Chipmakers vallen de laatste tijd over elkaar heen met het uitbrengen van systems on a chip (SoC). Brengt Qualcomm een SoC met snelle processor uit, dan doet NVIDIA hetzelfde. Maar dan moet het wel nog beter. Of goedkoper maar wel heel compleet zoals een SoC van chipmaker Broadcom die in december uitkwam.

Een hot item

Het is dus nogal een hot item, dat systeem op een chip. Toch blijft de hype met name beperkt tot hardwaremakers. Consumenten zien er niet zoveel van, terwijl het toch in veel moderne apparaten zit. Zo zijn bijna alle moderne smartphones en bijna alle tabletcomputers die momenteel op de markt komen uitgerust met een SoC.

Dat het populair is, blijkt wel uit twee reuzen die zich ineens vol inzetten op deze chips. Apple ontwierp en maakte een heel eigen system on a chip voor de iPad. Microsoft verbreekt zelfs het huwelijk met de x86-processor en gaat Windows 8 ook maken voor processors die gebaseerd zijn de op de ARM-technologie. Dat wordt bij uitstek gebruikt in systems on a chip.

Computer op één chip

Zoals de naam al doet vermoeden zijn bij een SoC de componenten van een heel computersysteem op één chip aangebracht. Standaard zal het daarom over het algemeen minimaal bestaan uit een cpu, gpu, ROM-, RAM- en flashgeheugen, externe aansluitingen voor bijvoorbeeld USB of ethernet en onderdelen die zorgen dat de computer in- en uitgeschakeld kan worden en van analoog naar digitaal kan converteren en vice versa.

Is de system on a chip specifiek ontwikkeld voor gebruik in smartphones, dan zitten er meestal nog meer componenten op de chip. Chipmakers maken kant en klare systemen die zo in een telefoon kunnen. Inclusief interface voor WiFi en 3G, GPS-ontvanger en een ingang voor de camera op zo’n telefoon. Broadcom maakt zelfs al een systeem waarbij de mogelijkheid om via near field communication met een mobieltje te betalen is geïntegreerd.

Zo groot als een nagel

Alles wat in een gangbare computer zit en meer dus. Met het verschil dat zo’n systeem op een chip ongeveer net zo groot is als een gemiddelde duimnagel.

Het moederbord heeft dezelfde afmetingen als een kleine telefoon. Het feit dat zoveel onderdelen op zo’n kleine ruimte worden geplaatst leidt tot zowel voor- als nadelen.

Voordelen voor de consument

Het is daarbij opvallend te noemen dat de consument de voordelen vooral merkt in de prestaties. Die zijn van een SoC relatief gezien hoger, omdat alles op één chip is geïntegreerd. Mede daarom zijn SoC’s ook zuiniger dan hun grote broertjes die componenten op meerdere chips hebben. Dat is een groot voordeel, omdat SoC’s vaak in mobiele apparaten gebruikt worden en de batterijen daarvan gaan dus langer mee.

Ook de grootte van een systeem op een chip is een groot voordel voor de consument. Mede door de schaalverkleining kunnen moderne smartphones compact blijven, terwijl ze wel dezelfde prestaties als een computer van tien jaar geleden hebben. Als laatste voordeel zijn systems on a chip over het algemeen betrouwbaarder. Dat komt doordat alle hardware op elkaar is ingericht en dus geen conflicten zal veroorzaken.

Nadelen voor de producent

De producenten van systemen op een chip blijven vooral zitten met de nadelen. Zo’n SoC is door zijn complexiteit bijvoorbeeld veel duurder om te ontwerpen en te testen dan een vergelijkbaar systeem dat uit meerdere onderdelen bestaat. Daardoor kost het ontwerpen en testen bovendien veel meer tijd. Het moet immers wel allemaal goed werken en op elkaar aangesloten zijn.

Een heel ander probleem zit hem in het sluiten van licenties van gebruikte technieken. Omdat er veel verschillende technieken op een SoC zitten, moet dat vaak geregeld worden met meerdere partijen. Het zal niet snel gebeuren dat dit fout gaat, maar het is voor de fabrikant wel een extra stap om te nemen.

Uiteindelijk niet duurder

Door de complexiteit van zo’n system on a chip zijn de fabricagekosten ook hoger. Toch merkt de consument weinig van die hogere kosten. Dat lijkt te verklaren doordat fabrikanten van het eindproduct juist minder moeite hebben om hun product te maken. Die kopen immers een bijna kant-en-klare oplossing. Dat is goedkoper dan werken met losse componenten.

Chipmakers hebben dus in ieder geval een goede afname van hun SoC’s. Omdat de populariteit van krachtige mobiele apparaten alleen maar stijgt, zal dat in de nabije toekomst waarschijnlijk ook niet veranderen.