SoC (System on chip)

หลังจากที่ใครหลายคนได้ทราบข่าว AMD Fusion ,Intel Havendale และ EP80579 ซึ่งเป็น CPU ที่มีการนำเอาหน่วยประมวลผลกราฟฟิกอินทิเกรตเข้าไปด้วยแล้ว ซึ่งผลิตภัณฑ์เหล่านี้ เรียกว่า SoC (System on a chip) หรือที่เราคนไทยเรียกว่าชิพอเนกประสงค์นั้นเอง บางคนก็อาจจะตื่นเต้น บางคนก็แค่เฉยๆ แต่จริงๆแล้วสิ่งที่เรียกว่า SoC นั้นมีมานานแล้วครับ โดยบทความนี้จะพาท่านไปทราบความหมายของ SoC และ ตัวอย่างของ SoC ที่มีชื่อเสียงทั้งในอดีต, ปัจจุบัน และในอนาคตที่กำลังจะมาถึง โดยจะขอยกตัว SoC ที่เด่นๆและคนส่วนใหญ่รู้จักก็แล้วกันครับ เพราะ ถ้าจะให้กระผมยกตัวอย่างให้หมดทุกยี่ห้อคงเป็นไปไม่ได้แน่(เพราะผู้ผลิต SoC นั้นมีอยู่มากมายในโลกนี้เลยครับ)

สารบัญ

ความหมายของ SoC (System on chip)

ตัวอย่างของ SoC ในอดีต

MediaGX

Geode

AMD Geode

Intel Timna

ตัวอย่างของ SoC ในปัจจุบัน

VIA CoreFusion

ATi Imegeon และ AMD Imegeon

Nvidia Tegra

ตัวอย่างของ SoC ที่กำลังจะมาถึงในอนาคต

AMD Fusion

Intel : Havendale และ EP80579

ความหมายของ SoC (System on a chip)

System on a chip คือการอินทิเกรต(Integrate) องค์ประกอบทุกอย่างของระบบคอมพิวเตอร์ หรือวงจรอิเล็กทรอนิกส์ใดๆ ไว้ในชิพเพียงตัวเดียว

เป้าหมายของ SoC คือ ประหยัดพลัง, ประหยัดพื้นที่ และ ประหยัดค่าใช้จ่าย

องค์ประกอบโดยทั่วไปของ SoC อย่างน้อยต้องประกอบด้วย

หน่วยประมวลผลอย่างน้อย 1 ตัว จะเป็น ไมโครคอนโทลเลอร์ หรือ ไมโครโพรเซสเซอร์ หรือ DSP Core ก็ได้

หน่วยความจำ อาจจะเป็น ROM, RAM, EEPROM และ Flash

Timing sources ตัวกำเนิกสํญญาณนาฬิกา ที่ใช้กำหนดจังหวะในการทำงาน

Peripherals (อุปกรณ์เสริมต่างๆ)เช่น counter-timers, real-time timers และ power-on reset generators เป็นต้น

หน่วยควบคุมการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอกเช่น USB, FireWire, Ethernet, USART, SPI.

Analog interfaces ประกอบด้วย ADCs and DACs.

Voltage regulators และ power management circuits.

ตัวอย่าง SoC ในอดีต ตอนที่ 1

MediaGX

ในปี 1997 Cyrix ซึ่งเป็นผู้ผลิต CPU รายหนึ่งในอดีต ได้ออกแบบชิพ SoC ชื่อ MediaGX ซึ่งได้อินทิเกรต CPU ,หน่วยประมวลกราฟฟิก, ตัวควบคุมหน่วยความจำ และระบบเสียง ภายหลัง Cyrix ได้ถูกซื้อกิจการโดย National Semiconductor ดังนั้น National Semiconductor จึงได้เป็นผู้ผลิตและจัดจำหน่าย MediaGX

ในชิพ MediaGX จำนวน 1 ตัวจะต้องประกอบไปด้วย

ซีพียู Cyrix Cx5x86

หน่วยประมวลผลกราฟฟิก (XpressGRAPHICS)

หน่วยประมวลผล Audio output (XpressAUDIO)

ตัวควบคุมหน่วยความจำ(XpressRAM)

PCI Interface

เราจะเห็นว่าการที่นำ CPU, หน่วยประมวลผลกราฟฟิก,Audio output ตัวควบคุมหน่วยความจำและ PCI Interface มารวมกันในชิพตัวเดียวจะทำให้ระบบคอมพิวเตอร์ของเรามีพื้นที่เล็ก ลง

