektronische Geräte kleiner, leistungsfähiger und leistungsstärker zu machen energieeffizienter als je zuvor. Das ist alles nett und einfach, aber wissen Sie, was ein Soc ist? Was bedeutet SoC oder System on a Chip ? Warum ist es so wichtig für Smartphones, Tablets, WLAN-Router, Wearables und andere mobile Geräte? Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, was SoCbedeutet, was es tut und warum es so eine große Sache ist, lesen Sie diesen Artikel, und Sie werden einige Antworten finden:

Was ist ein SoC (System auf einem Chip)?

SoC ist die Kurzbezeichnung für System on a Chip . Ein System-on-a-Chip ist ein elektronischer integrierter Schaltkreis, der verschiedene elektronische Komponenten enthält, die so konzipiert sind, dass sie zusammenarbeiten, um ein gemeinsames Ziel zu erreichen. Der erste Teil des Begriffs – System – besagt, dass es um eine komplexe elektronische Baugruppe geht, während der letzte Teil – Chip – Ihnen sagt, dass alle Komponenten dieses Systems auf einem einzigen integrierten Schaltkreis zusammengepresst sind.

Um eine bessere Vorstellung davon zu bekommen, was ein System-on-a-Chip ist, stellen Sie es sich als vollständigen Computer vor, der miniaturisiert und komprimiert ist, um auf einen einzigen Chip zu passen. Zum Beispiel könnte ein SoC mit einem Miniatursystem verglichen werden, das ein Motherboard, einen Prozessor, eine Grafikkarte, eine Netzwerkkarte und so weiter hat. Um sich ein besseres Bild zu machen, sehen Sie unter diesem Abschnitt nach, wie ein Exynos 4 Quad (4412) -System auf einem Chip auf einer Platine eines ^{(System on a Chip)}Samsung Galaxy S III - Smartphones aussieht .

Quelle: Wikipedia .

Was sind die üblichen Anwendungen von SoCs?

Systems on Chips werden in vielen Branchen für alle möglichen Zwecke eingesetzt, z. B. für Smartphones, Tablets, Wearables, Digitalkameras, drahtlose Router und so weiter. Heute werden sie jedoch wahrscheinlich am häufigsten für die Stromversorgung von Smartphones verwendet. Wenn Sie sich fragen, warum, denken Sie daran, dass sowohl Smartphones als auch Tablets kleine Geräte sind, die viel Rechenleistung benötigen, um zu funktionieren, und dass sie alle die Anforderungen der Benutzer erfüllen müssen, die immer anspruchsvoller werden.

So komplex ist das Snapdragon 600 ^{(Snapdragon 600)}System on a Chip von ^{(System on a Chip )}Qualcomm – ein SoC , das im alten Samsung Galaxy S4 - Smartphone verwendet wurde. Neuere Telefone sind noch komplizierter und haben noch stärker miniaturisierte SoCs .

Quelle: ^(Source:) Wikipedia

Die Menschen möchten beispielsweise mit ihrem Smartphone im Internet surfen, Musik hören, Videos ansehen, GPS -Navigation verwenden, Fotos und Videos aufnehmen, Spiele spielen, immer mit sozialen Netzwerken verbunden sein und so weiter. All dies sind Dinge, die nicht nur einen guten Prozessor benötigen, sondern auch einen guten Grafikchip, einen schnellen WLAN- und Bluetooth -Chip, Unterstützung für die Verbindung zu 4G-Netzwerken und ein GPSChip und die Liste ließe sich fortsetzen. Und das alles bei möglichst geringem Stromverbrauch. Schließlich möchte niemand, dass seine Geräte nach sehr wenigen Betriebsstunden heruntergefahren werden. Die Antwort ist, alles zu miniaturisieren, was sich miniaturisieren lässt, und so viele Komponenten wie möglich auf eine kleinere Fläche zu quetschen. Die Folge ist eine höhere Rechenleistung und ein geringerer Stromverbrauch. Genau das bietet ein System on a Chip .

Was sind die üblichen Komponenten eines SoC ?

