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今日私たちが使用しているすべてのデバイスは正常に機能しますよね？しかし、彼らを生き生きとさせる脳について考える人は多くありません。私たちが使用する多くのデバイスは、システムオンチップまたはSoCを搭載しています。
これらの小型で電力効率の高いチップは、スマートフォンからタブレットまで、今日使用しているほとんどのモバイルデバイスに電力を供給しています。ここでは、SoCとは何か、およびSoCを構成するものについて詳しく説明します。
SoCとは何ですか？
SoCという用語は システムオンチップ 。これは、すべてが1つのチップに圧縮された複数の重要なコンピューティングコンポーネントで構成されているため、このように呼ばれます。 SoCは、サイズが小さく、電力効率が高いため、主にモバイルデバイスに使用されます。
1970年以降、いくつかの企業が複数のコンポーネントを1つのチップに詰め込んで、デジタル時計に電力を供給しようとしました。 Intelは1974年にMicromaDigital Watchでこれを行うことに成功し、最初の本物のSoCを作成しました。同社はタイミング機能とLCDドライバトランジスタを1つのチップに統合しました。
SoCは実際に80年代と90年代に離陸しました。パーソナルコンピュータは80年代に人気を博し、より小さなチップを搭載する必要がありました。 90年代、携帯電話はSoCを使用していましたが、その傾向は今日もSoCを使用するスマートフォンやタブレットで続いています。
SoCには何が含まれていますか？
スマートフォンやタブレットなどのポータブルデバイスは、コンパクトなままである必要があります。これがSoCが存在する理由です。 SoCメーカーは、いくつかの重要なコンポーネントを取り、それらを1つのチップに圧縮してスペースを節約します。すべてのコンポーネントを1つの場所に配置すると、マザーボード全体にパーツを分散させる場合に比べて、スペースを大幅に節約できます。
では、SoCには何がありますか？
中央処理装置（CPU）
SoCの主要コンポーネントの1つはCPUです。 CPUはデバイスの頭脳とも呼ばれます。これは、デバイスでスローするすべての主要な処理タスクを処理するためです。脳が感覚から来る情報を処理する方法と同じように、CPUはRAMとキャッシュから来る情報を処理します。
グラフィックスプロセッシングユニット（GPU）
SoCのGPUはCPUに似ていますが、処理が異なるだけです。 CPUはコードからグラフィックスまですべてを処理できますが、それは大変な作業になります。この負担の一部を軽減するために、GPUはグラフィック情報を処理します。画面に表示されるすべてのものを処理します。
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RAMは ランダム・アクセス・メモリ 。 RAMには、その場でアクセスする必要のあるデータが含まれています。コンピュータはかつて、物理ストレージユニットから直接データにアクセスする必要がありましたが、そのプロセスは低速です。
RAMは、SSDであっても、通常のストレージよりも高速でデータの読み取りと書き込みを行うはるかに高速なメモリでこの問題を修正します。データがRAMにロードされると、CPUは超高速メモリから有用なデータに簡単にアクセスして呼び出すことができます。
たとえば、アプリケーションを開く必要があるとします。アプリはハードドライブ上にあります。それを開くと、そのアプリケーションはドライブからRAMにロードされ、CPUがアクセスできます。アプリケーションで何が起こっているかに応じて、データに迅速にアクセスして、すべてをスムーズに進めることができます。 CPUは、アプリに関連して、使用する可能性があると思われるデータをRAMにロードし、リコールをさらに高速化します。
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キャッシュ
RAMはすばやくアクセスできるメモリのブロックですが、別の形式のメモリはさらに高速です。これはCPUキャッシュと呼ばれます。 RAMは、CPUが使用する必要のあるデータを保持しますが、頻繁にアクセスされる情報がある場合、その情報はキャッシュに転送されます。キャッシュは、RAMよりもさらに高速にデータをCPUに送信できます。
短期間にプログラムを複数回開いたとします。システムはそのプログラムをキャッシュに保存して、さらに迅速にロードします。 Webサイトもキャッシュに保存されるため、すばやくタップできます。
信号モデム
奇妙に思えるかもしれませんが、実際の信号モデムはSoCに統合されています。モデムは、電磁信号を電話またはモバイルデバイスが理解できるデジタル信号に変換する役割を果たします。モデムは、サーバーにデータを送信するときに逆のことも行います。
画像処理ユニット（IPU）
IPUは、カメラからのデータの処理を担当します。光がイメージセンサーに当たると、そのデータはデジタル信号に変換され、SoCに送信されます。その後、CPUが他のタスクを引き受けることができる間、そのデータはIPUによって処理されます。
ビデオエンコーダ
デバイスにビデオデータがある場合は、表示するためにアナログ信号に変換する必要があります。ビデオエンコーダーは、デジタル信号を取得し、それをアナログ（生の電気）信号に変換する役割を果たします。その電気信号は、ディスプレイで光に変換されます。
デバイスに応じて、SoCは異なるコンポーネントを持つことができます。たとえば、一部のSoCにはRAMが統合されていませんが、他のSoCにはNPUと呼ばれる部分があります。ニューラルプロセッシングユニットの略で、人工知能と機械学習に関連するタスクを処理します。
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SoCの未来
SoCは主にモバイルデバイスで使用されてきましたが、私たちはSoCテクノロジーの新しい革命の端にいます。フルデスクトップコンピューターに電力を供給するSoCです。 SoCテクノロジーは、最新のMacBookの一部に電力を供給するARMベースのSoCであるAppleのM1チップに代表されるように、完全なデスクトップソフトウェアを適切に実行できるようになりつつあります。
SoCを使用してコンピューターに電力を供給することには利点があります。スペースの節約に加えて、SoCは電力効率に関しても優れています。チップが小さいほど、全体的に消費するエネルギーが少なくなり、ラップトップのバッテリー寿命が長くなります。
また、SoCは大容量プロセッサほど熱くなりません。 SoCは大型プロセッサよりも低温を維持できるため、デバイス、特にラップトップはより快適に使用できます。それだけでなく、ファンの必要性を排除します。プロセッサが生成する熱を取り除くために、ファンがコンピュータとゲームコンソールに配置されます。ファンを取り外すと、デバイスのスペースがさらに節約され、電力がさらに節約されます。
小さなチップ、大きな助け
多くの人は、SoCを使用してデバイスからビジネス全体を実行できます。携帯電話やタブレットで実行するすべてのタスクは、1セント未満のチップによって実行されています。間もなく、彼らはコンピューターに電力を供給します。 SoCは、大きなものが小さなパッケージで提供される可能性があることを本当に示しています。
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