1) Définitions

Le SoC est un circuit intégré qui inclut :

Un CPU avec un ou plusieurs coeurs (Processeur central) Un GPU (Processeur graphique) De la RAM (mémoire vive) De la Des puces de communication (BlueTooth, WiFi, 4G, 5G, …) Différents capteurs : accéléromètre, gyroscope (pour mesurer la rotation d’un objet), capteur d'empreintes digitales …

Les SoCs ont notamment la particularité de consommer beaucoup moins d’énergie que les ordinateurs habituels (ceux qui incluent différents composants dans leur carte mère).

C’est donc un peu comme si le système sur puce correspondait à un ordinateur à part entière optimisé pour la taille et la consommation en énergie.

De ce fait, dans la plupart des cas, il n'est pas nécessaire d’ajouter un système de refroidissement.

2) Avantages et inconvénients

source : https://qkzk.xyz/docs/nsi/cours_terminale/architecture/composants/cours/

Avantages des systèmes sur puce

• La vitesse de traitement et donc l’efficacité sont accrues. En effet, la proximité des composants sur le circuit électronique miniaturisé réduit les distances, l’utilisation d’éléments moins génériques améliore l’efficacité.

• Le regroupement des éléments ne nécessite plus d’alimentations multiples, la consommation énergique est réduite de manière significative, entraînant une baisse du coût d’énergie et une amélioration de la gestion de l’énergie (principalement pour l’informatique mobile et les smartphones, pour lesquels la gestion des performances de la batterie est importante). Comme conséquence immédiate, on peut généralement se passer d’un système de refroidissement actif (un ventilateur…).

• Même si les coûts d’ingénierie sont plus élevés sur la phase de conception, les coûts de matières premières et de fabrication sont eux aussi réduits par rapport à une architecture classique.

• Les possibilités de miniaturisation des ordinateurs et de tous les autres équipements numériques sont encore accrus, offrant ainsi un fort potentiel d’innovation.

• L’adaptation au besoin est affinée : la spécificité de chaque système permet une efficacité optimale.

Inconvénients des systèmes sur puce

• En concentrant nombre de composants sur une seule puce, on rend la maintenance beaucoup plus difficile. Il est quasi impossible de remplacer un SoC soi-même. Généralement, une panne oblige à remplacer toute la carte mère,

• Les SoC sont complexes et nécessitent une grande technicité pour assembler une machine. Contrairement aux PC où les composants sont interchangeables et les améliorations possibles.

3) Exemple : le Exynos 990

Ce microprocesseur est inclus notamment dans les téléphones Galaxy S20+.

Le CPU (Central Processing Unit)

C'est un microprocesseur ARM qui contient 8 coeurs avec des registres de 64 bits.

Le GPU (Graphics Processing Unit)

C'est un processur ARM qui effectue des calculs rapides (en parallèle) pour le rendu d'images (Principalement de la 3D pour ce processeur sur le Exynos 990).

Le NPU (Neural Processor Unit)

On peut noter le Microprocesseur dédié à l’intelligence artificielle, le NPU. Ce processeur contient des dizaine de milliards de transistors.

Ce processeur accélère les calculs effectués par les réseaux de neurones, notamment en réduisant la complexité de la précision sur les nombres flottants et évidemment en adaptant son architecture à la problématique des réseaux de neurones.

Le DSP ( Digital Signal Processor )

Exemple d'utilisation

Une fois qu'un signal analogique : du son ou de la vidéo par exemple, a été convertit au préalable en numérique (par un ADC : Analog to Digital) en binaire, alors le DSP va entre autre filtrer, compresser ces données.

La RAM (Random Access Memory)

De la DDR5, avec un maximim de 12Go. La RAM est appelé "Random" dans le sens "d'arbitraire" car n'importe quelle adresse peut être accédée en temps constant peu importe sa localisation.