ภาพเปรียบเทียบระบบคอมพิวเตอร์แบบเดิม (Traditional PC) ที่มีอุปกรณ์ต่างๆแยกกันจะมีขนาดที่ใหญ่กว่า ระบบที่ใช้MediaGX (Cyrix MediaGX PC) ที่นำอุปกรณ์หลายอย่างมาอยู่ในชิพตัวเดียวกัน

ภาพ Compact Presario 1230 ที่ใช้ Cyrix MediaGX

แม้ว่าประว่าประสิทธิภาพของ Cyrix MediaGX นั้นจะออกมาไม่ค่อยดีนักและ โดนวิจารณ์ไปต่างๆนาๆ แต่ Cyrix MediaGX ก็ช่วยลดต้นทุนการผลิตเครื่องคอมพิวเตอร์ได้อย่างมากเลยครับ Cyrix MediaGX ทำให้เครื่องคอมพิวเตอร์ NoteBook มีราคาต่ำกว่า$1000 เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์

MediaGX ถูกนำไปใช้กับเครื่อง PC, Subcompact laptops และ เครื่องเล่นเกม พินบอล (arcade pinball game)

ในเวลาต่อมา National Semiconductor ได้ขาย Cyrix ให้แก่ VIA แต่ลิขสิทธิ์ของ MediaGX ยังอยู่กับ National Semiconductor

ตัวอย่าง Processor ในตระกูล MediaGX

1) MediaGX

ใช้เทคโนโลยีการผลิต 0.4 ไมครอน(หรือ 400 นาโนเมตร)

Cache: L1 16KB unified

Core speed : 120, 133, 150 MHz

Bus speed 33 MHz

2) MediaGXi

ใช้เทคโนโลยีการผลิต 0.35 ไมครอน

Cache : L1 16KB unified

Core speed : 120, 133, 150, 166, 180 MHz

3) MediaGXm

มีชุดคำสัง MMX

ใช่เทคโนโลยีการผลิต : 0.35 ไมครอน 4-way CMOS process

Bus speed : 33 MHz

Cache :

L1 cache size 16 KB write-back 4-Way set associative unified I/D cache

หรือ แบ่ง Cache ให้หน่วยประมวลผลกราฟฟิก 4 KB และ เหลือเป็น unified Cache เพียง 12 KB

อุปกรณ์ที่ อินทิเกรตเข้าไปในชิพ(จับยัดรวมเข้าไปในชิพ)

PCI controller

หน่วยประมวลผลกราฟฟิก(Display controller and 2D Graphics accelerator)

Hardware MPEFG 1 Supports Full Screen Video playback

ระบบเสียง (16-bit Audio Subsystem Sound Blaster 16/PRO Compatible)

64-bit SDRAM controller

SoC ในอดีต ตอนที่2

Geode

หลังจาก Nation Semiconductor ได้ขาย Cyrix ให้ VIA ไปแล้วแต่ลิขสิทธิ์ MediaGX ยังอยู่กับตนเอง Nation Semiconductor จึงตัดสินใจ ออกผลิตภัณฑ์ในชื่อว่า Geode ซึ่งเป็น โพรเซสเซอร์ ชนิด SoC เหมือนกับ MediaGX (จริงๆก็เอาเทคโนโลยีของ MediaGX นั้นแหละมาสร้าง Geode) และ Geode ได้ออกจำหน่ายในปี 1999

Geode ปรับปรุงให้ดีกว่า MediaGX ในเรื่องของเทคโนโลยีการผลิตที่เล็กลง ใช้พลังงานน้อยลง เช่น

Geode GXm ใช้เทคโนโลยีการผลิต 0. 35 Micron

Geode GXLV ใช้เทคโนโลยีการผลิต 0. 25 Micron

Geode GX1 ใช้เทคโนโลยีการผลิต 0. 18 Micron

ตัวอย่าง Processor ในตระกูล Geode

1) Geode GXm

จริงๆแล้ว Geode GXm มันก็คือ Media GXm นั้นเองครับ

MediaGX-derived Core

0.35 Micron Four layer metal CMOS

MMX instruction

3.3 V I/O, 2.9 V core

16 Kb Write-back unified L1 cache

PCI contraller

64-bit SDRAM memory

CS5530 companion chip (implement sound and video function)

