SoC — 處理器的魔術大空間！
日期：2021/04/12
文：B.H. Huang / 校稿: Y.C. Lo
自從蘋果推出首支 iPhone 後，現代人逐漸變得手不離機、機不離身，而你知道嗎 ? 造成這一切改變的幕後推手：SoC（System on a Chip），可以說是人類進入到移動世代最關鍵的技術之一，這次就來聊聊讓我們從「智人」變成「低頭族」的 SoC 技術是怎麼一回事！
在手機 SoC 之前…
在 SoC 技術成熟以前，手機的類型大概都是「掀蓋式手機」、「按鍵型手機」，功能僅侷限於基本的撥打電話、收發簡訊，而更高階的文書處理、影音娛樂等需求則在桌機上實現。
SoC 的出現則像是在個人電腦與手機間搭起了橋梁，讓手機越來越像另一種「小型電腦」，因此，我們先來了解一下你家電腦的主機板構造吧！
CPU：全名為 Central Processing Unit，顧名思義 CPU 即是負責處理所有電腦接受到的資訊和指令，對你在電腦上執行的指令進行運算，就如同整台電腦的大腦一樣。
GPU：全名為 Graphic Processing Unit，也就是一般俗稱的「顯示卡」，特別負責針對圖形、影像進行運算，例如你在觀看 youtube 影片或是玩線上遊戲時的畫面即是由 GPU 來處理。由於影像和平常瀏覽網頁、進行文書作業等任務的運算模式不一樣，因此 GPU 才會被特別獨立出來，很多專業的 Gamer 或是比特幣挖礦的工作就會使用高階的 GPU 來跑。
記憶體：有了負責運算的 CPU 和 GPU，我們還需要把他們運算的結果在短期內儲存，這時就需要記憶體，如同你在腦中算數學題目後，也需要在紙上寫下計算過程一樣，因此，記憶體越大，就像有越大張的紙，可以記錄下更多的計算過程，對電腦來說，記憶體越大，瀏覽器就可以開越多分頁、可同時執行越多不同的應用程式。
南橋與北橋晶片：所謂的南北「橋」晶片，人如其名，便是連接 CPU 處理器與其他 GPU、硬碟、鍵盤、音訊、電源等部分，幫助他們溝通的晶片。
以上的 CPU、GPU、記憶體、南橋與北橋晶片即為電腦主機板上的重要組成，任何電腦的功能都必須靠這四種晶片來完成，而這些晶片都焊在約30公分乘30公分的主機板上。
等等…
在電腦上編輯 Word、PPT，在手機上也可以。
在電腦上看 Youtube 看電影聽音樂，手機也做得到。
可是手機大小才主機板的四分之一不到，卻可以做到跟電腦一模一樣的事，還可以拿來拍照拍影片，手機究竟是什麼神奇黑科技？
答案就是 SoC。
你想要的，我都塞進去
SoC，全名為 System on a Chip，代表在一個晶片不只有一種電路，而是將 CPU、GPU、記憶體、南北橋等各種功能全部整合成一個系統，做在面積約幾百平方毫米的晶片上。
由於各種功能的處理器都被整合在同一塊晶片上，電子不再需要像以前那樣通過很多外部的金屬線，而是都在晶片裡傳輸，讓傳輸的距離變短， 使得 SoC 晶片運算速度更快，也更加省電。
仔細想想，這是多麼厲害的一種工藝！能夠把各種不同功能的處理器縮小尺寸、塞到那麼小的空間，大概就像把各種大小不同的菜刀廚具做成一把萬用廚具刀，彼此間可以協調何時該用誰，還能直接塞進口袋帶著走。
因此，如果把 iPhone 拆開來看，我們會發現中間的 A 系列處理器不過就比一片指甲大一點，卻已是整台手機的運算核心，其他部分則是處理像鏡頭、喇叭、天線訊號等特定功能的小晶片，可以說正因為有 SoC 技術，讓小小手機擁有各種影音娛樂變成可能。
SoC 這項工藝能夠實現，需要仰賴晶圓製造公司不斷精進積體電路技術、把各種不同功能的處理器塞進同一片晶片。不過啊，為了進一步縮小面積和提升晶片效能，除了在晶片製造上有應用 SoC 技術外，其實後端的包裝晶片上，也有更多技術幫助實現這項目標，下一次我們就來聊聊這種特別的晶片封裝技術是什麼吧！
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