SoC: что это в телефоне? Для чего он нужен? Какой самый лучший SoC?

Что такое SoC? Для чего нужен SoC? Какой самый лучший SoC? Чтобы ответить на эти вопросы, мы написали для вас это полное руководство, в котором объясняется все, что вам нужно знать о SoC наших смартфонов.

Это процессор, отвечающий за подключение, расчет и даже отрисовку изображений на экранах наших телефонов.

SoC или «система на чипе» является центральным компонентом каждого современного смартфона, хотя и представляет собой смесь многих технологий. Цель этой статьи — дать вам общее представление о том, что делает современная SoC для смартфонов, и о текущем состоянии рынка «мобильных процессоров».

Конечная цель — помочь вам, потребителю, использовать эту информацию (и другую), чтобы помочь вам выбрать свой следующий смартфон. Цель здесь не в том, чтобы углубиться в то, как работает SoC смартфона, или удовлетворить любопытство уже знающего техника.

Вместо этого наша цель — предоставить вам, среднему покупателю смартфона, как можно больше информации, чтобы помочь вам выбрать смартфон, который наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Рискуя показаться повторяющимся, идея состоит в том, чтобы помочь вам узнать достаточно, чтобы сделать осознанную покупку.

Являются ли процессоры, SoC и чипсеты одним и тем же?

Опытные любители смартфонов обычно насмехаются над словом «процессор» и скажут вам, что SoC (сокращение от System on a Chip) или «чипсет» — более точный термин.

В конце концов, все, что вам нужно знать, это то, что «процессор», «система на кристалле» и «набор микросхем» в смартфоне (в большинстве случаев) относятся к одному и тому же объекту, хотя терминология может быть не совсем точной.

Термин «процессор» обычно использовался для обозначения центрального процессора, используемого в настольных компьютерах. Современные SoC также имеют ЦП/процессор, но это лишь один из многих компонентов, составляющих SoC.

Итак, ответ, который вы ищете, таков: хотя SoC и процессор — это не одно и то же в конкретных терминах, со временем стало приемлемым называть SoC процессором или набором микросхем. Я знаю, что это может сбивать с толку.

Если это не процессор, то что же такое SoC?

Самый распространенный ответ, который вы, возможно, слышали, часто приравнивает SoC к человеческому мозгу. Я не согласен. Более точный способ понять, что такое SoC, — думать о нем не как о мозге, а как о человеческой голове.

Да, вы правильно прочитали! Я знаю, что этот пример забавен, но проще представить свою голову как SoC, а свой мозг (который находится внутри головы) — как процессор.

Точно так же, как ваша голова объединяет множество других частей, SoC также содержит различные компоненты. Многие из этих компонентов также помогают разгрузить процессор и повысить его эффективность.

Взгляните на диаграмму ниже, чтобы визуализировать все компоненты, составляющие современный SoC.

Вы также можете думать о SoC как о наиболее важной части современного смартфона. Он эффективно функционирует как единое целое и отвечает за выполнение практически каждой задачи, которую вы просите выполнить на своем телефоне.

Будь то что-то относительно приземленное, например, выполнение и прием звонков на что-то более сложное по своей сути, например, использование камеры телефона для щелчка по фотографиям и видео, а затем редактирование и рендеринг конечного продукта с помощью приложения для редактирования.

Что такое архитектура ARM?

Другое имя, которое вы, возможно, обычно слышали, говоря о SoC для смартфонов, — это ARM. Что вам нужно знать, так это то, что ARM — британская компания, которая владеет лицензией на архитектуру ARM, набор инструкций и дизайн ядра ЦП, которые используются всеми компаниями, производящими SoC.

Независимо от марки смартфона, которую вы покупаете, и независимо от того, какой SoC он использует, само собой разумеется, что он основан на архитектуре ARM.

Вы много услышите об ARM, когда будете читать статьи о запуске смартфонов, особенно когда дойдете до той части, где упоминаются спецификации SoC. Например, в этих статьях будет показано, какие ядра ARM Cortex использует конкретная SoC.