VSA architecture

1280x1024x8 or 1024x768x16 display

2) Geode GXLV

รุ่นนี้ก็ลดเทคโนโลยีการผลิตลงจากรุ่นที่แล้วจาก 0.35 micron ลงเหลือ 0.25 micron

MediaGX-derived core

0.25 micron four layer metal CMOS

3.3 V I/O

2.2 V, 2.5 V, 2.9 V core

16 kb Write-back unified L1 cache

Fully static design

1.0 W @2.2V/166 MHz, 2.5W @2.9V/266 MHz

3) Geode GX1

รุ่นนี้ก็ลดเทคโนโลยีการผลิตลงจากรุ่นที่แล้วจาก 0.25 micron ลงเหลือ 0.18 micron

MediaGX-derved core

0.18 Micron CMOS

200 - 333 MHz

1.6 - 2.2 V core

16 kB L1 cache

0.8 W - 1.2 W typical

SDRAM memory 111 MHz

SoC ในอดีต ตอนที่3

AMD Geode

ในปี ค.ศ. 2003 ทาง AMD ได้เข้าซื้อกิจการของ National Semiconductor เป็นผลทำให้ AMD ได้ลิขสิทธิ์ของ Geode ไปด้วย

ทาง AMD นำ Geode GX2 ที่ทาง Nation Semiconductor กำลังพัฒนาอยู่ มาเปลี่ยนชื่อเป็น AMD Geode GX และตามมาด้วย AMD Geode LX (ใน รุ่นนี้จะมี L2 ด้วย) โดยใน 2 รุ่นนี้ได้เพิ่ม ตัวควบคุมหน่วยความจำชนิด SD และ DDR, ชุดคำสั่ง 3DNow! และหน่วยประมวลกราฟฟิกที่สามารถประมวลกราฟฟิกที่มีค่าความลึกของสี ที่ หรือ Color Quality ที่ 24 Bit ได้

หลังจากนั้นทาง AMD ได้นำสถาปัตย์กรรม Thouroughbred ที่เดิมทีใช้อยู่ใน Athlon (K7) มาใช้ใน AMD Geode รุ่น NX ทำให้สามารถเพิ่มความเร็วในการทำงานได้มากขึ้น และมีความร้อนไม่มากนัก ทำให้สามารถใช้ร่วมกับชุดระบายความร้อนแบบ Fanless ได้

ตัวอย่างอย่าง Processor ในตระกูล AMD Geode

1) AMD Geode GX

รายชื่อ AMD Geode GX

AMD Geode GX 466 @ 0.9 W Clock speed 333 MHz

AMD Geode GX 500 @ 1.0 W Clock speed 366 MHz

AMD Geode GX 533 @ 1.1 W Clock speed 400 MHz

รายละเอียดทั่วไปของ AMD Geode GX ที่มีพื้นฐานมาจาก Geode GX2

ใช่เทคโนโลยีการผลิต 0.15 Micron

มีชุดคำสัง MMX และ 3DNow!

16 kB Instruction and 16kB Data caches

GeodeLink architecture 6 GB/s on chip bandwidth, up to 2GB/s Memory bandwidth

Integrated 64 bit PC 133 SDRAM and DDR266 Controller

3 PCI master Supported

1600x1200x24 bit display with video scaling

CRT DACs and an UMA DSTN/TFT controller

2.) AMD Geode LX

รายชื่อ AMD Geode LX

AMD Geode LX700 @ 0.8W Clock speed 433 MHz, with power consumption: 1.3 watts (TDP 3.1W)

AMD Geode LX800 @ 0.9W Clock speed 500 MHz, with power consumption: 1.8watts (TDP 3.6W)

AMD Geode LX900 @ 1.5W Clock speed 600 MHz, with power consumption: 2.6watts (TDP 5.1W)

รายละเอียดทั่วไปของ AMD Geode LX

Processor frequency up to 600 MHz (LX900), 500 MHz(LX800) and 433 Mhz (LX700)

Power management: ACPI, lower power, wakeup on SMI/INTR.

64k Instruction/ 64K L1 cache and 128K L2 cache

Split Instruction/Data cache/TLB

DDR Memory 400 MHz (LX 800), 333 MHz (LX 700)

Integrate FPU with MMX and 3DNOW!

9 GB/s internal GeodeLink Interfact Unit (GLIU)

Simultaneous, hight-res CRT and TFT (Hight and standard definition). VESA 1.1 and 2.0 VIP/VDA support

Manufactured at 0.13 Micrometre proces

481-terminal PBGA (Plastic Ball Grid Array)

GeodeLink active hardware power management

3.) AMD Geode NX

รายชื่อ AMD Geode NX

AMD Geode NX 1250 @6 W:Clock speed: 667 MHz,power consumption: 9 watt ( 1.1volts core operating voltage).

AMD Geode NX 1500 @6 W:Clock speed: 1 GHz,power consumption: 9 watt ( 1.0volts core operating voltage).

AMD Geode NX 1750 @14 W:Clock speed: 1.4 GHz,power consumption: 25 watt ( 1.25volts core operating voltage).

รายละเอียดทั่วไปของ AMD Geode NX

7th generation Core (base on Mobile Athlon XP-M)

Power management: AMD PowerNow!, ACPI 1.0b and ACPI 2.0.

