SoC é a abreviação do termo System-on-a-Chip que, em tradução literal, significa “Sistema em um Chip”. Na prática, trata-se de um chip que traz diversos tipos de processadores dentro do mesmo circuito integrado. É como se fosse um “tudo em um” das CPUs.
Atualmente, diversos dispositivos são equipados com um SoC. Bons exemplos são smartphones, tablets, smartwatches, Smart TVs e uma série de outros equipamentos que usamos no dia a dia em maior ou em menor grau.
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E se você acompanha minimamente o mundo da tecnologia com certeza já ouviu falar no nome de SoCs famosos. Os mais conhecidos são o Snapdragon e o Exynos, produzidos pela Qualcomm e Samsung, respectivamente. A Apple é outra empresa que desde 2020 produz seus próprios SoCs, como os chips A15 Bionic e A16 Bionic. E não podemos esquecer dos chips Helio e Dimensity, produzidos pela MediaTek e que dão vida a diversos eletrônicos.
Neste artigo nós iremos listar 5 características importantes de um SoC e que vão ajudá-lo a entender melhor o funcionamento do seu smartphone (e de outros dispositivos portáteis).
01. Vários tipos de processadores integrados
Como explicado no começo do artigo, um SoC nada mais é do que um chip com vários processadores integrados no mesmo circuito. Mas quais os tipos de processadores que podemos encontrar em um SoC?
Pense em um SoC como uma orquestra de processadores trabalhando em harmonia. O maestro dessa orquestra é a CPU, o processador central, que coordena a execução das tarefas genéricas, como cálculos e operações lógicas. A GPU, por sua vez, é o “artista visual”, responsável por processar toda a parte gráfica, tornando possíveis jogos e renderizações complexas.
No campo da inteligência artificial e aprendizado de máquina, encontramos a NPU, uma unidade neural que acelera essas tarefas, permitindo recursos avançados em dispositivos mais modernos. O ISP é o chip responsável pelo processamento das imagens capturadas pela câmera. Pense nele como o fotógrafo, que captura e aprimora fotografias e vídeos.
O DSP, ou processador de sinais digitais, é o especialista em áudio e vídeo, podendo até colaborar com o ISP em algumas funções. Os controladores atuam como gerentes de conexão. Esses chips lidam com as interfaces de entrada e saída, como USB e HDMI. Por fim, há os modems, que são os comunicadores, garantindo a conectividade sem fio, como o acesso à internet via 5G e conexões Wi-Fi, Bluetooth e NFC.
Cada um desses processadores desempenha um papel vital no funcionamento do dispositivo, e sua integração em um único chip permite uma operação mais eficiente e compacta. O SoC é, portanto, uma solução integrada que reúne pelo menos 7 tipos de processadores diferentes.
02. Núcleos de performance e eficiência
Outra característica importante de um SoC é que a CPU é baseada em uma tecnologia específica da ARM, chamada de big.LITTLE. Ela faz com que a CPU combine núcleos focados em performance com núcleos focados em eficiência energética. Na prática, essa tecnologia combina diferentes tipos de núcleos de CPU em uma única arquitetura, formando um sistema heterogêneo.
Os núcleos “LITTLE” são projetados para eficiência máxima de energia, lidando com tarefas de baixa intensidade, como enviar e-mails ou reproduzir música. Por outro lado, os núcleos “big” fornecem desempenho sustentado para processamento de alta intensidade, como jogos ou renderização de vídeo 3D, por exemplo.
O sistema operacional distribui as tarefas entre esses núcleos, agrupados em clusters, permitindo uma comunicação contínua entre eles. O núcleo “big” é otimizado para equilibrar desempenho e eficiência energética, com um pipeline que pode reordenar instruções de forma dinâmica. Já o núcleo “LITTLE” é projetado para máxima eficiência energética, com um pipeline que processa instruções em uma ordem predefinida.
Além desses, existem os núcleos CXC (Cortex-X Custom), voltados para tarefas que exigem desempenho intenso e imediato, como streaming de vídeo.
A tecnologia big.LITTLE oferece uma combinação inteligente de desempenho e economia de energia, permitindo que os dispositivos operem de maneira mais eficiente. Essa abordagem tem sido adotada por grandes fabricantes de chips, como Apple, Qualcomm, Samsung e MediaTek. Isso representa um avanço significativo na arquitetura dos processadores modernos.