Ein System-on-a-Chip kann je nach Zweck aus verschiedenen Elementen bestehen. Da die überwiegende Mehrheit der SoCs jedoch auf Smartphones verwendet wird, finden Sie hier eine Liste der häufigsten Komponenten solcher Geräte:

• CPU – die Central Processing Unit oder der Prozessor ist der Kern aller Dinge in einem SoC . Es ist der Teil des SoC , der für die meisten Berechnungen und Entscheidungen verantwortlich ist. Es empfängt Eingaben von anderen Hardwarekomponenten und Software und liefert entsprechende Ausgabeantworten. Ohne CPU gäbe es kein SoC . Die meisten CPUs haben heute zwei, vier oder acht Kerne im Inneren, um Parallelverarbeitung durchführen zu können.
• GPU – ist die Abkürzung für Graphical Processing Unit und wird auch als Videochip bezeichnet. Die GPU ist verantwortlich für die 3D-Spiele, die Sie auf Ihrem Smartphone spielen können, und auch für die sauberen visuellen Übergänge, die Sie in der Benutzeroberfläche jedes Geräts mit einem SoC sehen .
• RAM - Speicher^(Memory) – alle Computergeräte benötigen Speicher, um zu funktionieren. Um Apps und Software ausführen zu können, müssen Daten verwendet werden, und um dies tun zu können, muss ein System on a Chip über RAM-Speicher verfügen.
• ROM-Speicher^{(ROM memory)} – so wie ein Gerät RAM-Speicher^{(RAM memory)} benötigt , um Apps und andere Software ausführen zu können, muss es auch ROM-Speicher^{(ROM memory)} haben , um Software wie die Firmware oder das Betriebssystem, das darauf ausgeführt wird, speichern zu können.
• Modem - kein Smartphone wäre ein Telefon, wenn es sich nicht mit Funknetzen verbinden könnte. Und damit beziehen wir uns sowohl auf drahtlose Netzwerke als auch auf 3G- oder 4G-Mobilfunknetze. Modems kümmern sich um Netzwerk- oder Mobilfunkverbindungen.

Hier ist eine Illustration, welche Komponenten das System on a Chip namens Snapdragon 410 von Qualcomm umfasst:

Neben einem Prozessor und Speicher können andere SoCs , wie sie auf drahtlosen Routern und anderen ähnlichen Netzwerkgeräten zu finden sind, auch PCIe -Schnittstellen enthalten, die zum Anschließen der Funktransceiver, SATA- und/oder USB -Schnittstellen zum Anschließen an Speichergeräte entwickelt wurden. In der Abbildung unten sehen Sie, was sich in einem BCM5862X-SoC von Broadcom befindet . Und wenn Sie mehr über Router Systems on Chips erfahren möchten , finden Sie hier weiterführende Lektüre zum Thema: Router SoC 101 .

Quelle: ^(Source:) Toms Hardware

Die Liste der Komponenten, die wir in den obigen Absätzen aufgelistet haben, zeigt nur einige Kernelemente, die man unbedingt haben muss, eines System-on-a-Chip . Systems on Chips können jedoch auch andere Teile haben. Beispielsweise verfügen viele über Komponenten, die für die Zusammenarbeit mit Ortungsdiensten, Sensoren, Sicherheitsfunktionen oder Schnittstellen ausgelegt sind, die mit besseren Kameras oder größeren Bildschirmen arbeiten können. Die Liste geht weiter.

Welches sind die größten Hersteller mobiler SoCs und welches ist heute das beste SoC?

Die größten SoC- Hersteller sind heute Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei , NVIDIA und Broadcom . Qualcomm, NVIDIA und MediaTek produzieren und verkaufen hauptsächlich mobile SoCs an andere Hardwareunternehmen, die sie in den von ihnen hergestellten Geräten verwenden. Broadcom stellt SoCs her, die hauptsächlich in Routern und Netzwerkgeräten verwendet werden, und Samsung und Huawei stellen nicht nur SoCs her , sondern sie sind auch zwei der größten Smartphone-Unternehmen der Welt.

