چرا شرکت ها می خواهند تراشه های اختصاصی برای محصولات بسازند؟

امروز می خواهیم در رابطه با تراشه ی اختصاصی محصولات صحبت کنیم. تلفن های همراه امروزی می توانند تا شش تراشه رادیویی بی سیم داشته باشند که اطلاعات را به شکل امواج الکترومغناطیسی ارسال و دریافت می کنند. هر چیپ عملکرد خاصی دارد: یکی برای کار در فرکانس سیگنال حامل تلفن همراه و بقیه برای فرکانس‌های Wi-Fi، GPS و بلوتوث طراحی شده است. اگر می خواهید بیشتر در رابطه با تراشه ی اختصاصی محصولات بدانید تا انتهای مقاله با ما همراه باشید.

یک تراشه جهانی برای تلفن های همراه

از لحاظ تاریخی، مهندسان این تراشه‌ها را طوری طراحی کرده‌اند که فقط در محدوده کوچکی از فرکانس‌ها در طیف رادیویی کار کنند. به عنوان مثال، برای برقراری ارتباط با یک دکل تلفن همراه، ممکن است یک تراشه برای ارسال و دریافت اطلاعات در 900 مگاهرتز (یا فرکانس دیگری بسته به ارائه دهنده خدمات) بهینه شود. برای دسترسی به سیگنال Wi-Fi، یک تراشه جداگانه باید اضافه شود تا در باند 2.4 گیگاهرتز ارتباط برقرار کند.

اگرچه برخی از سازندگان تراشه (مانند تگزاس اینسترومنتز) تراشه‌های “تری باند” و “چهار باند” را ساخته و به کار گرفته‌اند که می‌تواند در سه یا چهار باند مختلف تنظیم شود، طراحی یک تراشه واقعا جهانی که بتواند به همه فرکانس‌ها دسترسی داشته باشد همچنان یک چالش باقی مانده است. اما انگیزه همچنان وجود دارد: تلفنی با یک تراشه جهانی می تواند به هر سرویسی در طیف وسیعی دسترسی داشته باشد. از تلویزیون و رادیو محلی گرفته تا Wi-Fi و WiMax علاوه بر صرفه جویی در انرژی و فضای گرانبها در ابزارهای کوچک شده استفاده می شود.

علاقه مندان به فناوری دوست دارند در مورد قدرت پردازش و تراشه ها صحبت کنند، از رایانه های شخصی و کنسول های بازی گرفته تا جدیدترین تلفن های هوشمند. ما کمی از آن را در این مقاله با پوشش عمیق آخرین پردازنده‌های Arm، Huawei، Qualcomm، Samsung، MediaTek مورد بررسی قرار می‌دهیم. برای افراد ناآشنا، این موضوعات مملو از اصطلاحات و ایده‌های انتزاعی هستند. بیایید بیشتر درباره ی تراشه ی اختصاصی محصولات صحبت کنید.

SoC

SoC مخفف system-on-a-chip است. همانطور که از نام آن پیداست، SoC یک سیستم پردازش کامل است که در یک بسته واحد قرار دارد. این یک بسته تراشه پردازنده واحد نیست، که اگر تا به حال یک رایانه شخصی ساخته باشید، ممکن است با آن آشنا باشید. در عوض، یک SoC شامل چندین بخش پردازش، حافظه، مودم و سایر قطعات ضروری است که با هم در یک تراشه منفرد ساخته شده اند که روی برد مدار لحیم شده است.

ترکیب چندین جزء در یک تراشه واحد باعث صرفه جویی در فضا، هزینه و مصرف انرژی می شود. اساساً یک SoC مغز گوشی هوشمند شماست که همه چیز را از سیستم عامل اندروید گرفته تا تشخیص زمان فشار دادن دکمه خاموش کردن را کنترل می کند. SoCها به اجزای دیگر مانند دوربین، نمایشگر، رم، حافظه فلش و موارد دیگر نیز متصل می شوند. که نهایتا باعث می شوند تراشه ی اختصاصی محصولات بهتر کار کند.

لیست زیر شامل رایج ترین اجزایی است که در داخل یک سیستم روی یک تراشه گوشی هوشمند خواهید یافت. در ادامه این مقاله به چند مورد از مهمترین آنها خواهیم پرداخت.