Дополнительная информация: также интересно узнать, что крупные производители SoC, такие как Apple, Qualcomm, MediaTek, Huawei и Unisoc, на самом деле не производят SoC на своих собственных заводах.

Вместо этого они передают эту работу специализированным компаниям-производителям полупроводников, таким как TSMC, Global Foundries и SMIC.

Samsung — единственный производитель SoC для смартфонов в этом списке, который имеет возможность разрабатывать собственные SoC на базе ARM, а также производить их самостоятельно.

Какие компоненты содержит SoC?

Типичная SoC современного смартфона обычно включает следующие компоненты.

Центральный процессор (ЦП)

Самый важный компонент современного смартфона — ЦП — это фактически мозг вашего смартфона. Процессор современного смартфона обычно имеет несколько ядер, а его производительность измеряется в гигагерцах (ГГц).

Когда мы, технические обозреватели, говорим о производительности смартфонов, мы часто используем такие термины, как «Cortex-X3» или «Cortex-A510». Это имена реальных ядер ЦП, которые расположены внутри SoC. О ядрах и процессорах смартфонов мы узнаем в отдельной статье.

Графический процессор (GPU)

Хотя ЦП может выполнять несколько задач, он не предназначен специально для обработки графики. Поскольку большинству современных смартфонов необходимо обрабатывать требовательные к ресурсам игры (и видеоконтент), эта задача выполняется выделенным графическим процессором.

Вы много услышите о графических процессорах в обзорах смартфонов. В SoC Qualcomm обычно используются собственные графические процессоры Adreno, в то время как другие производители SoC полагаются на графические процессоры ARM Mali или PowerVR.

Блок обработки изображений (ISP)

Современные смартфоны обычно имеют отдельный блок обработки изображений. По сути, это позволяет им «преобразовывать» данные с датчика изображения в пригодную для использования фотографию, которую затем можно редактировать и делиться с друзьями и родственниками.

Раньше ЦП также выполнял эту задачу. Но вскоре производители поняли, что всегда лучше переложить эти задачи на отдельный блок обработки изображений. Имена, с которыми вы столкнетесь при обсуждении интернет-провайдеров, включают Spectra от Qualcomm и Imagiq от MediaTek.

Интегрированные модемы

Современные смартфоны — это устройства связи, а модем — единственный наиболее важный компонент, обеспечивающий эту базовую функцию.

Модем используется для преобразования беспроводных сигналов в данные, понятные вашему телефону. Современные модемы для смартфонов объединяют возможности 5G, 4G, 3G и Wi-Fi в одном устройстве.

И хотя сегодня большинство SoC для смартфонов имеют встроенный модем, есть несколько исключений.

Недавние примеры включают Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1 и Apple A15 Bionic, оба из которых используют внешний модем — Snapdragon X65 или X55. Под «внешним» мы подразумеваем, что модем не является частью SoC.

Другой пример — Exynos 990 от Samsung, в котором также используется внешний модем.

Не все бренды SoC заинтересованы в том, чтобы называть свои модемы. Заметным исключением является Qualcomm, и компания обычно обозначает свои модемы буквой X, за которой следует число. Самый новый 5G-модем от них, например, — Qualcomm Snapdragon X75.

MediaTek, HiSilicon и Samsung обычно не упоминают «фирменные наименования» модемов в своих спецификациях и, как правило, избегают их называть. MediaTek назвал его модемом — MediaTek M70 5G. Модемы HiSilicon носят торговую марку Balong. Однако вы редко встретите это имя даже на официальных сайтах.

Другие компоненты

Хотя эти четыре компонента являются важными, современный SoC также включает в себя и другие части. Например, цифровые сигнальные процессоры (DSP) обычно используются для решения таких задач, как анализ данных с бортовых датчиков, а иногда даже помогают при воспроизведении музыки.

Поскольку искусственный интеллект и машинное обучение рекламируются как следующая большая вещь, SoC для смартфонов нередко интегрируют специальный нейронный процессор (NPU), специально созданный для обработки таких задач.

Производственный процесс

Фраза, с которой вы часто будете сталкиваться при чтении спецификаций SoC, называется «производственный процесс». Он указан в нанометрах (нм).