128 KB L1 cache.

256 KB L2 cache with hardware data prefetch

133 Mhz Front Side Bus(FSB)

3DNow!, MMX and SSE instruction sets

0.13 Micron fabrication process

Pin compatibillity between all NX family processors

OS support: Linux, Windows CE, MS Windows XP

Compatible with Socket A mortherboard

SoC ในอดีต ตอนที่4

Intel Timna

สำหรับเรื่องของ Intel Timna นั้นไม่มีอะไรมากครับ หลังจากที่เห็นทาง Cyrix ทำ MediaGX ออกมาแล้ว ทาง Intel ก็คิดจะทำ SoC ของตัวเองบาง โดยตั้งทีมขึ้นสำหรับพัฒนา Processor ที่ใช้ Cadename ว่า Timna ซึ่งเป็นชื่อเดียวกับทะเลทรายในอิสราเอล (ต้องการที่จะบอกว่าหัวหน้าทีมโครง Intel Timna นี้เป็นชาวอิสราเอลด้วย)

แต่เหตุการณ์กลับผลิกผลันไปเมื่อ Intel ได้มองเห็นว่า

การให้ชิพตัวเดียวทำงานหลายอย่างเพิ่มขึ้นจะทำ ให้ประสิทธิภาพของระบบลดลง (ในสมัยนั้น CPU มีเพียง คอร์เดียว แต่กลับต้องสลับการทำงานไปมาหลายอย่าง และหน่วยประมวลผลกราฟฟิกที่อินทิเกรตเข้าไปในสมัยนั้นไม่ได้ทำงานอย่างเป็น อิสระแต่กลับให้ CPU เป็นผู้ควบคุมการทำงาน จึงเป็นเหตุทำให้ประสิทธิภาพของระบบลดลง )

การที่นำหน่วยประมวลผลกราฟฟิก อินทิเกรตเข้าไปในชิพเดียวกันกับ CPU นั้นไม่เหมาะสมเพราะ เทคโนโลยีกราฟฟิกนั้นมีการเปลียนแปลงอย่างรวดเร็วมาก

แม้ว่า SoC จะทำให้ระบบมีขนาดเล็ก แต่หากคิดดูดีๆมีระบบจำนวนน้อยมากที่ไม่มีพื้นที่พอที่จะรับชิพได้ถึง 3 ตัว (CPU, North Bridge, South Bridge)(ในสมัยนั้น)

ทาง Intel ก็มีชิพเซต i810 ที่อินทิเกรตหน่วยประมวลผลกราฟเข้าไปอยู่แล้ว จึงไม่จำเป็นที่ต้องจะทำ CPU ที่อินทิเกรตหน่วยประมวลผลกราฟฟิกเข้าไปอีก

ด้วยเหตุผลเหล่านี้ทำให้ โครงการ Intel Timna เป็นอันต้องยกเลิกไปในวันที่ 29 พ.ย. ค.ศ. 2000

จบเรื่อง SoCในยุคอดีตแล้ว ต่อไปเป็นเรื่องของ SoC ในปัจจุบัน

SoC ในปัจจุบัน ตอนที่ 1

VIA CoreFusion

หากเทียบกับ SoC ต่างๆที่กล่าวมาก่อนหน้านี้แล้ว VIA CoreFusion จะเป็น SoC ที่ดีที่สุดก็ว่าได้ เพราะ VIA CoreFusion ได้อินทิเกรตชิพเซต Northbridge ที่มีหน่วยประมวลผลกราฟฟิก 2D/3D ของ S3 เข้าอยู่ในตัวมันด้วย ทำให้คุณภาพในการแสดงผลทางกราฟฟิก 3D เหนือกว่า MediaGX และ AMD Geode ที่แน่ๆก็คือหน่วยประมวลผลกราฟฟิกของ VIA CoreFusion ไม่สร้างภาระให้กับ CPU มากเหมือนกับ MediaGX และ AMD Geode

VIA CoreFusion สามารถแบ่งออกเป็นรุ่นใหญ่ได้ 2 รุ่น คือ

VIA Mark CoreFusion

VIA Luke CoreFusion

ภาพแสดงระบบ(System)ที่ใช้ VIA CoreFusion

แสดงให้เห็นว่า VIA CoreFusion สามารถทำงานได้ทั้ง การประมวลผลกลาง, ควบคุมหน่วยความจำ, การประมวลผลกราฟฟิก

และทำงานร่วมกับชิพเซต South Bridge อีก 1 ตัวเพื่อเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ภายนอก