واحد پردازش مرکزی (CPU) – “مغز” SoC. اکثر کدها را برای سیستم عامل اندروید و بیشتر برنامه های شما اجرا می کند.

واحد پردازش گرافیک (GPU) – وظایف مربوط به گرافیک، مانند تجسم رابط کاربری یک برنامه و بازی های 2D/3D را انجام می دهد.

واحد پردازش تصویر (ISP) – داده های دوربین گوشی را به فایل های تصویری و ویدیویی تبدیل می کند.

پردازشگر سیگنال دیجیتال (DSP) – عملکردهای ریاضی فشرده تری را نسبت به CPU انجام می دهد. شامل فشرده سازی فایل های موسیقی و تجزیه و تحلیل داده های حسگر ژیروسکوپ است.

واحد پردازش عصبی (NPU) – در گوشی های هوشمند پیشرفته برای تسریع وظایف یادگیری ماشین (AI) استفاده می شود. اینها شامل تشخیص صدا و تقسیم بندی اشیا دوربین است.

رمزگذار/رمزگشا ویدئو – تبدیل بهینه فایل‌ها و فرمت‌های ویدئویی را انجام می‌دهد.

مودم – سیگنال های بی سیم را به داده هایی تبدیل می کند که برای تلفن شما قابل فهم تر است. قطعات شامل مودم های 4G LTE، 5G، WiFi و بلوتوث است. در این صورت تراشه ی اختصاصی محصولات بهتر کاربرد دارند.

در نهایت، صحبت در مورد SoC ها اغلب به چیزی به نام فرآیند تولید اشاره می کند. به عنوان یک عدد در نانومتر (nm) فهرست شده است. به طور کلی، هرچه اندازه نانومتر کوچکتر باشد، سیم کشی داخلی SoC کوچکتر است. این برای بهره وری انرژی و اندازه منطقه سیلیکونی بهتر است. اگرچه روش های مختلفی برای تولید وجود دارد که می تواند مقایسه مستقیم را دشوار کند. در زمان نگارش این مقاله، 5 نانومتر کوچک‌ترین فرآیند تولیدی است که توسط SoCهای گوشی‌های هوشمند استفاده می‌شود. که تراشه ی اختصاصی محصولات می تواند بسیار کارآمد باشد.

انواع نمونه ی تراشه ها

اکنون که مروری کوتاه بر چیستی SoC داریم، چند مثال می خواهیم بزنیم. در حوزه گوشی های هوشمند، Qualcomm، Samsung Semiconductor، HiSilicon هوآوی و MediaTek چهار نام بزرگ در این تجارت هستند. این احتمال وجود دارد که گوشی هوشمند شما دارای تراشه یکی از این شرکت ها باشد.

کوالکام بزرگ‌ترین ارائه‌دهنده چیپست‌های گوشی‌های هوشمند است که تراشه‌هایی را برای اکثر گوشی‌های پرچمدار، میان‌رده و حتی پایین‌رده عرضه می‌کند. SoC های کوالکام تحت نام تجاری اسنپدراگون قرار می گیرند. تراشه‌های ممتاز که دارای بهترین فناوری این شرکت هستند، تحت پرچم سری Snapdragon 800، مانند جدیدترین Snapdragon 888 قرار دارند. همه ی این ها جزو تراشه های اختصاصی محصولات هستند.

محصولات سطح متوسط و فوق متوسط به ترتیب با نام‌های سری Snapdragon 600 و 700 شناخته می‌شوند. به عنوان مثال، اسنپدراگون 765 یک تراشه میان رده نسبتا جدید است که از اتصال 5G بهره می برد. محصولات سطح ورودی تحت سری 400 نامگذاری شده اند.

سخن پایانی

در این مقاله سعی کردیم شما را با تراشه های اختصاصی محصولات آشنا کنیم. تراشه‌های Exynos سامسونگ در مقیاس درجه یک، متوسط و اولیه مشابه کار می‌کنند. این‌ها قبلاً به‌عنوان سری‌های Exynos 9900، 9800 و 9600 فهرست شده بودند، با محصولات سری Exynos 7000 که بودجه پایانی مجموعه را تأمین می‌کنند.