Самое простое объяснение, которое я могу придумать прямо сейчас, — это сказать вам, что производственный процесс — это число, используемое для понимания того, насколько малы внутренние узлы SoC.

Хотя у нас может быть научная диссертация о производственных процессах и процессе изготовления полупроводников, это выходит за рамки данной статьи. Что вы, как потребитель, должны понимать, так это то, что чем меньше производственный процесс, тем более сложным/дорогим/энергоэффективным является SoC.

• Текущие флагманские SoC основаны на 4-нм производственных процессах,

• а флагманские SoC 2020 года основаны на 7-нм узле,

• SoC среднего и бюджетного уровня обычно основаны на производственных процессах 7, 10, 11, 12 и 14 нм.

Кто производит SoC для смартфонов?

К основным игрокам в сегменте SoC для смартфонов относятся следующие компании;

Ниже, краткий обзор продуктов каждого из этих брендов SoC.

SoC Apple

Поскольку Apple не нуждается в своих SoC для использования на нескольких устройствах, она обычно анонсирует только одну SoC для смартфонов каждый год. До 2010 года Apple полагалась на SoC от Samsung для моделей iPhone и iPad.

Однако с тех пор компания перешла на собственные SoC на базе ARM. Первым SoC, разработанным Apple, был Apple A4, дебютировавший в 2010 году.

Тринадцать лет спустя новейшая SoC для смартфонов от Apple называется Apple A16 Bionic, которая используется в iPhone 14 Pro и Pro Max. Считается, что это самая мощная SoC, доступная в настоящее время для любого смартфона.

SoC A-серии предыдущего поколения от Apple также считались самыми быстрыми в своем классе. Apple также использует SoC серии A в своей линейке iPad.

Начиная с 2021 года компания запустила линейку MacBook, которая также оснащена модифицированной версией A14 Bionic SoC, которая продается как Apple M1 SoC.

SoC Qualcomm

Американская компания Qualcomm, пожалуй, самая известная компания-производитель SoC для смартфонов. Его SoC для смартфонов продаются под брендом Snapdragon. Qualcomm разрабатывает и продает широкий спектр SoC от начального и среднего уровня до high-end SoC и является, пожалуй, самым широко известным брендом в этом сегменте.

Qualcomm Snapdragon 8 серии

SoC 8-й серии от Qualcomm долгое время считались самыми мощными чипсетами, доступными для Android-смартфонов. В 2022 году Qualcomm прекратила выпуск серии 800 и перешла на серию Snapdragon 8 Gen. После Snapdragon 8 Gen 1 и 8+ Gen 1 топовой SoC Qualcomm на 2023 год является Snapdragon 8 Gen 2.

Как видите, этот диапазон SoC зарезервирован для довольно премиальных смартфонов. Qualcomm предлагает свои лучшие инновации с точки зрения искусственного интеллекта, машинного обучения или подключения.

Бывшими флагманскими SoC являются Snapdragon 888+ и 888 2021 года и Snapdragon 865+ и 865 2020 года.

Qualcomm Snapdragon 7 серии

Snapdragon 7 Series — это линейка SoC среднего класса. Они немного менее мощные, чем 8-я серия, но все же обеспечивают комфортные условия для фотосъемки или игр. Текущая флагманская модель этой серии — Snapdragon 7+ Gen 2.

В этой серии мы также находим Snapdragon 778G+, 778G, 780G, 750G или 720G. SoC серии Snapdragon 700 включают Snapdragon 765G, Snapdragon 732G и Snapdragon 720G.

Qualcomm Snapdragon 6 серии

Серия 6 включает в себя SoC, которые работают на доступных смартфонах, независимо от того, относятся ли они к среднему классу по низкой цене или к начальному уровню. Эти SoC не выделяются своей мощностью, но они предлагают то, что необходимо для обеспечения достаточной плавности во всех повседневных задачах.

Эти SoC, например, оснащены графическими процессорами, достаточно мощными, чтобы позволить пользователям играть в самые требовательные к графике игры, не слишком вздрагивая. Флагманская модель — Snapdragon 6 Gen 1, но есть и Snapdragon 695 5G или 680.

