چیپست موبایل

آشنایی با چیپست موبایل

اکثر طرفداران تکنولوژی به دلیل علاقه به داشتن سرعت بالای پردازش در سیستم‌هایشان به چیپست‌ها نیز علاقمندند.
به دنبال آشنایی با چیپست موبایل دیگر تنها صحبت از کامپیوترهای دسکتاپ و کنسول های بازی نیست بلکه به روزترین مدل‌های گوشی‌های هوشمند را نیز شامل می‌شود.
وقتی مرتبا درباره فناوری اطلاعات و آخرین خبرهای این حوزه مطالعه می‌کنیم نمی‌توانیم چیپست‌ها و کاربرد و عملکرد آنها را نادیده بگیریم، در نتیجه بر آن شدیم کمی درباره آن اطلاعاتی را ارائه دهیم.
در ابتدا شاید به نظر برسد دانستن این اطلاعات تنها برای متخصصان حوزه تکنولوژی و فناوری لازم یا جذاب باشد.
اما در حقیقت برای هر کسی که حتی از یک گوشی هوشمند یا اسمارت فون استفاده می‌کند لازم است.
آشنایی با چیپست موبایل و کلا بحث چیپ ها نه تنها می‌تواند مفید باشد بلکه می‌تواند نیاز و آگاهی افراد از وسیله مورد استفاده خود را افزایش دهد.
در این مقاله نیز سعی بر این داریم با زبانی ساده این مبحث را بیان کنیم.

مشاوره با پشتیبانی شرکت رها

چیپست چیست؟

چیپست را با عنوان سیستم بر چیپ (System on a Chip) یا به­صورت مخفف SoC نیز می شناسند.
سیستم بر چیپ درواقع یک سیستم پردازشی کامل شامل چند قسمت پردازشی، حافظه، مودم و سایر قطعات لازم درون یک چیپ می باشد.
که می توان روی یک برد آن را لحاظ کرد.
حال فرض کنید وقتی در یک فضای کوچک تمام این بخش ها  قرار می گیرند چه صرفه جویی مناسبی در فضای اشغالی، هزینه و انرژی خواهیم داشت.
گذشته از این با افزایش سرعت پردازش می توانیم بگوییم در زمان هم صرفه جویی می شود.
این چیپست ها یا سیستم بر چیپ نه فقط در گوشی های موبایل بلکه در سایر لوازم همچون دوربین، مانیتور، رم و غیره نیز قابل نصب است.
در نظر داشته باشید که چیپست موبایل مغز متفکر موبایل است.
تمامی بخش های مورد استفاده موبایل را از سیستم عامل گرفته تا خاموش و روشن کردن موبایل را تحت مدیریت خود دارد.

اجزای مختلف یک چیپست موبایل

در نظر داشته باشید که چیپست موبایل مغز متفکر موبایل است.
تمامی بخش های مورد استفاده موبایل را از سیستم عامل گرفته تا خاموش و روشن کردن موبایل را تحت مدیریت خود دارد.
قطعات مورد استفاده درون یک چیپست را بصورت خلاصه به این ترتیب است:

اجزای مختلف چیپست موبایل

۱- چرا پردازنده مهمترین قطعه هر سیستم هوشمند است؟

به احتمال زیاد با کلمه پردازنده یا پردازشگر آشنا هستید یا حداقل به گوشتان آشناست.
چرا که این کلمه با گذشت زمان به واحد پردازش مرکزی تبدیل شده است.
واحد پردازش مرکزی یا سی‌پی‌یو رایج‌ترین نوع از پردازنده‌هاست.
پردازشگرها باید بسیار انعطاف‌پذیر باشند تا بتوان از آنها در بازه گسترده‌ای استفاده کرد.
با این تفاصیل، سی‌پی‌یو یا پردازنده سیستم عامل اندروید و اپلیکیشن‌های موبایل شما را اجرا می‌نماید.
و همچنین مسئولیت هماهنگ سازی اطلاعات و داده ها میان دیگر پردازنده‌های داخل چیپست مانند GPU و غیره را هم برعهده دارد.
پردازشگر CPU به کمک بخش هایی که کار پیش‌بینی را به عهده دارند.
رجیسترها و قسمت‌های اجرا به کار خود ادامه می‌دهد. به این موضوع معماری سی‌پی‌یو نیز می‌گویند.
رجیسترها شامل اطلاعات کمی هستند که اکثرا فرمت‌شان ۶۴ بیت است.
قسمت‌های اجرا هم کارهای مختلفی مانند خواندن یا نوشتن در حافظه یا محاسبات ریاضیاتی را به کمک یک یا چند رجیستر امکان‌پذیر می‌کنند.
در ضمن امکان استفاده هم‌‍زمان از واحدهای مختلف اجرا در یک سی‌پی‌یو وجود دارد.
سی‌پی‌یوها به قدری انعطاف‌پذیر هستند که انجام گستره ای از وظایف مختلف را امکان‌پذیر می‌کنند.
عملکرد آن‌ها نیز به زیاد و کم شدن سرعت کلاک (به گیگاهرتز)، تعداد هسته‌ها و تغییرات به وجود آمده در حافظه تحت تاثیر قرار می‌گیرد.
پردازنده ها یا CPUها تعبیه شده در چیپست‌های موبایل انواع و اقسام مختلفی دارند.
اما همه‌ی این CPUها برپایه معماری Arm طراحی شده‌اند.

