Qu'est-ce qu'un système sur puce (SoC) ?

Tous les appareils que nous utilisons de nos jours fonctionnent, n'est-ce pas? Mais peu de gens pensent au cerveau qui leur donne vie. De nombreux appareils que nous utilisons sont alimentés par un système sur puce ou SoC.

Ces puces petites et économes en énergie alimentent la plupart des appareils mobiles que nous utilisons aujourd'hui, des smartphones aux tablettes. Voici un aperçu de ce que sont les SoC et de ce qui les compose.

Qu'est-ce qu'un SoC ?

Le terme SoC signifie système sur puce. On l'appelle ainsi car il se compose de plusieurs composants informatiques essentiels, tous compressés sur une seule puce. Les SoC sont principalement utilisés pour les appareils mobiles en raison de leur petite taille et de leur efficacité énergétique élevée.

À partir de 1970, plusieurs entreprises ont tenté de regrouper plusieurs composants sur une seule puce pour alimenter des montres numériques. Intel y est parvenu avec la Microma Digital Watch en 1974, créant le premier véritable SoC. La société a intégré les fonctions de synchronisation et les transistors de commande LCD sur une seule puce.

Les SoC ont vraiment pris leur envol dans les années 80 et 90. Les ordinateurs personnels gagnaient en popularité dans les années 80 et devaient être alimentés par des puces plus petites. Dans les années 90, les téléphones portables utilisaient des SoC, et cette tendance se poursuit aujourd'hui avec les smartphones et les tablettes utilisant des SoC.

Qu'y a-t-il dans un SoC ?

Les appareils portables comme les smartphones et les tablettes doivent rester compacts. C'est pourquoi les SoC existent. Les fabricants de SoC prennent plusieurs composants essentiels et les compressent en une seule puce pour économiser de l'espace. Le fait d'avoir tous les composants au même endroit permet d'économiser énormément d'espace par rapport aux pièces dispersées sur la carte mère.

Alors, qu'y a-t-il sur un SoC?

Unité centrale de traitement (CPU)

L'un des principaux composants du SoC est le processeur. Le processeur est également appelé le cerveau de l'appareil. En effet, il gère toutes les tâches de traitement principales que vous lancez sur votre appareil. Tout comme votre cerveau traite les informations provenant de vos sens, le processeur traite les informations provenant de la RAM et du cache.

Unité de traitement graphique (GPU)

Le GPU du SoC est comme le CPU, sauf qu'il traite des choses différentes. Le processeur peut tout traiter, du code aux graphiques, mais ce serait trop de travail. Pour soulager une partie de cette tension, le GPU gère les informations graphiques. Il traite tout ce que vous voyez à l'écran.

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RAM

RAM signifie mémoire vive. La RAM contient des données auxquelles il faut accéder alors et là. Les ordinateurs devaient autrefois accéder aux données directement à partir de leurs unités de stockage physiques, mais ce processus est lent.

La RAM résout ce problème avec une mémoire beaucoup plus rapide qui lit et écrit des données à une vitesse supérieure à celle de votre stockage habituel, même un SSD. Une fois les données chargées dans la RAM, le processeur peut facilement accéder aux données utiles de la mémoire ultra-rapide et les rappeler.

Par exemple, disons que vous devez ouvrir une application. L'application vit sur votre disque dur. Lorsque vous l'ouvrez, cette application est chargée depuis le lecteur dans la RAM, à laquelle le processeur peut accéder. Selon ce qui se passe dans l'application, les données sont accessibles rapidement pour que tout se passe bien. Votre processeur charge dans votre RAM des données qu'il pense que vous pourriez utiliser, relatives à l'application, ce qui accélère encore le rappel.

Cacher

Même si la RAM est un bloc de mémoire accessible rapidement, une autre forme de mémoire est encore plus rapide. C'est ce qu'on appelle le cache du processeur. La RAM contient les données que le processeur doit utiliser, mais si des informations sont consultées souvent, elles seront transférées dans le cache. Le cache peut envoyer des données au CPU encore plus rapidement que la RAM.

Supposons que vous ouvrez un programme plusieurs fois sur une courte période. Le système stockera ce programme dans le cache pour être chargé encore plus rapidement. Les sites Web sont également stockés dans le cache pour être exploités plus rapidement.

Modems de signaux

Cela peut sembler étrange, mais les modems de signal réels sont intégrés au SoC. Les modems sont chargés de convertir le signal électromagnétique en un signal numérique que votre téléphone ou appareil mobile peut comprendre. Le modem est également chargé de faire le contraire lorsqu'il envoie des données aux serveurs.

Unité de traitement d'image (IPU)

L'UIP est responsable du traitement des données provenant d'une caméra. Lorsque la lumière frappe le capteur d'image, ces données sont converties en un signal numérique et envoyées au SoC. Ces données sont ensuite traitées par l'IPU tandis que le CPU peut assumer d'autres tâches.

Encodeur vidéo

Si vous avez des données vidéo sur votre appareil, elles devront être converties en un signal analogique pour être visionnées. L'encodeur vidéo est chargé de prendre le signal numérique et de le convertir en un signal analogique (électrique brut). Ce signal électrique est ensuite converti en lumière dans l'affichage.

Selon l'appareil, le SoC peut avoir différents composants. Par exemple, certains SoC n'ont pas de RAM intégrée, tandis que d'autres ont une partie connue sous le nom de NPU. Il signifie unité de traitement neuronal et gère les tâches liées à l'intelligence artificielle et à l'apprentissage automatique.

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L'avenir des SoC

Les SoC ont été principalement utilisés dans les appareils mobiles, mais nous sommes à la pointe d'une nouvelle révolution dans la technologie SoC: les SoC alimentant des ordinateurs de bureau complets. La technologie SoC arrive au point où elle peut exécuter correctement un logiciel de bureau complet, illustré par la puce M1 d'Apple, un SoC basé sur ARM qui alimente certains de leurs derniers MacBooks.

Il y a des avantages à utiliser des SoC pour alimenter les ordinateurs. En plus d'économiser de l'espace, les SoC sont excellents en matière d'efficacité énergétique. Les puces plus petites consomment globalement moins d'énergie, ce qui devrait améliorer la durée de vie de la batterie des ordinateurs portables.

Les SoC ne deviennent pas aussi chauds que les gros processeurs. Étant donné que les SoC peuvent rester plus froids que les gros processeurs, les appareils seront plus confortables à utiliser, en particulier les ordinateurs portables. Non seulement cela, mais ils élimineront le besoin de fans. Des ventilateurs sont installés dans des ordinateurs et des consoles de jeux pour éliminer la chaleur produite par les processeurs. Le retrait des ventilateurs permettra d'économiser plus d'espace dans l'appareil et d'économiser de l'énergie.

Petits jetons, grande aide

De nombreuses personnes peuvent gérer toute leur entreprise à partir d'appareils utilisant des SoC. Toutes les tâches que nous effectuons sur nos téléphones ou tablettes sont effectuées par des puces plus petites qu'un centime. Très bientôt, ils alimenteront les ordinateurs. Les SoC nous montrent vraiment que de grandes choses peuvent venir dans de petits packages.

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