ما هي الـ SOC و كيف أصبحت تنافس وحدة المعالجة المركزيّة CPU

بعد أكثر من 50 عاما في القمة، وجدت وحدة المعالجة المركزية (CPU – Central Processing Unit) أخيرا بعض المنافسة من منافس يدعى (SoC – System on Chip) (منظومة على شريحة).

لمدة عقود كان بإمكانك أن تدخل الى متجر الالكترونيات وتختار بكل ثقة جهاز كومبيوتر جديد بناء على وحدة المعالجة المركزية المستخدمة فيه .. بينما الآن أينما نظرت _ من الهواتف الذكية إلى الأجهزة اللوحية وحتى بعض أجهزة الكمبيوتر المحمولة_ ستجد هناك شرائح SoC.

على الرغم من ذلك ليس هناك ما يقلق .. فالـCPU والـ SoC متشابهين الى حد ما، و تقريبا كل ما تعرفه عن وحدة المعالجة المركزية ينطبق أيضا على الSoC ...

ما هي وحدة المعالجة المركزية (CPU)؟

على الرغم من التركيز الكبير الذي تم وضعه في تكنولوجيا وأداء وحدة المعالجة المركزية ، فإنها في نهاية المطاف عبارة عن آلة حاسبة سريعة جدا. فالمعالج يجلب البيانات من الذاكرة، ومن ثم ينفذ نوعا من العمليات الحسابية (جمع ، ضرب، ...) أو العمليات المنطقية(AND،OR،NOT) على تلك البيانات. وكلما كانت وحدة المعالجة المركزية أكثر كلفة وتعقيدا، كلما زادت كمية البيانات التي يمكن معالجتها، وبالتالي تزداد سرعة جهاز الكمبيوتر الخاص بك.

وحدة المعالجة المركزية بحد ذاتها ليست جهاز كمبيوتر، و إنما - لا بد من وجود بنية متكاملة من شرائح السيليكون الأخرى لذلك. فيجب أن يكون هناك ذاكرة تحوي البيانات، وشريحة صوتية لمعالجة و إصدار الموسيقى الخاصة بك، ومعالج رسومات لعرض الصور على الشاشة، ومئات من المكونات الأصغرالتي لكل منها مهمة خاصة وهامة جدا.

ما هي المنظومة على شريحة SoC؟

المنظومة على شريحة، هي عبارة نظام حاسوبي متكامل يقوم بدمج جميع المكونات السابقة تقريبا في شريحة سيليكون واحدة. فجنبا إلى جنب مع وحدة المعالجة المركزية، عادة ما تحتوي الـ SoC على GPU (معالج رسوميات)، ذاكرة رئيسية، وحدة تحكم USB، دارات للتحكم بالطاقة، و محولات لاسلكية (واي فاي، 3G، 4G LTE، و غيرها). و في حين أن وحدة المعالجة المركزية (CPU) لا يمكن أن تعمل دون العشرات من الشرائح و المكونات الأخرى، فإنه من الممكن بناء أجهزة كمبيوتر متكاملة بمجرد استخدام منظومةSoC واحدة.

الفرق بين الـ SOC ووحدة المعالجة المركزية (CPU) :

إن الميزة رقم واحد لSOC هو حجمها، حيث أن الـ SoC هي أكبر بقليل فقط من وحدة المعالجة المركزية، مع ذلك فإنها تحتوي على الكثير من الوظائف الإضافية. إذا كنت تستخدم وحدة المعالجة المركزية، فإنه من الصعب جدا أن تصنع جهاز كمبيوتر أصغر من 10 سم (4 بوصات) مربعة، وذلك نظرا لوجود عدد من الرقائق المفردة التي يجب تجميعها فيه. أما باستخدام SOC، يمكن أن نضع أجهزة كمبيوتر كاملة في الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية ، و لا يزال لديك الكثير من المساحة للبطاريات و بعض المكونات الأخرى.

ونظرا لتمتعها بمستوى عالي جدا من التكامل وحاجتها لأسلاك توصيل أقصر، فإن ال SoC يستخدم أيضا طاقة أقل بكثير. مرة أخرى هذه ميزة كبيرة عندما يتعلق الأمر بالأجهزةالمحمولة. وكذلك فإن خفض عدد الشرائح المستخدمة يعني أن بناء جهاز كومبيوتر باستخدام الـ SOC سيكون أقل تكلفة بكثير.

السيئة الحقيقية الوحيدة للـ SoC هي الانعدام التام للمرونة. ففي جهاز الكمبيوتر الخاص بك، يمكنك وضع وحدة معالجة مركزية (CPU) جديدة،أو وحدة معالجة رسوميات (GPU)، أو ذاكرة وصول عشوائي (RAM) في أي وقت بينما لا يمكنك أن تفعل الشيء نفسه بالنسبة لهاتفك الذكي. في المستقبل قد تكون قادرا على شراء SoC بحيث يمكنك ادخاله للهاتف (على مبدأ بطاقة الذكرة في الهاتف)، ولكن لأن كل شيء مدمج فستكون هذه العملية مكلفة إذا كنت مهتم فقط بإضافة المزيد من ذاكرة الوصول العشوائي (RAM).

وحدات المعالجة المركزية هي على طريقها للخروج من الخدمة

في نهاية المطاف، SoC هو الخطوة التالية بعد وحدات المعالجة المركزية (CPU). ففي النهاية ، سوف تستبدل ال SoC بالكامل تقريبا وحدات المعالجة المركزية. نحن بالفعل نرى هذا مع معالجات LIANO من AMD وكذلك معالجات Ivy Bridge من شركة Intel ، التي تقوم بدمج وحدة التحكم بالذاكرة، و منافذ PCI ومعالج الرسومات مع وحدة المعالجة على الشريحة نفسها. طبعا، سيبقى هناك دائما سوق لوحدات المعالجة المركزية ذات الأغراض العامة، وخصوصا حيث يكون استهلاك الطاقة و الحجم قضية ليست ذات أهمية (مثل مراكز معالجة البيانات و الكومبيوترات العملاقة) إلا أن الأجهزة المحمولة وتلك التي يمكن ارتداؤها هم مستقبل أجهزة الكمبيوتر، و بالتالي كذلك هو الأمر بالنسبة للـ SoC

المصدر : هنا

مصدر الصورة : هنا