Close
    Search Search

    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    ¿Qué es un SoC?

    En una computadora “clásica” como una computadora de escritorio, las cosas son bastante simples. El procesador (CPU) se encarga de realizar los cálculos más extendidos, aquellos que permiten por ejemplo ejecutar el sistema operativo o un navegador web. También encontramos la tarjeta gráfica (o GPU) que se encarga de mostrar una imagen, ya sea en 2D o en 3D como en los juegos. La placa madre desempeña el papel de conductor al conectar todos los componentes juntos, como la CPU, la GPU, pero también la RAM y otros chips pequeños.



    Pero desde el comienzo de la era de los teléfonos inteligentes, hemos visto la aparición de sistemas todo en uno. De este modo, Casi todo el contenido de una computadora termina en un solo chip en el teléfono inteligente: el SoC. Los componentes están entonces mucho más interconectados, por ejemplo, con una frecuencia de procesador que varía en función de la frecuencia de la tarjeta gráfica debido a limitaciones térmicas y de consumo. Un método completamente nuevo en comparación con una computadora tradicional donde cada componente era más o menos independiente.



    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    Un SoC nvidia Tegra X1

    Los nuevos procesos de grabado (los actuales están grabados en 10 nm por ejemplo, cuando la próxima generación será en 7 nm) han permitido reducir significativamente el tamaño de los componentes. Entonces hoy tenemos el poder de una computadora de hace unos años en tu bolsillo. Sin embargo, esto se hizo a costa de una complejidad creciente que hace que el campo de los SoC sea difícil de entender para cualquiera.

    Diferencia entre procesador y SoC

    A menudo hablamos por abuso del lenguaje del procesador cuando tenemos que hablar sobre el corazón de un nuevo teléfono inteligente o durante un anuncio de hardware de un fabricante. Sin embargo, más allá de la función "simple" del procesador que integra, el SoC incluye toda una galería de componentes. Podemos comparar el procesador al director, mientras que el SoC representaría a toda la orquesta, compuesto por instrumentos de viento, cuerdas y percusión.


    Los diferentes componentes del SoC tienen la tarea de cumplir diversas funciones, como un PC, pero miniaturizadas al extremo. Si el procesador representa así un elemento esencial, el SoC también incluye todos los demás componentes que permiten operar un teléfono inteligente, una tableta o un reloj conectado.


    Dentro de los smartphones actuales podemos encontrar una amplia variedad de SoC, entre los que se incluyen:

    • Exynos 9810 en Samsung
    • A11 en Apple
    • Snapdragon 845 en Qualcomm
    • Helio chez MediaTek
    • Kirin 970 en HiSilicon (una subsidiaria de Huawei)

    También podríamos citar el Tegra de Nvidia, aunque estos realmente no apuntan a los smartphones, o el Allwiner y Rockchip, presentes en una gran cantidad de dispositivos vendidos en China. Hay muchos, muchos fabricantes de SoC, por lo que esta lista no pretende ser exhaustiva.

    ¿Qué hay dentro de un SoC? 

    El SoC, como decíamos, es como un PC miniaturizado en extremo. Por lo tanto, incluye componentes y controladores que le permiten administrar todo el equipo de su teléfono inteligente, ya sea la cámara, la memoria interna o incluso el módem.

    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    Arquitectura Snapdragon 845

    Procesador (CPU)

    Dentro de un SoC, por supuesto, hay un procesador. El procesador (o CPU) dentro de un SoC juega el mismo papel que en una PC. Sin embargo, con una diferencia importante.


    Un procesador "clásico" buscará realizar la tarea que se le ha encomendado buscando el mayor rendimiento posible sin preocuparse por el consumo de energía. El procesador de un SoC trabaja en contra de este principio y los fabricantes buscan sobre todo Hágalo lo más eficiente (energéticamente eficiente) posible en todas sus tareas. El objetivo es que utilice la menor cantidad de energía posible. Pero también que la energía que utiliza, procedente de la batería, es la que mejor se aprovecha para rentabilizarla. Este principio también se aplica a las computadoras portátiles, en las que se pueden encontrar procesadores móviles o SoC.


    Para lograr un buen rendimiento ahorrando el consumo de un procesador, es posible jugar con varios factores. El fréquence procesador, el tipo de corazón dentro del procesador, así como proceso de grabado.

    Frecuencia (megaciclo)

    La frecuencia de operación Es un factor importante en el consumo de un procesador, pero bajarlo demasiado tiene graves consecuencias en su rendimiento. Los chips están disponibles actualmente con una frecuencia de funcionamiento de aproximadamente 1,3 a 3 GHz.

    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    En amarillo, los ocho núcleos de CPU

    Los corazones

    Le tipo de corazones dentro del procesador también tiene su papel que desempeñar. Asi que un corazon Cortex-A53 consume mucho menos que un corazón Cortex-A72, pero no proporciona el mismo nivel de rendimiento en absoluto. Si el primero está especialmente diseñado para consumir muy poca energía, el segundo está más centrado en el rendimiento, pero consume mucha más.