ตารางแสดงรายละเอียด VIA CoreFusion รุ่นต่างๆ ที่มีจำหน่าย

เปรียบเทียบความแตกต่างของ Feature ในรุ่น Mark และ Luke

SoC ยุคปัจจุบัน ตอนที่2

ATi Imageon และ AMD Imageon

สำหรับ Imageon นั้นต้องขอบอกไว้ก่อนเลยว่า เป็น SoC ที่ทำออกมาเพื่อตลาด Mobile โดยเฉพาะ เช่น PDA, SmartPhone และHandhelp เป็นต้น ซึ่งก็เป็นสิ่งที่เข้ากับ Concept ของ SoC เป็นอย่างยิ่ง นั้นก็คือ ประหยัดพื้นที่ ประหยัดพลังงาน และประหยัดค่าใช้จ่าย

เดิมที่นั้น Imageon ใช้ชื่อว่า ATi Imageon ภายหลัง ATi โดน AMD ซื้อกิจการไป จึงได้เปลี่ยนชื่อมาเป็น AMD Imageon

ภายใน Imageon ไปประกอบด้วย

embedded CPU Core

baseband sub-system CPU interface

Memory Controller

power management (ATi PowerPlay)

internal RAM and stacked RAM with memory buffer

two display engines (for dual monitors on cellphones)

imaging engine

image/video/audio capture engine

TV and audio output

Dual Digital Signal Processor for audio and video

video acceleration engine

รายชื่อ Imageon รุ่นต่างๆ (ลงรายละเอียดเฉพาะรุ่นสำคัญเท่านั้น)

Imageon 100, เป็นชิบ Imageon รุ่นแรก

Imageon 3200

Imageon 2200/2250. มีตัวถอดรหัส MPAG, มีตัวถอดรหัส/เขารหัส JPAG และมี Fram Buffer ชนิด SRAM บนตัวชิพ

Imageon 2240

Imageon 2260/2262

Imageon 2300 รอง 3D Engine ,มีตัวถอดรหัส MPAG-4 และ 2 Megapixel camera sub-system processing engine

Imageon 2182

Imageon 2282

Imageon 2388/2380 เป็นรุ่นแรกที่รองรับ OpenGL ES 1.1

Imageon 2192 For mainstream devices with support for 3.1-megapixel camera sensor.

Imageon 2294/2298

DVD quality recording and playback

TV output

Support up to a 12-magapixel camera sensor

Imageon TV

Handheld (DVB-H) signal receiving support : ทำให้อุปกรณ์ Handhelds สามารถรับชมรายการ TV ได้

Imageon A250 application processor

Imageon D160 mobile TV solution

Imageon M210 audio processor

Imageon Z460 3D graphics core

OpenGL ES 2.0 support

Unified shaders

Support for WVGA(800x480, 848x480, or 854x480) and QHD (640x360) resolution

Claimed on per with high-end portable game consoles in terms of performance

Imageon Z180 vector graphics core

Hardware OpenVG 1.x rendering acceleration

Claimed 20-40x faster than software-base implementations

Support for HD resolution

16X antialiasing

Flash support for fonts and vector graphics

Flash support for bweb application

Energy effciency

SoC ในยุคปัจจุบันตอนที่ 3

3DLabs DMS-02

ก่อนที่ 3DLABS จะสร้าง 3DLABS DMS-02 Media Processor

หลังจากที่ 3DLABS ต้องเสียบัลลังค์ ราชาแห่ง CAD และ CAM ให้ Nvidia และ ATi
เป็นผลทำให้ Creative (ไอ้บริษัทที่มันผลิตการ์ดเสียงนั้นแหละ) ซึ่งถือหุ้นใหญ่อยู่ใน 3DLABS
ไม่พอใจ Creative จึงขายหุ้นทิ้งแล้วเดินออกมาจาก 3DLABS ในปี ค.ศ. 2004
ถือว่าเป็นการปิดตำนานการจอ 3DLABS

เมื่อเวลาผ่านมาและก็ผ่านไป 3DLABS ไม่รู้จะทำอะไร การ์ดจอตัวเองก็ไม่สามารถจะผลิตขายได้อีกแล้ว เพราะเงินไม่พอ หรือถ้าเงินพอผลิตออกก็ขายไม่ดีเหมือนสมัยก่อนแล้ว
แต่ แล้ว 3DLABS ก็มองเห็นโอกาสในตลาด Hand Help และ อุปกรณ์เล็กๆอย่างอื่นที่ยังมีที่ว่างให้ตนเอง เข้าไปสรอดแทรกได้ 3DLABS จึงคิดหากตนสร้างชิพอเนกประสงค์ที่สามารถทำงานได้หลายอย่าง สามารถนำไปใช้กับอุปกรณ์ได้หลายชนิด และต้องพัฒนาโปรแกรมมาใช้กับมันได้ง่ายสะดวกรวดเร็วด้วย ผลที่ได้ก็คือ 3DLABS DMS-02 Media Processor

