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Qué es SoC (System On a Chip) y sus características

SoC (System-on-a-Chip) es una tendencia que ha estado tomando fuerza ¿Quieres conocer todos los detalles acerca de ella? A continuación te los contamos

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A medida que la tecnología avanza podemos ver como os diversos elementos que componen nuestros sistemas de cómputo han dado pasos gigantes en cuanto a capacidad, desarrollo y avances.

 

Ahora, hoy en día otros de los dispositivos que están tomando mucha fuerza son los dispositivos móviles como teléfonos, tablets, portátiles y una de las tecnologías más avanzadas que están en el núcleo de estos son los llamados SoC. Solvetic analizará en detalle que es un SoC y como este influye en el uso de cualquiera de los dispositivos mencionados.

 

Qué es SoC

SoC (System-on-a-Chip) es una tendencia que ha estado tomando fuerza por parte de los desarrolladores, en especial de ARM, mediante la cual se busca la integración de todos los módulos de un sistema en un solo chip o circuito lo cual reduce en grandes proporciones el tamaño del dispositivo que lo incluye.

 

Su origen se remonta cuando compañías como Nokia o Samsung comenzaron el desarrollo de sus primeros teléfonos móviles y era necesario que los dispositivos fueran lo más pequeños y portables posibles, para que el nombre dispositivo mocil tomara más valor, y para lograr esto se enfocaron en desarrollar procesadores que contaran con la mayor cantidad de funciones disponibles para reducir el tamaño interno de los componentes a uno solo.

 

A simple vista un SoC tiene el diseño de un microchip común peor su ciencia y tecnología está en el interior ya que allí encontramos alojados la mayor parte de los componentes que permiten la efectiva transmisión de datos.

 

En el siguiente grafico veremos la estructura de un SoC Snapdragon 801:

 

 

Componentes que integran un SoC
A continuación veremos los componentes que hace de SoC una tecnología portable con múltiples beneficios:
  • Controlador de memoria: Es importante aclarar que cuando el procesador debe acceder a la RAM no lo hace de forma directa sino que existen un conjunto de circuitos que se encargan de llevar a cabo esta tarea y al estar estos circuitos dentro del propio chip reduciremos los tiempos de acceso a la RAM.
  • Memoria: Es un componente vital para que las aplicaciones puedan ser ejecutadas y todas las instrucciones del sistema sean realizadas de forma correcta.
  • Tarjeta gráfica: Muchos de los nuevos SoC incluyen tarjetas gráficas con soporte de 3D lo cual nos evita tener una tarjeta gráfica adicional en la board.
  • Interfaces externas: Permiten la conectividad con múltiples dispositivos como discos externos o memorias USB.
  • Buses: Estos permiten que la información entre los diversos elementos del sistema sean transmitidas de la forma correcta.
  • Comunicación: Permite contar con soporte de Wi-Fi y otras tecnologías de red.

 

Estos son los componentes fundamentales de SoC, pero adicional contamos con otros elementos como servicios de GPS, seguridad, mayor resolución de pantalla, mayor capacidad de pixeles en las cámaras, etc.

 

Hoy en día los mayores fabricantes de dispositivos SoC son Qualcomm, Samsung, MediaTek, Huawei, NVIDIA y Broadcom, todas empresas con grandes productos desarrollados y de estas Qualcomm, NVIDIA y MediaTek ofrecen SoC a las compañías móviles para sus Smartphones mientras que Broadcom se enfoca en el desarrollo de SoC para dispositivos de red:

 

SoC en un iPhone 7:

 

 

 

SoC Broadcom en un modem:

 

Cada SoC posee ciertas características que le permiten sobresalir por encima de los demás por ello si deseamos usar algún tipo de SoC debemos tener en cuenta factores como conectividad 4G LTE (próximamente 5G), WiFi con soporte para el estándar 802.11ac, Conectividad USB, entre otra que afectan directamente el comportamiento del dispositivo final.

 

 

Tipos de SoC

Actualmente en el mercado encontramos diversos tipos de chips SoC cada uno con funciones especiales, algunos de estos son:

 

NVIDIA Tegra 3
NVIDIA Tegra 3 actualmente está integrado en algunos dispositivos Android y cuenta con una CPU de cuatro núcleos siendo cada uno un Cortex A9 de ARM, pero posee un quinto núcleo que permite un mejor desarrollo de los elementos incluidos y tiene la capacidad de soportar salida de video hasta de 2560 x 1600 de resolución y 1080p H.264 y códec de vídeo MPEG-4 AVC (permite la grabación y reproducción de videos de alta calidad).

 

Su estructura es la siguiente:

 

 

 

Qualcomm Snapdragon S4
Este SoC está presente en diversos teléfonos inteligentes y en tablets. Cuenta con un procesador ARM Cortex-A15 y permite la grabación de vídeo de alta definición y el apoyo a jugar y capacidades de la GPU Adreno integrados en él.

 

 

 

Intel Medfield
Este SoC de Intel esta construido con tecnología 32nm HKMG y ofrece un procesador de un solo núcleo a una velocidad de 1.6-2GHz y SGX540 GPU PowerVR.

 

Su estructura es la siguiente:

 

 

 

Contamos con algunos otros SoC como:
  • Texas Instruments OMAP 4
  • Samsung Exynos 4 Quad
  • ST-Ericsson NovaThor

 

 

Ventajas y desventajas de usar SoC

Toda nueva tecnología es desarrollada con el objetivo de facilitar la vida al usuario final ofreciendo productos con los mejores estándares, pero no siempre el 100% de las funciones son adecuadas, estos son algunos puntos sobresalientes, y otros no tanto, en los chips SoC:
  • Sin lugar a dudas la integración de todos los componentes en un solo chip es su principal ventaja al permitir tener todo el poder en un tamaño reducido.
  • Mejores canales de comunicación entre todos los dispositivos
  • Máxima eficiencia
  • En caso de fallo de alguno de los componentes será muy difícil su reemplazo ya que el SoC esta soldado a la board.
  • El aumento del calor al tener tantos componentes en un solo circuito puede llegar a afectar su optimo desempeño.

 

Con este panorama vemos como, aunque sus funciones son amplias, nos podemos encontrar limitados en caso de algún fallo interna. Vale anotar que día a día SoC esta más presente en nuestros dispositivos ya que no solo lo tenemos en los teléfonos o tablets modernas, también los encontraremos en dispositivos como televisores, electrodomésticos inteligentes, automóviles, etc.

 

SoC es una revolución a los diseños eléctricos, pero debemos ser cuidadosos en su implementación ya que una pequeña falla y estaremos prácticamente bloqueados y sin acceso al dispositivo.


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