Mỗi chúng ta hiện nay đều sở hữu rất nhiều thiết bị. Nhưng mọi người chỉ quan tâm chúng có hoạt động hay không, không mấy ai quan tâm đến công nghệ đằng sau những thiết bị này. Nhiều thiết bị chúng ta đang sử dụng hoạt động nhờ Hệ thống trên chip [SoC].
Những con chip nhỏ và tiết kiệm điện này đang cung cấp năng lượng cho hầu hết mọi thiết bị di động ngày nay, từ điện thoại thông minh đến máy tính bảng. Trong bài viết hôm nay, chúng ta hãy cùng nhau tìm hiểu về SoC và các thành phần cấu tạo nên chúng.
SoC là gì?
Thuật ngữ SoC là viết tắt của System on a Chip. Con chip này được đặt tên như vậy vì nó bao gồm nhiều thành phần tính toán thiết yếu, tất cả được nén vào một con chip. SoC chủ yếu được sử dụng cho các thiết bị di động vì kích thước nhỏ và mức tiêu thụ điện năng thấp.
Bắt đầu từ những năm 1970, một số công ty đã cố gắng đưa nhiều thành phần vào một con chip duy nhất để cung cấp năng lượng cho đồng hồ kỹ thuật số. Intel đã thành công trong việc làm này với Đồng hồ kỹ thuật số Microma vào năm 1974, tạo ra SoC thực sự đầu tiên. Công ty đã tích hợp các chức năng định thời và bóng bán dẫn trình điều khiển LCD vào một chip.
SoC thực sự phát triển vào những năm 80 và 90. Máy tính cá nhân trở nên phổ biến vào những năm 80 và chúng cần được cung cấp năng lượng bởi những con chip nhỏ hơn. Trong những năm 90, điện thoại di động sử dụng SoC và xu hướng đó vẫn tiếp tục cho đến ngày nay [điện thoại thông minh và máy tính bảng vẫn đang sử dụng SoC].
See also Cách gửi ảnh từ iPhone sang Mac
Có gì trong SoC?
Các thiết bị di động như điện thoại thông minh và máy tính bảng cần phải nhỏ gọn. Đây là lý do tại sao các SoC tồn tại. Các nhà sản xuất SoC lấy một số thành phần thiết yếu và nén chúng thành một con chip để tiết kiệm dung lượng. Đặt tất cả các thành phần ở cùng một nơi giúp tiết kiệm một lượng lớn không gian so với việc đặt các thành phần nằm rải rác trên bo mạch chủ.
Vậy có gì trên SoC?
Bộ phận xử lý trung tâm [CPU]
Một trong những thành phần chính của SoC là CPU. CPU hay còn được gọi là bộ não của thiết bị. Điều này là do nó xử lý tất cả các tác vụ xử lý chính mà người dùng thực hiện trên thiết bị của mình. Cũng giống như cách bộ não xử lý thông tin đến từ các giác quan, CPU xử lý thông tin đến từ RAM và bộ nhớ đệm.
Bộ xử lý đồ họa [GPU]
GPU trong SoC hoạt động giống như CPU, chỉ khác là nó xử lý những thứ khác. CPU có thể xử lý mọi thứ từ mã đến đồ họa, nhưng đó chỉ là quá nhiều công việc. Để giảm căng thẳng cho CPU, GPU chịu trách nhiệm xử lý thông tin đồ họa, tức là mọi thứ mà bạn nhìn thấy trên màn hình.
RAM
See also Cách tạo tài liệu và cộng tác trực tiếp trong Google Trò chuyện
RAM là viết tắt của Random Access Memory [Bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên]. RAM chứa dữ liệu cần được truy cập sau này và tại vị trí đó. Máy tính từng phải truy cập dữ liệu trực tiếp từ các đơn vị lưu trữ vật lý của chúng, nhưng quá trình đó diễn ra rất chậm.
RAM khắc phục vấn đề này với bộ nhớ đọc và ghi dữ liệu nhanh hơn nhiều so với bộ nhớ thông thường, thậm chí cả SSD. Khi dữ liệu được tải vào RAM, CPU có thể dễ dàng truy cập và gọi lại dữ liệu hữu ích từ bộ nhớ cực nhanh.
Ví dụ: bạn cần mở một ứng dụng và ứng dụng đó nằm trên ổ cứng. Khi bạn mở nó, ứng dụng đó sẽ được tải từ ổ cứng vào RAM để CPU truy cập. Tùy thuộc vào những gì đang xảy ra trong ứng dụng, dữ liệu có thể được truy cập nhanh chóng để giữ cho mọi thứ hoạt động trơn tru. CPU tải dữ liệu vào RAM mà nó cho rằng bạn có thể sử dụng, liên quan đến ứng dụng, giúp tăng tốc độ truy cập hơn nữa.
Bộ nhớ đệm
Mặc dù RAM là một khối bộ nhớ có thể được truy cập nhanh chóng, nhưng có một dạng bộ nhớ khác thậm chí còn nhanh hơn. Nó được gọi là bộ nhớ cache của CPU. RAM chứa dữ liệu mà CPU cần sử dụng, nhưng nếu có thông tin được truy cập thường xuyên, nó sẽ được chuyển vào bộ nhớ đệm. Bộ nhớ đệm có thể gửi dữ liệu đến CPU nhanh hơn RAM.
Giả sử bạn mở một chương trình nhiều lần trong một khoảng thời gian ngắn. Hệ thống sẽ lưu chương trình đó vào bộ nhớ đệm để chương trình tải nhanh hơn. Các trang web cũng được lưu vào bộ nhớ đệm để truy cập nhanh hơn.
See also Hướng dẫn thiết lập ứng dụng mặc định để mở file trên Windows 11
Modem tín hiệu
Có vẻ kỳ quặc, nhưng modem tín hiệu thực sự được tích hợp sẵn trong SoC. Modem có nhiệm vụ chuyển đổi tín hiệu điện từ thành tín hiệu số mà điện thoại hoặc thiết bị di động có thể hiểu được. Modem cũng có nhiệm vụ làm ngược lại khi chúng gửi dữ liệu đến máy chủ [server].
Bộ xử lý hình ảnh [IPU]
IPU chịu trách nhiệm xử lý dữ liệu đến từ camera. Khi ánh sáng chiếu vào cảm biến hình ảnh, dữ liệu đó sẽ được chuyển đổi thành tín hiệu kỹ thuật số và gửi đến SoC. Dữ liệu đó sau đó được xử lý bởi IPU trong khi CPU có thể đảm nhận các tác vụ khác.
Bộ mã hóa video
Nếu bạn có dữ liệu video trên thiết bị của mình, dữ liệu đó sẽ cần được chuyển đổi thành tín hiệu tương tự để có thể xem được. Bộ mã hóa video có nhiệm vụ lấy tín hiệu kỹ thuật số và chuyển nó thành tín hiệu tương tự. Tín hiệu điện đó sau đó được chuyển thành ánh sáng trong màn hình.
Tùy thuộc vào thiết bị, SoC có thể có các thành phần khác nhau. Ví dụ: một số SoC không có RAM tích hợp, trong khi những SoC khác có một phần gọi là NPU. NPU là viết tắt của Neural Processing Unit. Nó xử lý các tác vụ liên quan đến trí tuệ nhân tạo và Học máy.