เรามาดูองค์ประกอบหลักทั้ง 10 ของ 3DLABS DMS-02 Media Processor กันนะครับ
1. Array Processor
* Fully programmable 100MHz array
* CPU like instruction set
* Pre-emptive multitasking
* 32-bit IEEEand 16-bit floats
* 24 processing elements
2. Video Processing
* Flexible CODEC support
* Including; MPEG 2/3/4, H.264, Microsoft® WMV9, XVid, DivX®
* iDCT, motion compensation, scaling, rotation, CSC
* Digital Rights Managament (DRM)
3. Audio Processing
* Flexible audio CODEC support, including MP3, AAC, Microsoft® WMA
* Advanced 3D audio processing
4. 2D Graphics Processing
* 2Dlib and DirectFB
* Vector graphics
* BitBlt, rasterOps, fill, rotate, color key, transparency, line and polygon
5. 3D Graphics Processing
* OpenGL ES
* Full floating point pipeline
* Vertex and pixel processing
* 8/16/32 bit framebuffer
* 16/32-bit z-buffer
* Alpha blend, dither and fog
* YUV and RGB textures
* Bilinear/trilinear filtering
* Mip-mapping
* Antialiasing
6. Floating Point Compute Processing
* The media processing array can be used for any application acceleration
* Compute library supported (e.g. FFT and FIR filters)
7. ARM Processor Core
* Dual 200MHz ARM 926 EJ-S Cores
* 32-bit RISC CPU
* Java Byte code execution
* 8K data
* 16K instruction cache
8. Interfaces
* General Interface Bus - 8/16/32 - bit asynchronous
* 2x UART
* SPI / SSI / Microwire
* 8x GPIO pins
* I2S, I2C, SPDIF and JTAG
9. VideoStream Ports
* 3x high bandwidth, bi-directional digital video I/O ports
* Multi-function (LCD, Camera, TV encode/decode, etc.)
* Resolutions up to 1280x1024 at 24bpp
10. Power Management
* Dynamic clock gating
* Voltage scaling
* Memory sleep modes
* Low power RTC
เห็นองค์ประกอบทั้ง 10 ก็พอจะนึกออกน่ะครับว่ามันทำอะไรได้บ้าง
แต่หากยังนึกไม่ออกงั้นผมขอยกตัวอย่างให้ดูน่ะครับ
1. นำใบติดตั้งบน Hand Help ที่มี OS เช่น 3DLABS Windows CE BSP (Board Support Package) หรือ Linux ก็ได้

เพื่อสำหรับทำงานต่างๆ ไม่ว่าจะเป็น

เล่นเกม 3มิติ

เล่น Internet ผ่าน Opera WebBrowser

จดบันถึกงานต่าง

ดูหนัง

ดูรูปแฟน

ฟังเพลง อะไรก็ว่าไป

2. นำ Hand Help ไปดูหนัง Hi-def กับ TV จอใหญ่ๆก็ได้
เพราะ 3DLABS DMS-02 มีหน่วยประมวลผล Video Processor
ที่รองรับ MPEG 2/3/4, H.264, Microsoft® WMV9, XVid, DivX® ในระดับ Hardware
อยู่ในตัวทำให้ดู Hi-Def ได้ดีเยียม

3. 3D Navigation (ระบบนำทางแบบ 3 มิติ)
ด้วยความสามารถของหน่วยประมวลผล 3D ของ 3DLABS อดีตราชาแห่ง CAD/CAM ที่รองรับ OpenGL ES 1.1
ทำให้แสดงแผนที่ออกมาในรูปแบบ 3 มิติ และ 2 มิติได้ เป็นผลให้ผู้ใช้ดูแผ่นได้ง่ายขึ้น

รูปข้างล่างแผ่นที่ ประเทศสิงคโปร

รูปข้างล่างแผ่นที่ เมือง สตุทการ์ต (Stuttgart)

ชมวีดีโอสาธิตการทำงาน 3D Navigation (ระบบนำทางแบบ 3 มิติ)
http://www.3dlabs.com/content/mediaDownload/3DLABS-3DNAV-L.wmv

4. นำไปติดตั้งกับกล้องตรวจจับทำให้ได้กล้องที่มีขนาดเล ็กและมีคุณภาพของภาพที่คมชัด

5. ชุด Kid สำหรับพัฒนาซอพแวร์ให้เขากับ 3DLABS DMS-02
โดยชุด Kid ที่เห็นเป็นชุดสำหรับ Linux แสดงให้เห็น 3DLABS ก็แลง Linux ไว้เหมือนกัน