Zu sagen, welches das beste System-on-a-Chip ist, ist unmöglich. Die Branche wächst und entwickelt sich so schnell, dass zu dem Zeitpunkt, an dem Sie vergleichen und entscheiden könnten, welches das beste SoC ist, wahrscheinlich ein neues auf dem Weg ist, um zukünftige Geräte mit Strom zu versorgen.

Denken Sie jedoch daran, dass der beste^{(the best )} SoC für Sie^{( for you)} möglicherweise nicht der mit dem besten Prozessor oder den schnellsten drahtlosen Übertragungen ist. Das System on a Chip für Sie ist dasjenige, das Ihr nächstes Smartphone oder Gerät gut funktionieren lässt, alle Grundlagen bietet, die Sie benötigen, und alle gewünschten „Peripheriegeräte“ enthält (4G LTE - Unterstützung, WLAN^(WiFi) mit Unterstützung für den 802.11ac-Standard , USB- Konnektivität usw.).

Hier ist ein interessantes Video, das Ihnen zeigt, wie Smartphone-Hersteller das richtige System on a Chip für jedes ihrer Smartphones auswählen:

Welche Vor- und Nachteile hat ein SoC ?

Sie fragen sich vielleicht immer noch: Warum sollte jemand ein System auf einem Chip^{(System on a Chip)} entwerfen, herstellen und verkaufen wollen ? Dafür gibt es einige Gründe:

• Ein SoC ist normalerweise winzig^{(tiny )} und nimmt nicht viel Platz in einem elektronischen Gerät ein, was es zu einer perfekten Lösung für kleine Geräte wie beispielsweise Smartphones, Tablets oder Wearables macht. Und nur diese drei Beispiele reichen aus, um die Welt mit Hunderten von Milliarden Dollar zu füllen.
• Wenn Sie ein Gerät entwerfen müssen, das groß genug ist, um bestenfalls in Ihre Handfläche zu passen, ist Integration eine Sache, die Sie wollen. Das bedeutet, dass Sie einen Prozessor, einen Grafikchip, ein Modem und viele andere Komponenten auf demselben Quadratzoll unterbringen können.
• Da ein SoC klein ist und viele verschiedene Teile auf einem einzigen Chip integriert, bedeutet dies, dass sein Hersteller keine Zeit, kein Geld und keine Ressourcen für die Verkabelung wichtiger physischer Teile und die Erstellung langer Schaltkreise aufwenden muss, was wiederum eine geringere Herstellung bedeutet Kosten^{(lower manufacturing costs)} .
• Systeme auf einem Chip^{(Systems on a Chip)} sind viel energieeffizienter als ein System mit dedizierten, separaten Komponenten wie beispielsweise ein Desktop-PC oder ein Laptop. Ein SoC kann längere Zeit mit Batterien betrieben werden, was es zur richtigen Wahl für jedes mobile Gerät macht.

Auf der anderen Seite haben Systems on Chips den großen Nachteil, dass sie überhaupt nicht anpassungsfähig sind. SoCs sind naturgemäß so eng integriert und so klein, dass sie sich nicht anpassen bzw. nicht aufrüsten lassen. Ein System-on-a-Chip stirbt normalerweise so, wie es geboren wurde: Während seiner Lebensdauer ändert sich nichts. Und das ist auch ein Grund dafür, warum Sie nicht nur diesen Teil reparieren oder austauschen können, wenn etwas in einem SoC kaputt geht – Sie müssen das gesamte ^(SoC)SoC ersetzen .

Stimmen Sie zu, dass Systems on Chips die Zukunft der Elektronik sind?

