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什么是智能手機中的SoC,SoC的用途是什么?
我們知道在電腦中,芯片稱之為CPU,而在手機中,大家喜歡用Soc來表示,而不是簡單的說CPU了。
一、手機Soc,是一整套的系統,含了CPU、GPU、DSP、ISP、AI、modem等等
Soc英文全稱是System on Chip,為系統級芯片,它是把CPU、GPU、RAM、通信基帶、GPS模塊等等整合在一起的系統化解決方案。
可能大家對電腦比較熟悉,電腦裝機的時候,會有CPU、顯卡、內存、硬盤、網卡、或者MODEM等等,藍牙卡、然后插到主板上,接上屏幕,鍵盤、鼠標等就是一臺電腦了。
但手機不一樣,手機Soc是集成了很多的東西,不只有CPU,如果拿電腦來做比較,就是已經將CPU、顯卡、網卡(MODEM)等東西集成至芯片里面去了。
這樣一方面是降低手機廠商們生產難度,不需要東配一個GPU,西配一個DSP模塊,而一個整體,買來全部有了,同時成本也會更低的。
另外一個方面,高集成度的東西是可靠性更高的,不容易出故障,也利于手機這種精密性非常高的產品,畢竟各個品牌的各種配件多了,全靠各種線路連接起來,想想都可怕啊,一旦出了問題,修都沒法修的。
我們常說的手機CPU,實際上準確的說是SOC,比如你找MTK買了SOC,它就包含了CPU、GPU、內存條、通信基帶等一系列的東西,你不需要另外購買,廠家一般也不會單賣CPU給你。
PS:SoC的定義多種多樣,由于其內涵豐富、應用范圍廣,很難給出準確定義。一般說來, SoC稱為系統級芯片,也有稱片上系統,意指它是一個產品,是一個有專用目標的集成電路,其中包含完整系統并有嵌入軟件的全部內容。同時它又是一種技術,用以實現從確定系統功能開始,到軟/硬件劃分,并完成設計的整個過程
SoC就是芯片級系統是一個有專用目標的集成電路,其中包含完整系統并有嵌入軟件的全部內容。
從廣義角度講, SoC是一個微小型系統,如果說中央處理器(CPU)是大腦,那么SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統,這意味著,在單個芯片上,就能完成一個電子系統的功能,而這個系統在以前往往需要一個或多個電路板,以及板上的各種電子器件、芯片和互連線共同配合來實現。目前SoC更多的是對處理器(包括CPU、DSP)、存儲器、各種接口控制模塊、各種互聯總線的集成,其典型代表為手機芯片。目前SoC還達不到單芯片實現一個傳統的電子產品的程度。由此可見SoC 是手機中的核心大腦,也是軟件運行的關鍵,僅僅小塊的主板,就是手機中必不可少,賴以生存的硬件。隨著互聯網時代和社交時代的來臨,用戶觀看信息的方式也變得多種多樣,數碼發燒友這個群體逐漸形成,它們更關心、比較CPU和GPU規格,但是隨著性能成熟和新功能,性能飽和成為了核心話題,CPU性能變得越來越不重要。智能手機SoC越來越少涉及任何一項功能,而更多地采用異構計算方法來解決處理問題。
如今的手機處理的工作負載比以往任何時候都要大。結果,每個芯片內部的專用處理器的數量繼續增加。從幾年前的基本CPU和GPU組件,到如今的DSP,高級ISP和NPU。隨著安全性,機器學習和5G的發展,這些鮮為人知的部分會變得越來越重要。
智能手機普及后,人們對智能手機的認識也逐步深入。選購手機時,手機所搭載芯片的品牌和型號成為影響用戶購買與否的重要因素。但是有些用戶并不清楚SOC是一種什么概念,那么就讓我們通過以下內容探討一下!
什么是SOC
System on Chip,簡稱Soc,即片上系統。國內外學術界一般傾向將SoC定義為將微處理器、模擬IP核、數字IP核和存儲器(或片外存儲控制接口)集成在單一芯片上,它通常是客戶定制的,或是面向特定用途的標準產品。
商用領域的公認標準,一個SOC應包括CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、NPU(神經網絡單元)、BBU(基帶單元)、ISP(圖像信號處理器)、內存、音頻處理器、WiFi模塊等等功能模塊。
這些模塊涵蓋了系統運行計算、圖形相識及屏幕顯示運算、AI運算、基帶信號處理、攝像頭拍照和攝影處理、音頻處理、WiFi連接管理等手機運行所需要的大部分功能的處理。也就是說除了電源管理、射頻處理等少數幾個功能外,SOC基本上包辦其它所有手機功能的實現。
小結:SOC是手機最最核心的部分,如果某些手機芯片中并不包含以上提到的某些功能模塊,那么這樣的手機芯片就不能稱之為SOC。缺失的模塊一般會以外掛的形式存在,但不能沒有!
全球SOC芯片供應商及其產品
- 美國高通:驍龍8系列(高端旗艦產品)、7系列(中端產品)
- 華為海思:麒麟9系列(高端旗艦產品)、8系列(中端產品)、7系列(低端產品)
- 韓國三星:Exynos系列
- 臺灣聯發科:MTK6系列、Helio P系列、天璣系列
- 紫光展銳:虎賁7系列
另外,有一個特殊存在不得不提,那就是蘋果的A系列芯片。因為蘋果基帶芯片的水平一直不過關,所以蘋果一直是對外采購基帶芯片的,所以A系列芯片一直沒有能夠將基帶芯片集成到主芯片中。雖然蘋果A系列芯片是世界上性能最強大的芯片,但從嚴格意義上講,A系列芯片并不是SOC芯片。
小結:手機芯片的技術要求非常高,全球有實力能開發出手機芯片的公司是屈指可數的。
全球主要手機廠商手機芯片使用情況
- 三星:絕大部分使用自家的Exynos芯片和高通芯片,少量使用聯 發科芯片。
- 華為:全部使用自家的麒麟系列芯片(被制裁后仍有少量驍龍芯 片庫存,庫存使用完后,將全部使用麒麟芯片)。
- 蘋果:全部使用自家的A系列芯片。
- 小米:幾乎全部使用高通驍龍系列芯片,極少量的使用聯發科芯片。
- OPPO/vivo:高端機型使用高通驍龍芯片,中低端機型使用聯發科芯片。
小結:全球能夠提供SOC芯片的就只有上文中提到的那幾家公司,手機廠商除了選擇以上芯片,別無他選!
5G時代SOC的發展狀況
現在全球能夠提供5G芯片的廠商只有五家,具體情況如下圖所示。因為高通堅守毫米波5G的原因(毫米波對基帶的要求特別高),造成了至今未能推出5G SOC。其余廠商中,華為SOC芯片的總體性能最為突出。
總結:隨著移動通信技術的發展,基帶芯片設計復雜程度會越來越高,再加上CPU/GPU/ISP等模塊技術的正常發展,SOC芯片的研發與制造門檻也會越來越高。以后能夠推出SOC芯片的廠家可能會越來越少,產業集中度會變得越來越高!
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