SoC ในยุคปัจจุบัน ตอนที่4

Nvidia Tegra

Nvidia ผู้ผลิตชิพประมวลผลกราฟฟิกอันดับที่ 1 ของโลก ก็เป็นอีกรายที่ผลิตชิพ SoC ออกมาจำหน่าย ใช้ชื่อว่า Nvidia Tegra โดยได้เน้นไปที่กลุ่มตลาด Mobile เช่น Smartphone, PDAs และ MIDs โดยมีคู่ต่อสู่ในสนามนี้คือ AMD Imageon และ 3DLabs DMS-02

Nvidia Tegra ได้แบ่งออกเป็น 2 Series ใหญ่คือ

1.) Tegra 600 Series : สำหรับนำไปติดตั้งบน PDA & MID

2.) Tegra APX Series : สำหรับนำไปติดตั้งบน Smartphone

รายละเอียดของ Nvidia TEGRA ในรุ่นต่างๆ

รายละเอียดของ Nvidia TEGRA 600 Series

Tegra 650

Tegra 600

Processor and Memory Subsystem ARM11 MPCore @ 800 MHz 16/32-bit LP-DDR NAND Flash support HD AVP (High Definition Audio Video Processor) 1080p H.264 decode 720p H.264 encode Supports multi-standard audio formats, including AAC, AMR, WMA, and MP3 JPEG encode and decode acceleration ULP GeForce OpenGL ES 2.0 Programmable pixel shader Programmable vertex and lighting Advanced 3D/2D graphics Imaging Up to 12 megapixel camera sensor support Integrated ISP Advanced imaging features Display Subsystem True dual-display support Maximum display resolutions supported: 1080p (1920x1080) HDMI 1.3 WSXGA+ (1680x1050) LCD SXGA (1280x1024) CRT NTSC/PAL TV output

Processor and Memory Subsystem ARM11 MPCore @ 700 MHz 16/32-bit LP-DDR NAND Flash support HD AVP (High Definition Audio Video Processor) 720p H.264 and VC-1/WMV9 decode 720p H.264 encode Supports multi-standard audio formats, including AAC, AMR, WMA, and MP3 JPEG encode and decode acceleration ULP GeForce OpenGL ES 2.0 Programmable pixel shader Programmable vertex and lighting Advanced 3D/2D graphics Imaging Up to 12 megapixel camera sensor support Integrated ISP Advanced imaging features Display Subsystem True dual-display support Maximum display resolutions supported: 720p (1280x720) HDMI 1.3 SXGA (1280x1024) LCD SXGA (1280x1024) CRT NTSC/PAL TV output

รายละเอียดของ Nvidia TEGRA APX Series

Tegra APX 2500

Processor and Memory Subsystem ARM11 MPCore 16/32-bit LP-DDR NAND Flash support HD AVP (High Definition Audio Video Processor) 720p H.264 encode or decode 720p VC-1/WMV9 decode D1 MPEG-4 decode or encode Supports multi-standard audio formats, including AAC, AMR, WMA, and MP3 JPEG encode and decode acceleration ULP (Ultra Low Power) GeForce OpenGL ES 2.0 D3D Mobile Programmable pixel shader Programmable vertex and lighting Advanced 2D graphics Imaging Up to 12 megapixel camera sensor support Integrated ISP Advanced imaging features Display Subsystem True dual-display support 720p (1280x720) HDMI 1.3 support FWVGA (864x480) LCD and SXGA (1280x1024) CRT support Composite and S-Video TV output

SoC ในอนาคต

ด้วยเทคเทคโนโลยีมัลติคอร์ ทำให้อุปกรณ์ที่จะ อินทิเกรตลงไปในชิพในยุคนี้สามารถทำงานได้อย่างอิสระมากขึ้น ทำให้ประสิทธิภาพที่ได้จาก SoC ในยุคนี้มีมากกว่ายุคก่อน แต่อย่างไรเสียจงอย่างลืมว่า 1 ในเป้าหมายหลังของ SoC คือการลดต้นทุน ดังนั้นจงอย่าคาดหวังประสิทธิภาพ SoC ในอนาคตมากนัก แม้ว่าผู้ผลิตทั้งหลายจะออกมาบบอกว่าดีแบบนั้นแบบนี้ก็ตามที่ เพราะคำโฆษณาเช่นนี้เราได้เจอมาตั้งแต่ SoC ในยุคอดีตแล้ว ซึ่งมันก็ไม่ได้ดีอย่างที่ผู้ผลิตในอดีตบอก ดังนั้นจงเพื่อใจไว้บ้าง