03. Vantagens de um SoC para os smartphones
A integração de processadores é uma das principais vantagens de um SoC para os smartphones. Pois isso permite uma redução significativa no tamanho físico do chip. Essa compactação resulta na possibilidade de criar dispositivos mais finos e leves, sem comprometer a funcionalidade e o desempenho.
A integração não apenas economiza espaço, mas também otimiza o desempenho, facilitando a comunicação entre os diversos processadores e memórias dentro do mesmo chip. Essa comunicação integrada é mais ágil e eficiente, o que se traduz em uma operação mais suave e rápida do dispositivo.
Outra vantagem notável do SoC é o menor consumo de energia. A comunicação entre componentes no mesmo chip geralmente é mais eficiente do que a comunicação entre chips separados. Essa eficiência na comunicação interna reduz o gasto de bateria em um celular, prolongando a vida útil da bateria e permitindo uma experiência de uso mais prolongada.
Além disso, o SoC oferece a possibilidade de customização de chips. Uma fabricante pode projetar um SoC personalizado para atender a uma necessidade específica, como a criação de um chip mais adequado para jogos, com uma GPU mais potente, ou um chip mais econômico, com CPUs mais eficientes.
Essa flexibilidade na customização permite que os fabricantes atendam às demandas específicas do mercado e ofereçam produtos que se alinham perfeitamente às necessidades e preferências dos consumidores.
04. Outros equipamentos que utilizam SoC
Embora os SoCs sejam amplamente associados a smartphones, sua aplicação vai muito além, abrangendo uma variedade de dispositivos e aplicações.
As Smart TVs são um exemplo muito comum. Elas se beneficiam dos chips gráficos (GPU) e processadores de imagem (ISP) presentes no SoC. Esses componentes processam as imagens de forma mais eficiente, enquanto a CPU contribui para a execução de sistemas operacionais, como o Tizen e o webOS, garantindo uma experiência de visualização superior.
As câmeras de segurança também utilizam SoCs, com ISPs que processam as imagens capturadas pelos sensores da câmera. Muitas vezes, esses dispositivos contam com modens e controladores para enviar vídeos para armazenamento externo ou transmiti-los em tempo real, facilitando o monitoramento e a segurança.
No campo emergente dos carros autônomos, os SoCs desempenham um papel vital na análise das imagens capturadas pelas câmeras e dos diversos dados obtidos pelos sensores. Eles detectam a presença de obstáculos na via ou o estado de um semáforo, contribuindo para a navegação segura e eficiente do veículo.
A Internet das Coisas (IoT) é outra área em que os SoCs são fundamentais. Eles estão presentes em dispositivos como lâmpadas inteligentes, máquinas de lavar conectadas e alto-falantes inteligentes, como os vendidos pela Amazon. Geralmente, esses SoCs têm capacidade de processamento mais limitada, focada na comunicação e nos sensores.
Por fim, roteadores e equipamentos de rede utilizam a CPU de um SoC para executar o sistema operacional e recursos de segurança, como o firewall. Os controladores e modens facilitam a comunicação com outros dispositivos, garantindo uma rede robusta e segura.
05. SoC não é a mesma coisa que APU?
Embora SoC (System-on-a-Chip) e APU (Accelerated Processing Unit) possam parecer semelhantes à primeira vista, eles representam conceitos distintos e que são aplicados em diferentes contextos.
O SoC, como já vimos, integra uma grande variedade de tipos de processadores. Além da CPU e GPU, um SoC pode ter componentes dedicados para funções específicas, como redes neurais, análise de imagens e realidade aumentada. Essa complexidade e versatilidade tornam o SoC uma escolha popular para dispositivos móveis, como smartphones, tablets e smartwatches, onde a integração e a eficiência são cruciais.
Por outro lado, a APU é um termo criado pela AMD e refere-se a um chip que consiste basicamente de uma CPU e uma GPU integradas. Ao contrário do SoC, que pode conter uma ampla gama de processadores especializados, a APU é mais focada na combinação de processamento central e gráfico. Essa abordagem é mais comum em desktops e notebooks, onde a demanda por desempenho gráfico e de processamento é alta, mas a necessidade de componentes especializados é menor.
Ou seja, o SoC é uma solução integrada e multifuncional, adequada para dispositivos móveis e compactos. Já a APU é uma combinação mais direcionada de CPU e GPU, voltada para computadores. Ambos têm suas próprias vantagens e aplicações, mas são conceitualmente e funcionalmente distintos.
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