सरल प्रश्न: SoC (सिस्टम ऑन अ चिप) क्या है?
हम शर्त लगाते हैं कि ज्यादातर लोग जिन्हें तकनीक का अच्छा ज्ञान है, उन्होंने SoC या सिस्टम ऑन ए चिप(System on a Chip) शब्द सुना होगा । यह 20 साल पहले की बात नहीं थी, या कम से कम यह आज की तरह व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली चीज नहीं थी, लेकिन वर्तमान समय में, सिस्टम ऑन द चिप(System on a Chip) इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों को छोटा, अधिक शक्तिशाली बनाने के लिए एक दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करता है। पहले से कहीं अधिक ऊर्जा कुशल। यह सब अच्छा और आसान है लेकिन क्या आप जानते हैं कि समाज क्या है? SoC या सिस्टम ऑन ए चिप(System on a Chip) का क्या अर्थ है? स्मार्टफोन, टैबलेट, वायरलेस राउटर, वियरेबल और अन्य मोबाइल उपकरणों के लिए यह इतनी महत्वपूर्ण बात क्यों है? यदि आप एसओसी(SoC) के बारे में अधिक जानना चाहते हैंइसका मतलब है, यह क्या करता है, और यह इतनी बड़ी बात क्यों है, इस लेख को पढ़ें, और आपको कुछ उत्तर मिलेंगे:
SoC (सिस्टम ऑन अ चिप) क्या है?
SoC एक चिप पर सिस्टम(System on a Chip) के लिए अल्पावधि है । एक चिप पर एक प्रणाली(System on a Chip) एक इलेक्ट्रॉनिक एकीकृत सर्किट है जिसमें एक सामान्य लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए एक साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए विभिन्न इलेक्ट्रॉनिक घटक होते हैं। शब्द का पहला भाग - सिस्टम(System) - कहता है कि यह एक जटिल इलेक्ट्रॉनिक असेंबली के बारे में है, जबकि अंतिम भाग - चिप(Chip) - आपको बताता है कि उस सिस्टम के सभी घटकों को एक एकीकृत सर्किट पर एक साथ निचोड़ा जाता है।
एक चिप पर एक सिस्टम(System on a Chip) क्या है, इसका एक बेहतर विचार प्राप्त करने के लिए , इसे एक पूर्ण कंप्यूटर के रूप में कल्पना करें जो एक चिप पर फिट होने के लिए छोटा और संकुचित है। उदाहरण के लिए, एक एसओसी(SoC) की तुलना एक लघु प्रणाली से की जा सकती है जिसमें एक मदरबोर्ड, एक प्रोसेसर, एक ग्राफिक्स कार्ड, एक नेटवर्क कार्ड आदि होता है। एक बेहतर तस्वीर प्राप्त करने के लिए, इस पैराग्राफ के नीचे देखें, और आप देखेंगे कि सैमसंग गैलेक्सी एस III(Samsung Galaxy S III) स्मार्टफोन से सर्किट बोर्ड पर एक चिप पर एक Exynos 4 क्वाड (4412) (Exynos 4 Quad (4412)) सिस्टम(System on a Chip) कैसा दिखता है ।
स्रोत: विकिपीडिया(Wikipedia) ।
SoCs के सामान्य उपयोग क्या हैं?
चिप्स पर सिस्टम(Systems on Chips) व्यापक रूप से कई उद्योगों में स्मार्टफोन, टैबलेट, पहनने योग्य, डिजिटल कैमरा, वायरलेस राउटर आदि जैसे सभी प्रकार के उद्देश्यों के लिए उपयोग किया जाता है। हालाँकि, शायद आज उनका सबसे आम उपयोग स्मार्टफोन को पावर देने के लिए है। यदि आप सोच रहे हैं कि ऐसा क्यों है, तो ध्यान रखें कि स्मार्टफोन और टैबलेट दोनों ही छोटे उपकरण हैं जिन्हें काम करने के लिए बहुत अधिक प्रसंस्करण शक्ति की आवश्यकता होती है और उन सभी को उपयोगकर्ताओं की आवश्यकताओं को पूरा करने की आवश्यकता होती है, जिनकी मांग तेजी से बढ़ रही है।
