Процессор в Андроид приставке, что это такое?

Процессор SoC (System-on-a-Chip) — «система на кристалле» или «однокристальная система». Так называется полноценное устройство, размещенное на одной микросхеме.

Особенности и устройство SoC

Ранее использовалось несколько микросхем с разным функционалом, объединенные в единую систему. Примером может служить старый громоздкий ПК, где центральный процессор, видеокарта с графическим процессором и модули ОЗУ — это отдельные устройства. Подобные схемы понемногу уходят в прошлое, уступая современной электронике, использующей единый кристалл.

Своим появлением System-on-a-Chip обязаны растущим требованиям к микроэлектронике. Потребителям нужны максимально мощные гаджеты, при этом компактные и мобильные с низким потреблением энергии. Изобретение SoC помогло обойти эти противоречивые требования. Именно миниатюризация электроники потребовала объединения разных систем в одну.

System-on-a-Chip — концепция, которой соответствует большинство техники последних лет: наручные часы, смартфоны, планшетные компьютеры, плееры, телевизионные приставки, роутеры. Близкие к SoC термины — это: процессор, чип, микрочип, мобильный процессор, чипсет, интегральная микросхема.

Однокристальная система включает центральные и графический процессоры, устройства памяти, периферию и интерфейсы.Телевизионная приставка под управление ОС Android — идеальный пример системы на кристалле, где под компактным корпусом небольшого устройства на одной микросхеме представлено все необходимое для полноценной работы.

В данном случае SoC включает:

  • центральный процессор с несколькими ядрами;
  • графический процессор для обработки изображения;
  • контроллер Ethernet;
  • беспроводные интерфейсы;
  • контроллер ЖКИ;
  • интерфейсы для аудио и видеосигналов;
  • интерфейсы для карт памяти и USB-Flash;
  • и некоторые другие контроллеры, модули и интерфейсы.

Поэтому современные системы на кристалле являются настоящим инженерным чудом: на маленькой площади микросхемы инженеры помещают несколько процессоров для разных задач, модули памяти и другие устройства. SoC сегодня можно встретить в любом гаджете, а в недалеком будущем однокристальные системы наверняка сделают ненужными традиционные микропроцессоры.

Преимущества и недостатки SoC

Плюсы систем на кристалле по сравнению с аналогичными по мощности и функциональности наборами микросхем:

  • Низкая стоимость.
  • Повышенная надежность.
  • Улучшенная энергоэффективность.
  • Малые габариты, что увеличивает количество сфер применения.

Минусы SoC знакомы только инженерам, сталкивающимися со сложностями разработки систем на кристалле. Но с каждым годом эти трудности все больше теряют свою значимость.

Что такое центральный процессор?

Центральный процессор или CPU (Central processing unit) можно назвать мозгом телевизионной приставки и любого другого устройства. Это главный компонент, занимающийся обработкой данных. В современных приставках на Андроиде CPU — многоядерные, то есть содержат несколько процессорных ядер в одном корпусе. Так как речь о SoC, то центральный процессор представляет собой отдельный модуль на микросхеме.

Главная характеристика центрального процессора — тактовая частота, говорящая о количестве операций, которые он может выполнить за 1 секунду. Еще одним критерием оценки быстродействия является объем кэш-памяти. Кэш — это сверхоперативная память, которая уменьшает время доступа к основной памяти.

Популярное мнение «чем больше ядер у процессора, тем мощнее и быстрее ТВ-приставка» — не совсем верно. Важна способность конкретной программы работать с множеством одновременных потоков. Большинство ТВ-приставок имеют центральные процессоры с 4 (Quad Core) или 8 (Octa Core) ядрами. Нередко бывают случаи когда на первых задействовано только 2, а на вторых – 2-4 ядра.

Гонка за количеством ядер — это маркетинговая фишка. Покупая телевизионную приставку, не останавливайте выбор, опираясь на количество ядер и частоту процессора: эти показатели не оказывают значительного влияния на обычное использование устройства. Вдобавок, увеличенное число ядер повышает энергопотребление и приводит к усиленному нагреву процессора.

Что такое графический процессор?

GPU (graphics processing unit) — отдельный процессор для обработки и отображения видео. Его задача — работа с графикой и вычисления с плавающей точкой. По большей части он облегчает работу центрального процессора, беря на себя работу с изображением. Его тактовая частота ниже, чем у CPU, но он имеет намного больше ядер.

Использование GPU в современных системах продиктовано повышенными требованиями к компьютерной графике и качеству видеоконтента. Современная медиаиндустрия выдвигает высокие требования, с которыми одному только центральному процессору справиться невозможно.

Одной из важных характеристик GPU является количество пиксельных конвейеров, что определяет кол-во пикселей, которые процессор может обработать за один такт работы. Важно и число текстурных блоков в конвейерах: чем больше, тем выше производительность видео. В остальном GPU обладает теми же техническими характеристиками, что и CPU.

Отличия центрального и графического процессора

GPU и CPU различаются задачами, которые они призваны выполнять. Благодаря своей направленности графический процессор намного эффективнее реализует обработку графической информации, чем центральный. Но CPU отличается повышенной гибкостью и способен справляться с более широким кругом целей, управляя вводом и выводом всех компонентов ТВ-приставок и других устройств.

Центральный процессор работает на высоких скоростях, множество процессорных ядер графического процессора — на низких. Они занимаются вычислением пикселей и вершин, обрабатывают задачи геометрического характера, создают изображение на экране. Память GPU более быстрая, а для обработки текстур не нужна большая кэш-память. CPU исполняет 1-2 потока на ядро, а GPU – до нескольких тысяч на один мультипроцессор.

Но с точки зрения архитектуры различий между графическим и центральным процессором не очень много. Так как GPU оптимизирован для эффективной работы с графикой, то если заставить его работать с другими расчетами, он не всегда продемонстрирует плодотворные результаты.