آخرین هسته‌های پردازشی ARM هم Cortex-A77 و Cortex-A55 هستند.
پردازنده های موبایل بطور معمول ساختار هشت هسته‌ای دارند.
هسته‌های بزرگ‌تر برنامه های سنگین را مدیریت و اجرا می‌کنند.
هسته‌های کوچک‌تر از نظر مصرف انرژی بهینه سازی شده اند.
به این وسیله عمر باتری را به بیشترین مقداری که امکان دارد می رسانند.

  • واحد پردازش مرکزی یا CPU :
    این واحد مغزمتفکر تمامی کامپیوترها و دستگاه‌های هوشمند است که عمده کار اجرای سیستم عامل و اپلیکیشن‌ها را به عهده دارد.
  • واحد پردازش گرافیکی یا GPU:
    گرافیک اپلیکیشن‌ها و بازی‌های دوبعدی و سه­‌بعدی توسط این واحد انجام می‌گیرد.
  • واحد پردازش تصویر ISP:
    تبدیل کدهای ورودی دوربین موبایل به ویدئو و عکس‌های با رزولوشن بالا را به عهده دارد.
  • پردازنده سیگنال دیجیتال DSP:
    الگوریتم‌های این پردازنده درواقع عملیات ریاضی سنگین را روی داده‌ها را با بالاترین سرعت انجام می‌دهد مانند داده‌های اولیه از ورودی دوربین دیجیتال موبایل.
  • واحد پردازش عصبی:
    نام این واحد بر اساس عملکرد این واحد جهت تشخیص کاربر انتخاب شده است، به‌طور مثال در موبایل‌های هوشمند رده بالا جهت تشخیص چهره یا صدا یا اثر انگشت از این بخش استفاده می‌شود.

۲- مودم ۴G و ۵G

قطعه مهم دیگر در یک چیپست موبایل، مودم دیتا است که به شما این اجازه را می‌دهد
به شبکه‌های دیتای اپراتوری که به شما خدمات می­‌دهد، دسترسی داشته باشید.
مودم‌های مختلف، سرعت و کیفیت اتصال دیتای شما را تعیین می‌کنند.
قدرتمندترین مودم‌ها با سرعتی بالاتر از ۱ گیگابیت بر ثانیه دیتاها را جابه‌جا می‌کنند.
علاوه بر این مودم‌هایی هم برای وای فای و بلوتوث داریم، در اینجا کمی درباره مودم­‌های ۴G و ۵G صحبت می­‌کنیم.
تمامی چیپست‌ موبایل­‌های امروزی مودم‌های ۴G  دارند و به این معنی است که مودم ۴G درون چیپست تعبیه شده است.
نخستین مودم‌های ۵G برای موبایل خارجی یا اکسترنال هستند.
این یعنی درون چیپست اصلی قرار ندارد بلکه باید به نحوی به آن متصل شوند.
این رویکرد از نظر مصرف انرژی چندان بهینه نیست اما اتصال خارجی استفاده از آن را  راحت‌تر می‌کند.
به تولیدکنندگان اجازه می‌دهد شبکه‌های ۵G را به دست مشتریان بیشتری برسانند.
در حال حاضر برندهای مختلف مودم­های ۵G را وارد بازار نموده‌­اند.
هوآوی یک نسخه مودم ۵G از کایرین ۹۹۰ ارائه داده است و کوالکام هم با اسنپدراگون ۷۶۵ نیز همین قابلیت را ارائه می‌کند.
بااین‌وجود، قدرتمندترین مودم‌های ۵G هنوز اکسترنال هستند.
مانند اسنپدراگون X55 از کوالکام و اگزینوس ۵۱۲۳ از سامسونگ.
تقریبا همه مودم ها را می‌شناسیم که سیگنال‌های قابل درک برای موبایل را فراهم می‌کند.
اینکه یک گوشی از بلوتوث، وای‌فای و دیتای گوشی بهره می برد به این قطعه بر می‌گردد.
اگر دقت کرده باشید در اکثر قطعات موبایل از واژه‌ای به اسم نانو استفاده می‌شود که میزان کوچکی آن قطعه را نشان می‌دهد.
طبعا قطعات نانومتری مصرف انرژی کمتری دارند.