Bei traditionellen Ansätzen für Elektronik und insbesondere Computergeräte ging es darum, Systeme zu erstellen, die auf separaten, unabhängigen Teilen laufen. Solche Beispiele sind zum Beispiel Computer und Laptops. Die permanente Miniaturisierung aller Dinge um uns herum führt jedoch dazu, dass sie immer mehr auf kleinere, bessere und energieeffizientere Systeme auf Chips^{(Systems on Chips)} setzen . Smartphones, Tablets, Wearables, verdammt noch mal die IoT ( Internet of Things )-Geräte beweisen, dass Systems on Chipssind ein wichtiger Bestandteil der Zukunft der gesamten Elektronik. Aber bedeutet das, dass sie die Welt übernehmen werden? Was, wenn sie so klein werden, dass sie Nanoroboter zu einer alltäglichen Sache machen? Wir möchten von Ihnen hören, also zögern Sie nicht, Ihre Meinung in den Kommentaren unten zu teilen.

Simple questions: What is a SoC (System on a Chip)?

We bet that most people who have a good knowledge of technology have hеard the term SoC or System on a Chip. It wasn't much of a thing 20 years ago, or at least it was not something as widely used as it is today, but in the present day, the System on a Chip represents an approach to making electronic devices smaller, more powerful and more energy efficient than ever before. That's all nice and easy but do you know what a Soc is? What does SoC or System on a Chip mean? Why is it such an important thing for smartphones, tablets, wireless routers, wearables and other mobile devices? If you want to learn more about what SoC means, what it does, and why it's such a big deal, read this article, and you'll find some answers:

What is a SoC (System on a Chip)?

SoC is the short term for System on a Chip. A System on a Chip is an electronic integrated circuit that contains various electronic components designed to work together to achieve a common goal. The first part of the term - System - says that it's all about a complex electronic assembly, while the last part - Chip - tells you that all the components of that system are squeezed together on a single integrated circuit.

To get a better idea of what a System on a Chip is, imagine it as a full computer that's miniaturized and compressed to fit on a single chip. For instance, a SoC could be compared to a miniature system that has a motherboard, a processor, a graphics card, a network card and so on. To get a better picture, look below this paragraph, and you'll see what an Exynos 4 Quad (4412) System on a Chip looks like, on a circuit board from a Samsung Galaxy S III smartphone.

Source: Wikipedia.

What are the common uses of SoCs?

Systems on Chips are widely used in many industries for all kinds of purposes such as for smartphones, tablets, wearables, digital cameras, wireless routers and so on. However, probably their most common uses today are for powering smartphones. If you're wondering why, keep in mind that both smartphones and tablets are small devices that need a lot of processing power to work and they all need to meet users' requirements, which are increasingly more demanding.

Here's just how complex the Qualcomm's Snapdragon 600 System on a Chip is - a SoC that was used in the old Samsung Galaxy S4 smartphone. Newer phones are even more complicated and have SoCs that are even more miniaturized.

Source: Wikipedia

For instance, people want to be able to use their smartphones to browse the internet, listen to music, watch videos, use GPS navigation, shoot photos and film videos, play games, be always connected to social networks, and so on. All these are things that need not only a good processor, but also a good graphic chip, a fast wireless and Bluetooth chip, support for connecting to 4G networks, a GPS chip and the list can go on. And all that must happen with the least power consumption possible. After all, nobody wants their devices to shut down after very few hours of use. The answer is to miniaturize everything that can be miniaturized and squeeze as many components as possible on a smaller surface. The consequence is a higher processing power and a lower power consumption. That is exactly what a System on a Chip offers.

Which are the usual components of a SoC?

A System on a Chip can have a variety of elements, depending on its purpose. However, as the overwhelming majority of SoCs are used on smartphones, here's a list of the most common components of such devices:

• CPU - the Central Processing Unit or the processor is the core of all things inside a SoC. It's the part of the SoC that's responsible for making most calculations and decisions. It receives input from other hardware components and software and delivers appropriate output responses. Without a CPU, there would be no SoC. Most CPUs today have two, four or eight cores inside, to be able to do parallel processing.
• GPU - is short for Graphical Processing Unit and it's also known as the video chip. The GPU is responsible for those 3D games you can play on your smartphone and also for the neat visual transitions that you see in the user interface of any device using a SoC.
• RAM Memory - all computing devices need memory to work. For being able to run apps and software data must be used, and to be able to do that, a System on a Chip must have RAM memory.
• ROM memory - just as a device needs RAM memory to be able to run apps and other software, it must also have ROM memory to be able to store software like the firmware or the operating system that it runs.
• Modem - no smartphone would be a phone if it weren't able to connect to radio networks. And by that, we refer to both wireless networks and to 3G or 4G mobile networks. Modems take care of network or cellular connectivity.