यहाँ एक चिप पर क्वालकॉम(Qualcomm) का स्नैपड्रैगन 600 (Snapdragon 600) सिस्टम(System on a Chip ) कितना जटिल है - एक एसओसी(SoC) जो पुराने सैमसंग गैलेक्सी एस 4(Samsung Galaxy S4) स्मार्टफोन में इस्तेमाल किया गया था। नए फोन और भी जटिल होते हैं और इनमें एसओसी(SoCs) होते हैं जो और भी छोटे होते हैं।
स्रोत: (Source:) विकिपीडिया(Wikipedia)
उदाहरण के लिए, लोग अपने स्मार्टफ़ोन का उपयोग इंटरनेट ब्राउज़ करने, संगीत सुनने, वीडियो देखने, GPS नेविगेशन का उपयोग करने, फ़ोटो और फ़िल्म वीडियो शूट करने, गेम खेलने, हमेशा सामाजिक नेटवर्क से जुड़े रहने आदि में सक्षम होना चाहते हैं। ये सभी चीजें हैं जिनके लिए न केवल एक अच्छे प्रोसेसर की जरूरत है, बल्कि एक अच्छी ग्राफिक चिप, एक तेज वायरलेस और ब्लूटूथ(Bluetooth) चिप, 4 जी नेटवर्क से जुड़ने के लिए समर्थन, एक जीपीएस भी है।(GPS)चिप और सूची पर जा सकते हैं। और यह सब संभव कम से कम बिजली की खपत के साथ होना चाहिए। आखिरकार, कोई नहीं चाहता कि उनके डिवाइस बहुत कम घंटों के उपयोग के बाद बंद हो जाएं। इसका उत्तर हर उस चीज़ को छोटा करना है जिसे छोटा किया जा सकता है और एक छोटी सतह पर जितना संभव हो उतने घटकों को निचोड़ना है। परिणाम एक उच्च प्रसंस्करण शक्ति और कम बिजली की खपत है। ठीक यही एक चिप पर सिस्टम(System on a Chip) प्रदान करता है।
एसओसी(SoC) के सामान्य घटक कौन से हैं ?
एक चिप पर एक सिस्टम में(System on a Chip) इसके उद्देश्य के आधार पर विभिन्न प्रकार के तत्व हो सकते हैं। हालाँकि, अधिकांश SoCs का उपयोग स्मार्टफ़ोन पर किया जाता है, यहाँ ऐसे उपकरणों के सबसे सामान्य घटकों की सूची दी गई है:
- सीपीयू(CPU ) - सेंट्रल प्रोसेसिंग यूनिट(Central Processing Unit) या प्रोसेसर एक एसओसी(SoC) के अंदर सभी चीजों का मूल है । यह SoC का वह हिस्सा है जो अधिकांश गणना और निर्णय लेने के लिए जिम्मेदार है। यह अन्य हार्डवेयर घटकों और सॉफ्टवेयर से इनपुट प्राप्त करता है और उचित आउटपुट प्रतिक्रिया देता है। एक सीपीयू(CPU) के बिना , कोई एसओसी(SoC) नहीं होगा । समानांतर प्रसंस्करण करने में सक्षम होने के लिए अधिकांश सीपीयू में आज दो, चार या आठ कोर हैं।
- GPU - ग्राफिकल प्रोसेसिंग यूनिट(Graphical Processing Unit) के लिए छोटा है और इसे वीडियो चिप के रूप में भी जाना जाता है। GPU उन 3D गेम के लिए ज़िम्मेदार है जिन्हें आप अपने स्मार्टफ़ोन पर खेल सकते हैं और साथ ही साफ-सुथरे विज़ुअल ट्रांज़िशन के लिए जो आप किसी SoC का उपयोग करके किसी भी डिवाइस के यूजर इंटरफेस में देखते हैं ।
- RAM मेमोरी(Memory) - सभी कंप्यूटिंग डिवाइस को काम करने के लिए मेमोरी की आवश्यकता होती है। ऐप्स चलाने में सक्षम होने के लिए और सॉफ़्टवेयर डेटा का उपयोग किया जाना चाहिए, और ऐसा करने में सक्षम होने के लिए, चिप पर एक सिस्टम(System on a Chip) में रैम मेमोरी होनी चाहिए।
- ROM मेमोरी(ROM memory) - जिस तरह किसी डिवाइस को ऐप्स और अन्य सॉफ़्टवेयर चलाने में सक्षम होने के लिए RAM मेमोरी(RAM memory) की आवश्यकता होती है, उसी तरह फर्मवेयर या ऑपरेटिंग सिस्टम जैसे सॉफ़्टवेयर को स्टोर करने में सक्षम होने के लिए इसमें ROM मेमोरी भी होनी चाहिए।(ROM memory)
- मोडेम(Modem) - कोई भी स्मार्टफोन फोन नहीं होता अगर वह रेडियो नेटवर्क से कनेक्ट नहीं हो पाता। और इसके द्वारा, हम वायरलेस नेटवर्क और 3G या 4G मोबाइल नेटवर्क दोनों को संदर्भित करते हैं। मोडेम नेटवर्क या सेलुलर कनेक्टिविटी का ख्याल रखता है।
