Apostamos que a maioria das pessoas que tem um bom conhecimento de tecnologia já ouviu o termo SoC ou System on a Chip . Não era grande coisa há 20^{(thing 20)} anos, ou pelo menos não era algo tão amplamente utilizado como é hoje, mas nos dias atuais, o System on a Chip representa uma abordagem para tornar os dispositivos eletrônicos menores, mais poderosos e energia^{(energy efficient)} mais eficiente do que nunca. Isso é tudo legal e fácil, mas você sabe o que é um Soc? O que significa SoC ou System on a Chip ? Por que é tão importante para smartphones, tablets, roteadores sem fio, wearables e outros dispositivos móveis? Se você quiser saber mais sobre o que o SoCsignifica, o que ele faz e por que é tão importante, leia este artigo e você encontrará algumas respostas:

O que é um SoC (System on a Chip)?

SoC é o curto prazo para System on a Chip . Um sistema em um chip^{(System on a Chip)} é um circuito eletrônico integrado que contém vários componentes eletrônicos projetados para trabalhar juntos para atingir um objetivo comum. A primeira parte do termo - Sistema^(System) - diz que se trata de uma montagem eletrônica complexa, enquanto a última parte - Chip - informa que todos os componentes desse sistema são espremidos em um único circuito integrado.

Para ter uma ideia melhor do que é um sistema em um chip^{(System on a Chip)} , imagine-o como um computador completo que é miniaturizado e compactado para caber em um único chip. Por exemplo, um SoC pode ser comparado a um sistema em miniatura^{(miniature system)} que possui uma placa-mãe, um processador, uma placa gráfica, uma placa de rede^{(network card)} e assim por diante. Para obter uma imagem melhor, veja abaixo este parágrafo e você verá como é um Exynos 4 Quad (4412) System on a Chip , em uma placa de circuito^{(circuit board)} de um smartphone Samsung Galaxy S III^{(Samsung Galaxy S III smartphone)} .

Fonte: Wikipédia^(Wikipedia) .

Quais são os usos comuns dos SoCs?

Os sistemas em chips^{(Systems on Chips)} são amplamente utilizados em muitas indústrias para todos os tipos de finalidades, como smartphones, tablets, wearables, câmeras digitais, roteadores sem fio e assim por diante. No entanto, provavelmente seus usos mais comuns hoje são para alimentar smartphones. Se você está se perguntando o porquê, lembre-se de que tanto smartphones quanto tablets são dispositivos pequenos que precisam de muito poder de processamento para funcionar e todos precisam atender aos requisitos dos usuários, que são cada vez mais exigentes.

Aqui está o quão complexo é o Snapdragon 600 System on a Chip da ^{(System on a Chip )}Qualcomm - um SoC que foi usado no antigo smartphone Samsung Galaxy S4^{(Samsung Galaxy S4 smartphone)} . Os telefones mais novos são ainda mais complicados e possuem SoCs ainda mais miniaturizados.

Fonte: ^(Source:) Wikipédia^(Wikipedia)

Por exemplo, as pessoas querem poder usar seus smartphones para navegar na internet, ouvir música, assistir vídeos^{(watch videos)} , usar navegação GPS^{(GPS navigation)} , tirar fotos e filmar vídeos, jogar, estar sempre conectado a redes sociais e assim por diante. Tudo isso são coisas que precisam não apenas de um bom processador, mas também de um bom chip gráfico, um chip rápido sem fio e Bluetooth^{(wireless and Bluetooth chip)} , suporte para conexão a redes 4G, um chip GPS^{(GPS chip)} e a lista pode continuar. E tudo isso deve acontecer com o menor consumo de energia^{(power consumption)}possível. Afinal, ninguém quer que seus dispositivos desliguem após poucas horas de uso. A resposta é miniaturizar tudo o que pode ser miniaturizado e espremer o maior número possível de componentes em uma superfície menor. A consequência é um maior poder de processamento^{(processing power)} e um menor consumo de energia^{(power consumption)} . É exatamente isso que um System on a Chip oferece.