Here's an illustration of what components the System on a Chip called Snapdragon 410 from Qualcomm includes:

Besides a processor and memory, other SoCs, like the ones found on wireless routers and other similar networking devices, might also include PCIe interfaces designed to connect the radio transceivers, SATA and/or USB interfaces to connect to storage devices. In the illustration below you can see what's found inside a BCM5862X SoC from Broadcom. And if you're curious to know more about routers Systems on Chips, here's some further reading on the subject: Router SoC 101.

Source: Tom's Hardware

The list of components that we've listed in the paragraphs above shows only a few core, must-have, elements of a System on a Chip. However, Systems on Chips can have other parts as well. For instance, many have components designed to work with location services, sensors, security, or interfaces capable of working with better cameras or larger screens. The list goes on.

Which are the largest manufacturers of mobile SoCs and which is the best SoC today?

The largest SoC manufacturers today are Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei, NVIDIA, and Broadcom. Qualcomm, NVIDIA, and MediaTek manufacture and sell mostly mobile SoCs to other hardware companies which use them in the devices they produce. Broadcom makes SoCs that are mainly used in routers and networking devices, and Samsung and Huawei not only make SoCs but they are also two of the largest smartphones companies in the world.

To say which is the best System on a Chip is impossible. The industry is growing and evolving so rapidly that, by the time you could compare and decide on which is the best SoC, a new one would probably be on its way to power future devices.

However, keep in mind that the best SoC for you might not be the one with the best processor or the fastest wireless transfers. The System on a Chip for you is the one that can make your next smartphone or device work well, offer all the basics you need, and include all the "peripherals" you want (4G LTE support, WiFi with support for the 802.11ac standard, USB connectivity, etc.).

Here's an interesting video that shows you how smartphone manufacturers choose the right System on a Chip for each of their smartphones:

What are the advantages and disadvantages of a SoC?

You might wonder still: why would somebody want to design, manufacture and sell a System on a Chip? There are quite a few reasons for that:

• A SoC is usually tiny and doesn't take a lot of space inside an electronic device, which makes it a perfect solution for small devices like smartphones, tablets, or wearables, for instance. And these three examples only, are enough to fill the world with hundreds of billions of dollars.
• When you have to design a device that's large enough to fit in your palm at best, integration is a thing you want. That means that you can put a processor, a graphic chip, a modem and many other components in the same square inch.
• Because a SoC is small and because it integrates many different parts on a single chip, it means that its manufacturer doesn't have to spend time, money and resources on wiring significant physical parts and creating long circuits, which in its turn means lower manufacturing costs.
• Systems on a Chip are a lot more power efficient than a system with dedicated, separate components like a desktop PC or a laptop for instance. A SoC can run on batteries for longer times, which makes it a right choice for any mobile device.

On the other hand, Systems on Chips have the big disadvantage of not being adaptable at all. By their nature, SoCs are so tightly integrated and so small that they cannot adapt or, in other words, they cannot be upgraded. A System on a Chip will usually die the same as it was born: nothing changes during its lifetime. And that's also a reason for why if something breaks inside a SoC, you cannot repair or change only that part - you have to replace the whole SoC.

Do you agree that Systems on Chips are the future of electronics?

Traditional approaches to electronics and especially computing devices were about creating systems that run on separate, independent parts. Such examples are computers and laptops for instance. However, the permanent miniaturization of all things around us means that they are relying increasingly more on smaller, better, more power efficient Systems on Chips. Smartphones, tablets, wearables, hell even the IoT (Internet of Things) devices prove that Systems on Chips are an important part of the future of all electronics. But does that mean that they will be taking over the world? What if they will become so small that they will make nanorobots a common thing? We want to hear from you, so don't hesitate to share your opinions in the comments below.

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