यहां एक उदाहरण दिया गया है कि क्वालकॉम से स्नैपड्रैगन 410(Snapdragon 410) नामक चिप पर सिस्टम(System on a Chip) में कौन से घटक शामिल हैं:
एक प्रोसेसर और मेमोरी के अलावा, अन्य एसओसी , जैसे कि वायरलेस राउटर और अन्य समान नेटवर्किंग उपकरणों पर पाए जाने वाले, (SoCs)पीसीआई(PCIe) इंटरफेस भी शामिल हो सकते हैं जो रेडियो ट्रांसीवर, एसएटीए(SATA) और/या यूएसबी(USB) इंटरफेस को स्टोरेज डिवाइस से कनेक्ट करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। नीचे दिए गए उदाहरण में आप देख सकते हैं कि Broadcom के (Broadcom)BCM5862X SoC के अंदर क्या पाया जाता है । और यदि आप चिप्स पर राउटर सिस्टम के(Systems on Chips) बारे में अधिक जानने के लिए उत्सुक हैं , तो यहां इस विषय पर कुछ और पढ़ना है: राउटर एसओसी 101(Router SoC 101) ।
स्रोत: (Source:) टॉम का हार्डवेयर(Tom's Hardware)
ऊपर दिए गए पैराग्राफ में हमने जिन घटकों को सूचीबद्ध किया है, उनकी सूची चिप पर सिस्टम(System on a Chip) के केवल कुछ मूल, अनिवार्य, तत्व दिखाती है । हालाँकि, चिप्स पर सिस्टम(Systems on Chips) के अन्य भाग भी हो सकते हैं। उदाहरण के लिए, कई में स्थान सेवाओं, सेंसर, सुरक्षा, या बेहतर कैमरों या बड़ी स्क्रीन के साथ काम करने में सक्षम इंटरफेस के साथ काम करने के लिए डिज़ाइन किए गए घटक हैं। सूची चलती जाती है।
मोबाइल एसओसी(SoCs) के सबसे बड़े निर्माता कौन से हैं और आज सबसे अच्छा एसओसी कौन सा है?
आज सबसे बड़े SoC निर्माता क्वालकॉम, (Qualcomm,)सैमसंग, मीडियाटेक, हुआवेई( Samsung, MediaTek, Huawei) , एनवीआईडीआईए(NVIDIA,) और ब्रॉडकॉम(Broadcom) हैं। क्वालकॉम, एनवीआईडीआईए(Qualcomm, NVIDIA, ) और मीडियाटेक(MediaTek) ज्यादातर मोबाइल एसओसी(SoCs) का निर्माण और बिक्री अन्य हार्डवेयर कंपनियों को करते हैं जो उनके द्वारा उत्पादित उपकरणों में उनका उपयोग करते हैं। ब्रॉडकॉम (Broadcom)एसओसी(SoCs) बनाता है जो मुख्य रूप से राउटर और नेटवर्किंग उपकरणों में उपयोग किया जाता है, और सैमसंग(Samsung) और हुआवेई(Huawei) न केवल एसओसी(SoCs) बनाते हैं बल्कि वे दुनिया की दो सबसे बड़ी स्मार्टफोन कंपनियां भी हैं।
यह कहना असंभव है कि चिप पर सबसे अच्छा सिस्टम कौन सा है। (System on a Chip)उद्योग इतनी तेजी से बढ़ रहा है और विकसित हो रहा है कि, जब तक आप तुलना कर सकते हैं और तय कर सकते हैं कि सबसे अच्छा एसओसी(SoC) कौन सा है , एक नया संभवतः भविष्य के उपकरणों को शक्ति देने के रास्ते पर होगा।
हालाँकि, ध्यान रखें कि आपके लिए ( for you)सबसे अच्छा(the best ) SoC सबसे अच्छा प्रोसेसर या सबसे तेज़ वायरलेस ट्रांसफर वाला नहीं हो सकता है। आपके लिए एक चिप पर सिस्टम(System on a Chip) वह है जो आपके अगले स्मार्टफोन या डिवाइस को अच्छी तरह से काम कर सकता है, आपको आवश्यक सभी मूलभूत सुविधाएं प्रदान कर सकता है, और आपके इच्छित सभी "परिधीय" (4 जी एलटीई(LTE) समर्थन, वाई- फाई(WiFi) 802.11ac मानक के समर्थन के साथ ) को शामिल कर सकता है। , यूएसबी(USB) कनेक्टिविटी, आदि)।
यहां एक दिलचस्प वीडियो है जो आपको दिखाता है कि स्मार्टफोन निर्माता अपने प्रत्येक स्मार्टफोन के लिए चिप पर सही सिस्टम(System on a Chip) कैसे चुनते हैं :
एसओसी(SoC) के फायदे और नुकसान क्या हैं ?