Quais são os componentes usuais de um SoC ?

Um sistema em um chip^{(System on a Chip)} pode ter uma variedade de elementos, dependendo de sua finalidade. No entanto, como a esmagadora maioria dos SoCs é usada em smartphones, aqui está uma lista dos componentes mais comuns desses dispositivos:

• CPU – a Unidade Central de Processamento^{(Central Processing Unit)} ou o processador é o núcleo de todas as coisas dentro de um SoC . É a parte do SoC responsável por fazer a maioria dos cálculos e decisões. Ele recebe entrada de outros componentes de hardware e software e fornece^{(software and delivers)} respostas de saída apropriadas. Sem uma CPU , não haveria SoC . A maioria das CPUs hoje tem dois, quatro ou oito núcleos internos, para poder fazer o processamento paralelo.
• GPU - é a abreviação de Unidade de Processamento Gráfico^{(Graphical Processing Unit)} e também é conhecido como chip de vídeo^{(video chip)} . A GPU é responsável pelos jogos 3D que você pode jogar em seu smartphone e também pelas transições visuais nítidas que você vê na interface do usuário de qualquer dispositivo usando um SoC .
• ^{(RAM )}Memória ^(Memory)RAM - todos os dispositivos de computação precisam de memória para funcionar. Para poder executar aplicativos e dados de software deve ser usado, e para poder fazer isso, um sistema em um chip^{(System on a Chip)} deve ter memória RAM.
• Memória ROM^{(ROM memory)} - assim como um dispositivo precisa de memória RAM^{(RAM memory)} para poder executar aplicativos e outros softwares, ele também deve ter memória ROM^{(ROM memory)} para poder armazenar softwares como o firmware ou o sistema operacional^{(operating system)} que executa.
• Modem - nenhum smartphone seria um telefone se não pudesse se conectar a redes de rádio. E com isso nos referimos tanto às redes sem fio quanto às redes móveis 3G ou 4G. Os modems cuidam da conectividade de rede ou celular.

Aqui está uma ilustração de quais componentes o System on a Chip chamado Snapdragon 410 da Qualcomm inclui:

Além de um processador e memória^{(processor and memory)} , outros SoCs , como os encontrados em roteadores sem fio e outros dispositivos de rede semelhantes, também podem incluir interfaces PCIe projetadas para conectar os transceptores de rádio, interfaces SATA^(SATA) e/ou USB para conectar a dispositivos de armazenamento. Na ilustração abaixo você pode ver o que é encontrado dentro de um SoC BCM5862X^{(BCM5862X SoC)} da Broadcom . E se você está curioso para saber mais sobre roteadores Systems on Chips , aqui vai mais algumas leituras sobre o assunto: Router SoC 101 .

Fonte: ^(Source:) Hardware do Tom^{(Tom's Hardware)}

A lista de componentes que listamos nos parágrafos acima mostra apenas alguns elementos essenciais e obrigatórios de um System on a Chip . No entanto, Systems on Chips também pode ter outras partes. Por exemplo, muitos têm componentes projetados para funcionar com serviços de localização, sensores, segurança ou interfaces capazes de funcionar com câmeras melhores ou telas maiores. A lista continua.

Quais são os maiores fabricantes de SoCs móveis e qual é o melhor SoC hoje^{(SoC today)} ?

Os maiores fabricantes de SoC hoje são ^(SoC)Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei , NVIDIA e Broadcom . Qualcomm, NVIDIA e MediaTek fabricam e vendem principalmente SoCs móveis para outras empresas de hardware que os usam nos dispositivos que produzem. A Broadcom^(Broadcom) fabrica SoCs que são usados ​​principalmente em roteadores e dispositivos de rede, e a Samsung e a Huawei não apenas fabricam SoCs , mas também são duas das maiores empresas de smartphones do mundo.