۳- گرافیک یک‌دست

پردازنده مهم دیگر، واحد پردازش گرافیکی (یا GPU) است که یک قطعه مهم‌ دیگر در چیپست موبایل به شمار می‌رود.
جی پی یوها عمومیت کمتری در مقایسه با سی پی یوها دارند و درنهایت، طراحی متفاوتی هم دارند.

این قطعه ساخته می‌شود تا به­‌صورت هم‌زمان با سی پی یو میان چندین کارکرد ریاضی بچرخد.
این کار را بسیار سریع‌تر از سی پی یو عادی انجام می­‌دهد.
میلیون‌ها پیکسل روی صفحه نمایشگر موبایل شما به نمایش درمی‌آید.
تک‌تک آن‌ها هنگام اجرای اپلیکیشن یا بازی باید محاسبه شوند.

بیشتر اعمال گرافیکی آنقدر تکرار می‌شوند تا پیکسل‌ها صفحه نمایش موبایل را کاملاً بپوشانند.
به همین دلیل است که جی پی یوها را طوری طراحی می‌کنند که بتوانند محاسبات ریاضیاتی موازی را انجام دهند.
برعکس سی پی یوها که در هر دور یک یا دو عمل را به مرحله اجرا درمی‌آورد.

جی پی یوها باید صدها و گاه هزاران عملیات موازی را در هر دور مدیریت کنند.
این امر به ابعاد و  طراحی جی پی یو بستگی دارد.
مهم‌ترین GPUها درزمینه چیپست موبایل، جی پی یوهای Mali و Adreno هستند که به ترتیب متعلق به Arm و کوالکام هستند.

هر دو نسخه‌های متفاوتی دارند و هر دو قدرتمندترین سخت‌افزار خود را برای موبایل‌های بالا رده یا پرچم­دار و گیمینگ­‌های سه‌بعدی به کار می‌گیرند.

۴- ظرفیت پردازش هوش مصنوعی نسل‌های بعد

واحدهای پردازشی عصبی، پردازنده‌های هوش مصنوعی یا هسته‌های machine learning مفاهیم و کارکرد متفاوتی دارند.
اما همه آن­ها در چیپست موبایل‌های هوشمند به یک مورد اشاره می‌کنند.
یک پردازنده که به­‌طور خاص برای ریاضیات و الگوریتم‌های رایج شبکه‌های عصبی بهینه­‌سازی شده­‌اند.
شبکه‌های عصبی معمولاً برای عملیات‌هایی مورد استفاده قرار می­‌گیرند.
که لازم است در جریان آن‌ها داده‌­های مختلف در کنار یکدیگر قرار گرفته و خروجی، یک دیتای واحد باشد.
اگرچه در حال حاضر بیشتر موبایل‌های پرچم­دار دارای این‌گونه شبکه‌های عصبی هستند.
اما مطمئناً در آینده وارد موبایل‌های پایین رده نیز می‌شوند.

فروشگاه رها

چند مثال از انواع چیپست

پس از اطلاعات کلی که درباره چیپست به دست آوردیم، شاید بد نباشد که چند نمونه مثال بزنیم.
در حوزه موبایل های هوشمند، کمپانی های سامسونگ، مدیاتک، هوآوی و کوالکام از مهمترین تولیدکنندگان چیپست به شمار می آیند.
اکثر موبایل ها در بازار به چیپست های یکی از این کمپانی ها مجهز می‌باشند.

کوالکام بزرگ‌ترین تولید کننده چیپست موبایل به شمار می‌رود و سالیانه، تعداد زیادی از موبایل­‌های پرچم‌دار، میان‌رده و مقرون به صرفه از سخت‌افزارهای این کمپانی بهره­‌مند می‌شوند.
چیپست‌های کوالکام تحت برند اسنپدراگون به بازار عرضه می‌شوند.
پیشرفته‌ترین تکنولوژی‌ این کمپانی در چیپست‌های پریمیوم به کار می‌روند که در مجموعه اسنپدراگون ۸۰۰ دسته‌بندی می‌شوند.
سری میان رده این محصولات اسنپدراگون ۶۰۰ و ۷۰۰ می‌باشند.

کمپانی سامسونگ نیز چیپست‌ موبایل اگزینوس را در سه سری دسته‌بندی می­‌کند:
پریمیوم، میان‌رده و مقرون به صرفه.

قبلاً چیپست‌های سامسونگ با عنوان اگزینوس ۹۹۰۰، ۹۸۰۰ و ۹۶۰۰ در بازار وجود داشتند.
محصولات مجموعه اگزینوس ۷۰۰۰ هم کاملا مقرون به صرفه و اقتصادی بودند.
در حال حاضر، آخرین چیپست پریمیوم سامسونگ، اگزینوس ۹۹۰ است و اگزینوس ۹۸۰ هم میان رده است.

انواع چیپست

دانلود pdf چیپست موبایل