    Es por esta razón que el Cortex-A53 a menudo lo usan cuatro u ocho, mientras que el Cortex-A72 lo usan más a menudo dos o cuatro núcleos. A menudo encontramos configuraciones híbridas utilizando núcleos de alto rendimiento para tareas pesadas (como juegos 3D) en combinación con núcleos de muy bajo consumo (para recuperar correos electrónicos, por ejemplo).

    Grabado

    Al final de nuevos procesos de grabado también son un factor crucial en el campo de los SoC para ofrecer un buen rendimiento con un bajo consumo de energía. Permite obtener una mejora en el rendimiento (aumentando el número de transistores) al tiempo que limita el aumento del tamaño del chip así como su consumo de energía.

    Así, el cambio de grabado de 28 nanómetros a 16 nanómetros y el uso de nuevos núcleos Cortex-A72 en lugar de Cortex-A15s hace posibleuse un 75% menos de energía para las mismas tareas, como se muestra a continuación por ARM.

    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    Android vs iOS

    El impacto de un procesador potente se notará en la fluidez general del teléfono inteligente, por ejemplo, la capacidad de respuesta del mismo cuando se lanza una aplicación. En este pequeño juego, Apple es líder ya que el fabricante solo comercializa muy pocos dispositivos (iPhone, iPad e iWatch). Entonces es el posible optimizar de una manera extremadamente completa iOS dependiendo del procesador utilizado y beneficiarse de una relación consumo-rendimiento extremadamente favorable.

    Sur Android es mucho más complicado, ya que cada teléfono es diferente, tanto en términos de hardware como de software. Por tanto, Google debe tener en cuenta una muy amplia variedad de configuraciones en el ecosistema Android. De hecho, hay docenas de procesadores diferentes, miles de teléfonos inteligentes diferentes y casi la misma cantidad de versiones de Android personalizadas con interfaces de fabricante.

    Esta diversidad, que es uno de los puntos fuertes del ecosistema de Android, también puede resultar contraproducente. De hecho, esto puede conducir a un rendimiento menos que óptimo en ciertos modelos o incluso en ciertas aplicaciones que simplemente no funcionan en ciertos teléfonos inteligentes.

    C'est una de las razones para lo cual los procesadores utilizados en los SoC de Los teléfonos inteligentes Android suelen tener frecuencias más altas y tener más núcleos en comparación con un iPhone, no pudiendo lograr el mismo nivel de optimización que en Apple.

    Chip de gráficos (GPU) 

    Quizás algo familiar para los jugadores de PC es el chip gráfico o GPU. Aunque en una escala diferente dentro de un teléfono inteligente, la GPU básicamente realiza las mismas tareas que en una PC. Su función es calcular imágenes 2D o 3D que luego se muestran en la pantalla a través de los píxeles del panel.

    En cuanto al cálculo de imágenes 2D, se realiza de forma constante ya que, muy concretamente, La GPU está activada tan pronto como sea necesario mostrar un página web, navegar en Google Maps, o mostrar un video, es decir, casi constantemente, pero a diferentes niveles en un smartphone reciente.

    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    En este tema, seguramente ya lo has probado: un video que no se reproduce o es muy entrecortado en un teléfono inteligente, y es completamente fluido en otro. Esta es una consecuencia muy concreta de la mejora de las GPU, en particular en videos en 4K o en nuevos formatos de codificación, como H.265, que son cada vez más compatibles. En efecto, aunque la CPU es muy potente, no es apto para este tipo de tareas, por lo que se trata de utilizar el GPU (y sus diferentes unidades) para decodificar de una manera mucho más eficiente y económico en la reproducción de videos.

    Entre los chips gráficos notables, podemos citar:

    • Malí G72 d'ARM
    • Adreno 630 de Qualcomm
    • Arquitectura Rogue de PowerVR

    Finalmente, la API de gráficos Volcán en las GPU SoC es una muy buena noticia. Esta API trae la posibilidad de realizar aplicaciones 3D como jeux de una manera multiplataforma International Trade Centre PC y Android. Es un período particularmente interesante por delante. Esta tecnología debería facilitar el trabajo a los desarrolladores y mejorarlo a los usuarios. A más largo plazo, esto debería tener como consecuencia que sea posible empujando los límites de los juegos móviles.

    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles GPU, chips gráficos: ¿quiénes son y para qué se utilizan? SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    En gris (abajo) el par CPU / GPU, en negro (rectángulos grandes) los chips de RAM y en negro (rectángulo pequeño) una ROM flash NAND Proveniente del mundo de las PC, estoy acostumbrado a conocer ...
    leer más

    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    Módem y redes 

    Si está buscando un teléfono inteligente que pueda ofrecer 4G +, así como las conexiones habituales de Wi-Fi y Bluetooth, el módem es la parte que debe llamar su atención. De hecho, además de la CPU y la GPU, el SoC integra una parte de módem para administrar varios tipos de conexiones y redes.