Dizer qual é o melhor sistema em um chip^{(System on a Chip)} é impossível. A indústria está crescendo e evoluindo tão rapidamente que, quando você puder comparar e decidir qual é o melhor SoC , um novo provavelmente estará a caminho para alimentar dispositivos futuros.

No entanto, lembre-se de que o melhor^{(the best )} SoC para você^{( for you)} pode não ser aquele com o melhor processador ou as transferências sem fio mais rápidas. O System on a Chip para você é aquele que pode fazer seu próximo smartphone ou dispositivo funcionar^{(smartphone or device work)} bem, oferecer todo o básico que você precisa e incluir todos os "periféricos" que você deseja ( suporte 4G LTE^{(LTE support)} , WiFi com suporte para o padrão 802.11ac , conectividade USB^{(USB connectivity)} , etc.).

Aqui está um vídeo interessante que mostra como os fabricantes de smartphones escolhem o System on a Chip certo^{(System on a Chip)} para cada um de seus smartphones:

Quais são as vantagens e desvantagens de um SoC ?

Você ainda pode se perguntar: por que alguém iria querer projetar, fabricar e vender um sistema em um chip^{(System on a Chip)} ? Existem algumas razões para isso:

• Um SoC geralmente é pequeno^{(tiny )} e não ocupa muito espaço dentro de um dispositivo eletrônico, o que o torna uma solução perfeita para pequenos dispositivos como smartphones, tablets ou wearables, por exemplo. E esses três exemplos apenas, são suficientes para encher o mundo com centenas de bilhões de dólares.
• Quando você precisa projetar um dispositivo grande o suficiente para caber na palma da mão, na melhor das hipóteses, a integração^{(integration )} é o que você deseja. Isso significa que você pode colocar um processador, um chip gráfico, um modem e muitos outros componentes na mesma polegada quadrada^{(square inch)} .
• Como um SoC é pequeno e integra muitas peças diferentes em um único chip, isso significa que seu fabricante não precisa gastar tempo, dinheiro e recursos^{(money and resources)} na fiação de peças físicas significativas e na criação de circuitos longos, o que, por sua vez, significa menor fabricação custos^{(lower manufacturing costs)} .
• Os sistemas em um chip^{(Systems on a Chip)} são muito mais eficientes em termos de energia^{(power efficient)} do que um sistema com componentes dedicados e separados, como um PC de mesa ou um laptop, por exemplo. Um SoC pode funcionar com baterias por mais tempo, o que o torna a escolha certa para qualquer dispositivo móvel.

Por outro lado, os Systems on Chips têm a grande desvantagem de não serem adaptáveis. Por sua natureza, os SoCs são tão fortemente integrados e tão pequenos que não podem se adaptar ou, em outras palavras, não podem ser atualizados. Um sistema em um chip^{(System on a Chip)} geralmente morre da mesma forma que nasceu: nada muda durante sua vida útil. E essa também é uma razão pela qual, se algo quebrar dentro de um SoC , você não poderá reparar ou alterar apenas essa parte - você precisará substituir todo o SoC .

Você concorda que Systems on Chips é o futuro da eletrônica?

As abordagens tradicionais da eletrônica e especialmente dos dispositivos de computação eram sobre a criação de sistemas que rodam em partes separadas e independentes. Tais exemplos são computadores e laptops, por exemplo. No entanto, a miniaturização permanente de todas as coisas ao nosso redor significa que eles estão confiando cada vez mais em sistemas em chips^{(Systems on Chips)} menores, melhores e mais eficientes em termos de energia^{(power efficient)} . Smartphones, tablets, wearables, até os dispositivos IoT ( Internet das Coisas^(Things) ) provam que Systems on Chipssão uma parte importante do futuro de todos os eletrônicos. Mas isso significa que eles vão dominar o mundo? E se eles se tornarem tão pequenos que farão dos nanorrobôs uma coisa comum? Queremos ouvir de você, então não hesite em compartilhar suas opiniões nos comentários abaixo.

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

We bеt that most people who have a good knowledge of technology have heard 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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