SoC ที่กำลังจะมาถึง ตอนที่ 1

AMD Fusion

เมื่อ AMD ได้เข้าซื้อกิจการของ ATi ทาง AMD จึงได้คิดที่จะสร้างหน่วยประมวลที่มีทั้ง CPU ของ AMD และ GPU ของ ATi ในชิพตัวเดียวกันขึ้น โดยจะใช้ชื่อว่า AMD Fusion

การที่ AMD นำ GPU ของ ATi อินทิเกรตเข้าไปจะสามารถทำให้เราสามารถใช้คุณสมบัติต่างๆได้เช่น UVD ที่ช่วยในการถอดรหัส MPEG2, VC-1 และ H264 ในระดับ Hardware ได้ และที่ขาดไม่ได้คือ การประมวลผล 3D ที่โดดเด่นของ ATi นั้นเอง

AMD Fusion ไม่ใช่เพียงแค่การนำหน่วยประมวลผลกราฟฟิกมาไว้ใน CPU เท่านั้นแต่ยัง หมายร่วมถึงการนำหน่วยประมวลชนิดอื่นๆมารวมไว้บนชิปเดียวกับ CPU ด้วยเช่น หน่วยประมวลผลทางฟิสิกส์ (PPU) หรือ หน่วยประมวลผลอื่นๆเป็นต้น

AMD จะนำ Z-RAM มาทำเป็นหน่วยความจำ cache โดย Z-RAM นี้จะใช้พื้นที่เพียง 1 ใน 3 ของ SRAM ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน Z-RAM เราจะสามารถพบได้ใน AMD Fusion

AMD Fusion มีกำหนดการว่างจำหน่ายในปี ค.ศ. 2009 และเวลาจะเป็นเครื่องทดสอบเองว่า AMD Fusion นั้นจะดีจริง และแรงจริงสมกับที่ AMD คุยไว้หนักหนาหรือไม่

SoC ในยุคอนาคตที่กำลังจะมาถึง

INTEL Havendale และ INTEL EP80579

สำหรับในส่วนของ INTEL Havendale คือการนำ GPU อินทิเกรตเข้าไปในชิพเดียวกับ CPU นั้นเอง แต่ INTEL EP80579 นั้นแทบจะเรียกว่าจะรวมทุกอย่างใน System ไว้ในชิพเพียงตัวเดียวก็ว่าได้

1.) INTEL Havendale

จะประกอบด้วย CPU 2 Core(ใช้สถาปัตยกรรมเดียวกับ Nehalem), หน่วยประมวลผลกราฟิก, memory controller และ PCI Express interconnection เรียกได้ว่าบอกลาชิพเซต North Bridge ไปเลย INTEL Havendale จะวางจำหน่ายในปี ค.ศ. 2009

2)

2.) INTEL EP80579

INTEL EP80579 จะประกอบด้วย CPU(Pentium M), Northbridge(รวมหน่วยประมวลผลกราฟฟิกด้วยนะ) และ Southbridge อยู่ในชิพเพียงตัวเดียว และยังมีระบบบัสใหม่ที่มีทั้งความเร็วสูง และความปลอดภัย ระบบบัสนี้ชื่อว่า Intel QuickAssist Technology ซึ่งจะมีอยู่ใน INTEL EP80579 บางรุ่นเท่านั้น

INTEL EP80579 จะทำให้ประหยัดพลังงานและประหยัดพื้นที่บอร์ดได้อีก 45%

INTEL EP80579 มีกลุ่มลูกค้าเป้าหมายคือ

small-to-medium business (SMB)

enterprise security

communications appliances

นอกจากนี้แล้ว Intel ยังมีแผนที่จะทำ SoC รุ่นต่อไปในลักษณะเช่นนี้อีก แต่จะเปลี่ยน CPU จาก PentiumM ไปใช่ Intel Atom แทนโดยใช่ชื่อว่า Canmore และ Sodaville และยังมี Lincroft สำหรับตลาด MID

ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจุบันนั้นเราจะเห็นว่า SoC ไม่ได้เน้นที่ประสิทธิภาพแต่จะเน้นที่ความประหยัดมากว่า แต่ในอนาคตเป้าหมายของ SoC อาจจะเปลี่ยนไปเมื่อเราสามารถที่จะอินทิเกรตอะไรได้มากขึ้น สำหรับเรื่องของ SoC ผมคงต้องขอจบเพียงเท่านี้น่ะครับ หากเกิดความผิดพลาดประการใด กระผมก็ขออภัยไว้นะที่นี้ด้วยครับ

บทความ

เรื่อง : SoC (System on Chip)

โดย : IonRa

email : ionra@live.co.uk

บทความนี้เคยนำเสนอใน :

Vmod : http://www.vmodtech.com/modules.php?name=Content&pa=showpage&pid=354