Snapdragon серии 400

Как вы уже могли догадаться, SoC серии Snapdragon 4 обычно используются на недорогих смартфонах. Хотя эти SoC могут выполнять большинство повседневных задач, они не предназначены для ресурсоемких задач, таких как многозадачность или игры.

Серия Snapdragon 4 включает Snapdragon 4 Gen 1, а также Snapdragon 480+, 480 или 460.

Процессоры Qualcomm серии 2

Смартфоны, которые используют эти базовые SoC, даже ниже бюджетных чипсетов серии 400, обычно продаются на развивающихся рынках. Большинство потребителей, которые в конечном итоге покупают устройства, использующие телефоны серии Qualcomm Snapdragon 200, обычно не имеют средств, чтобы тратить их на более дорогие устройства.

Еще одна ключевая черта владельцев этих телефонов заключается в том, что почти все они недавно обновили свои базовые телефоны.

Примеры: Snapdragon 215, Snapdragon 212, Snapdragon 205.

Помимо этих SoC, ориентированных на смартфоны, Qualcomm также производит SoC для умных часов в рамках своей платформы Wear.

SoC MediaTek

Тайваньская компания MediaTek, изначально известная своими доступными SoC, которые обычно использовались на более дешевых смартфонах, разрабатывает SoC для смартфонов.

Однако в последнее время им удалось создать серьезную угрозу доминированию Qualcomm в этом сегменте благодаря ее конкурентоспособным продуктам начального и среднего уровня. MediaTek также приближается к Qualcomm со своими новыми высокопроизводительными чипсетами.

MediaTek использует несколько торговых марок для своих SoC. Популярные включают линейку Helio и Dimensity.

MediaTek Dimensity 5G

Серия Dimensity от MediaTek — это серия SoC для смартфонов тайваньской компании, ориентированная на 5G. В отличие от серии Qualcomm 800, которая предназначена только для флагманских и недорогих флагманских продуктов, линейка MediaTek Dimensity включает в себя как флагманские, так и бюджетные SoC среднего уровня.

Текущая ультрасовременная SoC MediaTek — это Dimensity 9200, а также есть Dimensity 9000+ и 9000. В зависимости от цены смартфона вы также можете иметь версии с меньшими характеристиками, такие как Dimensity 8200, 7200, 6080 и 1300. .

MediaTek Helio G

Серия Helio G от MediaTek — это чипсеты, ориентированные на игры, которые обычно предназначены для игровой аудитории начального и бюджетного уровня. Линейка Helio G включает в себя отдельные модели SoC от Helio G25 начального уровня до относительно мощного Helio G99.

MediaTek Helio P

Серия Helio P — популярная линейка бюджетных SoC от MediaTek. До того, как серия G вошла в моду, серия P составляла ключевую часть бюджетного портфеля MediaTek.

Многие из SoC из серии P почти идентичны своим собратьям из серии G, с той лишь разницей, что последняя получает немного лучший графический процессор.

Продукты из этой линейки включают Helio P95, P90 и P70 в верхнем сегменте, Helio P60 и P65 в среднем диапазоне и серию Helio P20 (P20, P22, P25) в сегменте начального уровня.

MediaTek Helio А

Это линейка SoC начального уровня, которые почти всегда можно найти на недорогих Android-смартфонах — как правило, от производителей уровня 2 и уровня 3, которые в основном сосредоточены на развивающихся рынках.

SoC из серии MediaTek A включают Helio A20, A22 и A25.

SoC Samsung Exynos

Samsung — южнокорейский конгломерат, состоящий из нескольких бизнес-подразделений. У нее также есть полупроводниковое подразделение, которое разрабатывает собственную линейку SoC для смартфонов под торговой маркой Exynos.

Хотя SoC Exynos обычно используются на их собственных смартфонах, было несколько случаев, когда Samsung продавала процессоры Exynos другим производителям.

Идентификация SoC Samsung Exynos — непростая задача из-за запутанной схемы именования компании.

