Bugünlerde Apple’ın M1 ve akıllı telefon çipleri hakkında çok fazla konuşulurken, içlerinde kullanılan “chip on system” (SoC) tasarımlarını duyabilirsiniz. Ancak SoC’ler nedir ve CPU’lardan ve mikroişlemcilerden nasıl farklıdırlar? Açıklayacağız.
Çip Üzerindeki Sistem: Hızlı Tanım
Bir çip üzerindeki sistem, bir bilgisayar sisteminin birçok öğesini tek bir çipte birleştiren tümleşik bir devredir. Bir SoC her zaman bir CPU içerir, ancak sistem belleği, çevresel denetleyiciler (USB, depolama için) ve grafik işleme birimleri (GPU’lar), özel sinir ağı devreleri, radyo modemler (Bluetooth veya Wi-Fi için) gibi daha gelişmiş çevre birimleri de içerebilir. Fi) ve daha fazlası.
Çip yaklaşımına dayalı bir sistem, gerektiğinde değiştirilebilen, yükseltilebilen veya değiştirilebilen bir CPU yongası ve ayrı denetleyici yongaları, bir GPU ve RAM’i olan geleneksel bir PC’den farklıdır. SoC’lerin kullanımı, bilgisayarları daha küçük, daha hızlı, daha ucuz ve daha az güç tüketir hale getirir.
İLİŞKİLİ: Bluetooth Nedir?
Elektronik Entegrasyonunun Kısa Tarihi
20. yüzyılın başlarından bu yana, elektroniğin ilerlemesi iki ana eğilimle ilgili öngörülebilir bir yol izledi: minyatürleştirme ve entegrasyon. Minyatürleştirme, kapasitörler, dirençler ve transistörler gibi bireysel elektronik bileşenlerin zamanla küçüldüğünü gördü. 1958’de entegre devrenin (IC) icadı ile entegrasyon, birden fazla elektronik bileşeni tek bir silikon parçası üzerinde birleştirerek daha da minyatürleştirmeye izin verdi.
Elektronikteki bu minyatürleştirme 20. yüzyılda gerçekleştikçe, bilgisayarlar da küçüldü. En eski dijital bilgisayarlar, röleler veya vakum tüpleri gibi büyük ayrı bileşenlerden yapılmıştır. Daha sonra, ayrık transistörler, ardından entegre devre grupları kullandılar. 1972’de Intel, bir bilgisayar merkezi işlem biriminin (CPU) öğelerini tek bir entegre devrede birleştirdi ve ilk ticari, tek çipli mikroişlemci doğdu. Mikroişlemci ile bilgisayarlar daha küçük olabilir ve her zamankinden daha az güç kullanabilir.
İLİŞKİLİ: Mikroişlemci 50 Yaşında: Intel 4004’ü Kutluyor
Mikrodenetleyiciyi ve Sistemi Bir Çip Üzerinde Girin
1974 yılında Texas Instruments, RAM ve I/O cihazlarının tek bir çip üzerine entegre edildiği bir mikroişlemci türü olan ilk mikrodenetleyiciyi piyasaya sürdü. Bir CPU, RAM, bellek denetleyicisi, seri denetleyici ve daha fazlası için ayrı IC’lere ihtiyaç duymak yerine, bunların tümü, cep hesap makineleri ve elektronik oyuncaklar gibi küçük gömülü uygulamalar için tek bir çipe yerleştirilebilir.
Bilgisayar çağının çoğu boyunca, ayrı denetleyici yongaları, RAM ve grafik donanımına sahip bir mikroişlemci kullanmak, en esnek ve güçlü kişisel bilgisayarlarla sonuçlandı. Mikrodenetleyiciler genellikle genel bilgi işlem görevleri için iyi olamayacak kadar sınırlıydı, bu nedenle ayrık destek yongaları olan mikroişlemcileri kullanmanın geleneksel yöntemi kaldı.
Son zamanlarda, akıllı telefonlara ve tabletlere yönelik eğilim, entegrasyonu mikroişlemcilerden veya mikro denetleyicilerden daha da ileriye taşıdı. Sonuç, modern bir bilgisayar sisteminin (GPU, hücre modemi, AI hızlandırıcıları, USB denetleyicisi, ağ arabirimi) birçok öğesini CPU ve sistem belleği ile birlikte tek bir pakette toplayabilen bir çip üzerindeki sistemdir. Gelecekte uzun süre devam edecek olan elektroniklerin sürekli entegrasyonu ve minyatürleştirilmesinde bir adım daha.
Neden Bir Çip Üzerinde Sistem Kullanılır?
Bir bilgisayar sisteminin daha fazla elemanını tek bir silikon parçasına koymak, güç gereksinimlerini düşürür, maliyeti düşürür, performansı artırır ve fiziksel boyutu küçültür. Tüm bunlar, daha az pil ömrü kullanan, her zamankinden daha güçlü akıllı telefonlar, tabletler ve dizüstü bilgisayarlar oluşturmaya çalışırken önemli ölçüde yardımcı olur.
Örneğin Apple, yetenekli, kompakt bilgi işlem cihazları yapmaktan gurur duyar. Son 14 yılda Apple, iPhone ve iPad serilerinde SoC’leri kullandı. İlk başta, diğer firmalar tarafından tasarlanan ARM tabanlı SoC’leri kullandılar. 2010 yılında Apple, Apple tarafından tasarlanan ilk iPhone SoC olan A4 SoC’yi piyasaya sürdü. O zamandan beri Apple, A serisi çiplerini büyük bir başarı ile yineledi. SoC’ler, iPhone’ların daha az güç kullanmasına yardımcı olurken, yine de kompakt kalır ve her zaman daha yetenekli hale gelir. Diğer akıllı telefon üreticileri de SoC’leri kullanır.
Yakın zamana kadar, SoC’ler nadiren masaüstü bilgisayarlarda ortaya çıktı. 2020’de Apple, masaüstü ve dizüstü bilgisayar Mac’leri için ilk SoC’si olan M1’i tanıttı. M1, bir CPU, GPU, bellek ve daha fazlasını tek bir silikon parçası üzerinde birleştirir. 2021’de Apple, M1 Pro ve M1 Max ile M1’i geliştirdi. Bu çiplerin üçü de çoğu PC’de bulunan geleneksel ayrık mikroişlemci mimarisine göre gücü yudumlarken Mac’lere etkileyici performans sağlar.
Popüler bir hobi bilgisayarı olan Raspberry Pi 4, temel işlevleri için bir çip üzerinde bir sistem (bir Broadcom BCM2711) kullanır, bu da bol miktarda güç sağlarken cihazın maliyetini düşük (yaklaşık 35 $) tutar. Bir asırdan fazla bir süre önce başlayan elektronik entegrasyonu ve minyatürleştirme geleneğini sürdüren SoC’ler için gelecek parlak. Önümüzdeki heyecanlı zamanlar!
İLİŞKİLİ: Apple’ın M1, M1 Pro ve M1 Max Arasındaki Fark Nedir?