    Para la 4G, este tendrá que soportar el categorías 1 a 5, y para el 4G + los categorías 6 a 12. Aunque el tema es particularmente denso en estos componentes en particular, el número de jugadores es mucho más simple, ya que se reduce a tres jugadores principales:

    • Qualcomm con su X20
    • Intel en iPhones
    • Samsung y su Exynos

    Tenga en cuenta que estos mismos jugadores se están preparando para la llegada de 5G, con el Qualcomm X50 en particular.

    Modelos de Qualcomm equipa una impresionante cantidad de teléfonos inteligentes, debido a la integración de sus módems dentro de sus SoC Snapdragon. Sin embargo, su dominio del mercado es menos importante que hace unos años, especialmente porque Samsung también ha entrado en el mercado. Comenzó a comercializar sus propios módems en 2015.

    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    Las cuatro antenas de un módem Qualcomm

    El módem es un área extremadamente exigente. Por tanto, es necesario saber combinar una sólida experiencia en el mercado móvil con una visión a largo plazo, y esto es lo que probablemente le faltó a Nvidia, que se separó de su filial Icera a principios de 2015.

    Asimismo, los tiempos de desarrollo de un módem no son en absoluto comparables con ningún otro componente, y este es probablemente el componente más crucial en un teléfono inteligente y el mas complejo para producir. Entonces, en el momento del anuncio del primer módem de Samsung, el Exynos 333, había un rumor de un tiempo de desarrollo de 7 años. E, incluso para los especialistas, a veces tampoco es rentable, lo que ha llevado a Broadcom a centrarse en 5G y otras tecnologías de red.

    Sin embargo, este pequeño club, debido a la complejidad técnica de la fabricación de esta pieza crucial, lo que permite que el teléfono ... realice llamadas podría expandirse con nuevos participantes que podría imponerse en unos años. De hecho, nuevos actores como HiSilicon, filial fabricante de Huawei, son cada vez más importantes.

    Los otros componentes

    Todavía hay muchas otras funciones realizadas por los diversos componentes dentro de un SoC. Si bien hay muchos controladores, podemos nombrar algunos.

    ISP o procesadores de señal de imagen, como Qualcomm Spectra, que es responsable de los diversos procesamientos digitales relacionados con las imágenes tomadas por la cámara. Estos han adquirido mucha más importancia ahora que los fotosensores duales se han vuelto predominantes en los dispositivos móviles.

    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    Clear Sight, versión le double capteur Qualcomm

    También podemos mencionar el controlador de almacenamiento, responsable de administrar la memoria del teléfono inteligente. Este también es un caso interesante, ya que la memoria era uno de los raros componentes que no se integraba directamente en el mismo chip que el resto de componentes.

    Sin embargo, los últimos SoC ya están a bordo CPU, GPU, módem, RAM y memoria de almacenamiento directamente en el mismo paquete, como en el caso de los últimos chips de Samsung. La RAM y la memoria flash no están en el SoC, pero están soldadas encima.

    Por lo tanto, se puede ver que la tendencia de integrar todos los componentes continúa incluso hoy. El objetivo es casi siempre el mismo: miniaturizar aún más los circuitos para permitir que los fabricantes de teléfonos inteligentes diseñar nuevos diseños, consumiendo menos energía o aumentando el rendimiento.

    SoC, ¿hacia una fusión entre PC y teléfonos inteligentes? 

    Como explicamos en la primera parte, un SoC opera con prioridades muy diferentes a las de un procesador de PC tradicional. Son, pues, casi opuestos entre sí, un procesador clásico que busca el máximo rendimiento, mientras que el SoC siempre buscará los milivatios que es posible ahorrar.

    Sin embargo, y desde hace varios años, las prioridades de los procesadores "clásicos" han cambiado debido al creciente papel de las PC portátiles en las ventas generales de PC. Como resultado, la autonomía se ha convertido en un tema importante para los usuarios, empujando a Intel a desarrollar chips similares a un SoC móvil, pero destinados a PC, los famosos Core M y Atom.

    Por el contrario, la propia Microsoft hizo que Windows 10 fuera compatible con las plataformas ARM, en asociación con Qualcomm, que les ofreció compatibilidad con el Snapdragon 835 al mismo tiempo. Si la tendencia es nueva, el fabricante está trabajando en un Snapdragon 850 mejorado para proporcionar siempre más potencia y autonomía a las futuras PC ARM.

    SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles

    Para seguirnos, lo invitamos a descargar nuestra aplicación para Android e iOS. Podrá leer nuestros artículos, archivos y ver nuestros últimos videos de YouTube.

    Añade un comentario de SoC: todo lo que necesita saber sobre procesadores móviles
    ¡Comentario enviado con éxito! Lo revisaremos en las próximas horas.