Флагманские SoC Exynos

До 2022 года Samsung предлагает высококачественные SoC Exynos. Но после проблем с Exynos 2200 в линейке Galaxy S22 производитель решил перейти на SoC Qualcomm для своих флагманов. Но похоже, что бренд отказался от своих SoC Exynos, по крайней мере, для своих высококлассных смартфонов.

Однако на официальном сайте производителя Exynos 2200 и 2100 по-прежнему числятся среди высокопроизводительных SoC.

SoC Exynos начального и среднего уровня

Для среднего класса Samsung в основном предлагает Exynos 1380, например, Galaxy A54, и Exynos 1330. Exynos 1280 2022 года также остается одной из флагманских SoC Samsung среднего класса.

Кроме того, с 2021 года линейка SoC Samsung среднего класса включает серию Exynos 9600 2019 года, в которую входят такие SoC, как Exynos 9609, 9610 и 9611. Эти SoC, в частности 9611, широко используются в доступных смартфонах компании.

SoC HiSilicon (Huawei)

Китайский телекоммуникационный гигант Huawei — еще один бренд, у которого есть собственная линейка SoC для смартфонов. Он производится дочерней компанией HiSilicon, а ее SoC для смартфонов продаются под брендом Kirin.

Как и Samsung, Huawei в основном ограничивает свои SoC под брендом Kirin только своими устройствами.

Известно, что бывшая дочерняя компания компании Honor также использовала SoC Kirin. Однако бизнес Huawei SoC сталкивается с большими проблемами из-за продолжающейся торговой войны между США и Китаем.

После недавних проблем с правительством США HiSilicon подтвердила, что прекратила производство SoC Kirin. Будущее SoC Kirin на момент публикации висит на волоске. В любом случае, взгляните на недавнюю линейку SoC от Kirin.

Kirin серии 900 и 9000

Текущие флагманские SoC от HiSilicon относятся к серии Kirin 9000 и включают в себя две SoC — Kirin 9000 и 9000E. Их флагманские SoC 2020 года включали SoC из линейки Kirin 990, включая Kirin 990, Kirin 990 5G и Kirin 990E 5G. Если вернуться в прошлое, то старый флагман Huawei использовал SoC Kirin 970, Kirin 960 и Kirin 950.

Серия Kirin 800

Серия Kirin 800 расположена чуть ниже флагманских SoC серии 900 и предназначена для использования на доступных флагманских телефонах Huawei и телефонах среднего класса. Новейшим продуктом из этой линейки является Kirin 820E 5G и его родной брат Kirin 8205G.

Kirin 700 и 600 серий

Huawei широко использовала SoC из серий Kirin 700 и 600 в своих бюджетных телефонах. Эти SoC предназначены для конкуренции с SoC Qualcomm серий 600 и 700.

Тем не менее, эта линейка не претерпела значительных изменений с точки зрения новых разработок с 2017-18 гг., и последней SoC, анонсированной в этой линейке, была линейка Kirin 710 в 2018 г. В последний раз серия Kirin 6 обновлялась в 2017 г. с Kirin. 659 SoC.

Unisoc SoC (ранее Spreadtrum)

Unisoc — еще один бренд SoC для смартфонов. Хотя Unisoc не так известен, как Qualcomm, MediaTek, Samsung или Huawei, у него есть полный набор SoC, ориентированных на смартфоны. Они в основном используются производителями, которые концентрируются на производстве устройств, ориентированных на нижний уровень ценового диапазона.

Компания анонсировала мощную SoC с поддержкой 5G под названием Unisoc Tiger T7520 SoC, основанную на 6-нм производственном процессе. Единственная другая SoC с поддержкой 5G от компании — это более старая SoC Unisoc T7510, которая представляет собой бюджетную SoC 5G, выпущенную в середине 2020 года.

У Unisoc есть широкий ассортимент SoC с поддержкой 4G, в том числе SoC T710, T618 и T610.

Итог

Теперь, когда у вас есть общее представление о том, что такое SoC для смартфонов и какие компании работают в этой области, вы можете использовать эту информацию, чтобы лучше понять аппаратные характеристики вашего телефона.