आप अभी भी आश्चर्यचकित हो सकते हैं: कोई व्यक्ति चिप पर सिस्टम(System on a Chip) का डिजाइन, निर्माण और बिक्री क्यों करना चाहेगा ? इसके काफी कुछ कारण हैं:
- एक एसओसी(SoC) आमतौर पर छोटा(tiny ) होता है और इलेक्ट्रॉनिक डिवाइस के अंदर ज्यादा जगह नहीं लेता है, जो इसे स्मार्टफोन, टैबलेट या पहनने योग्य जैसे छोटे उपकरणों के लिए एक आदर्श समाधान बनाता है, उदाहरण के लिए। और ये तीन उदाहरण ही, दुनिया को सैकड़ों अरबों डॉलर से भरने के लिए काफी हैं।
- जब आपको एक ऐसा उपकरण डिजाइन करना होता है जो आपकी हथेली में फिट होने के लिए काफी बड़ा हो, तो एकीकरण(integration ) एक ऐसी चीज है जो आप चाहते हैं। इसका मतलब है कि आप एक ही वर्ग इंच में एक प्रोसेसर, एक ग्राफिक चिप, एक मॉडेम और कई अन्य घटकों को रख सकते हैं।
- चूंकि एक एसओसी(SoC) छोटा होता है और क्योंकि यह एक ही चिप पर कई अलग-अलग हिस्सों को एकीकृत करता है, इसका मतलब है कि इसके निर्माता को महत्वपूर्ण भौतिक भागों को तारों और लंबे सर्किट बनाने पर समय, पैसा और संसाधन खर्च नहीं करना पड़ता है, जिसका अर्थ है कम विनिर्माण लागत(lower manufacturing costs) ।
- उदाहरण के लिए, डेस्कटॉप पीसी या लैपटॉप जैसे समर्पित, अलग-अलग घटकों वाले सिस्टम की तुलना में चिप पर सिस्टम(Systems on a Chip) बहुत अधिक शक्ति कुशल होते हैं। एक एसओसी(SoC) बैटरी पर अधिक समय तक चल सकता है, जो इसे किसी भी मोबाइल डिवाइस के लिए सही विकल्प बनाता है।
दूसरी ओर, सिस्टम्स ऑन चिप्स(Systems on Chips) में अनुकूलनीय न होने का बड़ा नुकसान है। अपने स्वभाव से, SoCs इतने कसकर एकीकृत और इतने छोटे हैं कि वे अनुकूलित नहीं कर सकते हैं या, दूसरे शब्दों में, उन्हें अपग्रेड नहीं किया जा सकता है। एक चिप पर एक सिस्टम(System on a Chip) आमतौर पर उसी तरह मर जाएगा जैसे वह पैदा हुआ था: अपने जीवनकाल में कुछ भी नहीं बदलता है। और यह भी एक कारण है कि अगर किसी SoC के अंदर कुछ टूट जाता है, तो आप केवल उस हिस्से की मरम्मत या परिवर्तन नहीं कर सकते हैं - आपको पूरे SoC को बदलना होगा ।
क्या आप सहमत हैं कि चिप्स(Chips) पर सिस्टम(Systems) इलेक्ट्रॉनिक्स का भविष्य हैं?
इलेक्ट्रॉनिक्स और विशेष रूप से कंप्यूटिंग उपकरणों के लिए पारंपरिक दृष्टिकोण अलग, स्वतंत्र भागों पर चलने वाले सिस्टम बनाने के बारे में थे। उदाहरण के लिए कंप्यूटर और लैपटॉप ऐसे उदाहरण हैं। हालांकि, हमारे आस-पास की सभी चीजों के स्थायी लघुकरण का मतलब है कि वे चिप्स पर छोटे, बेहतर, अधिक शक्ति कुशल सिस्टम पर(Systems on Chips) अधिक भरोसा कर रहे हैं । स्मार्टफोन, टैबलेट, वियरेबल्स, यहां तक कि IoT ( इंटरनेट(Internet) ऑफ थिंग्स(Things) ) डिवाइस भी साबित करते हैं कि सिस्टम ऑन चिप्स(Systems on Chips)सभी इलेक्ट्रॉनिक्स के भविष्य का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। लेकिन क्या इसका मतलब यह है कि वे दुनिया पर कब्जा कर लेंगे? क्या होगा अगर वे इतने छोटे हो जाएंगे कि वे नैनोरोबोट्स को एक सामान्य चीज बना देंगे? हम आपसे सुनना चाहते हैं, इसलिए नीचे टिप्पणी में अपनी राय साझा करने में संकोच न करें।
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