System SoC to skrót od System on a Chip, czyli „system na układzie scalonym”. Jest to zintegrowany układ elektroniczny, który lączy w jednej obudowie najważniejsze elementy, potrzebne do działania urządzenia, zamiast rozdzielać je na wiele osobnych chipów. W praktyce SoC obejmuje nie tylko jednostkę obliczeniową, czyli CPU, ale zwykle także układ graficzny GPU, kontrolery pamięci, moduły wejścia-wyjścia oraz dodatkowe bloki, odpowiedzialne za przetwarzanie obrazu, dźwięku, szyfrowanie i komunikację. Taka integracja upraszcza konstrukcję sprzętu, zmniejsza zapotrzebowanie na miejsce na płycie głównej i pomaga ograniczyć zużycie energii.
SoC w smartfonach, tabletach i urządzeniach mobilnych
Najczęściej SoC kojarzy się z urządzeniami mobilnymi, ponieważ tam liczy się wysoka sprawność energetyczna. W smartfonie i tablecie system na chipie odpowiada jednocześnie za wydajność, czas pracy na baterii, obsługę aparatu, łączność bezprzewodową oraz płynność interfejsu. W wielu przypadkach w ramach jednego SoC znajdują się też elementy takie jak modem komórkowy, Wi-Fi, Bluetooth czy GPS, a więc komponenty, które w komputerach bywały osobnymi układami. Dzięki temu całość może działać jako spójna platforma o dobrze kontrolowanym poborze mocy i temperaturze.
SoC a tradycyjna architektura modułowa komputera
Istotne jest rozróżnienie między SoC a klasyczną konstrukcją komputerową. W tradycyjnym komputerze stacjonarnym funkcje są częściej rozdzielone: osobny procesor, osobny chipset, osobna karta graficzna, a komunikacja między nimi odbywa się przez magistrale płyty głównej. SoC przenosi dużą część tych funkcji do jednego układu, co skraca ścieżki przesyłania danych i poprawia efektywność energetyczną, ale jednocześnie ogranicza możliwość rozbudowy, bo wiele elementów jest „na stałe” wbudowanych w platformę. Z tego powodu SoC dominuje w sprzęcie kompaktowym i mobilnym, a w komputerach stacjonarnych częściej spotyka się rozwiązania modułowe.
W nowoczesnej elektronice SoC nie oznacza jednego, zawsze takiego samego zestawu elementów. Różne modele SoC mogą mieć inną liczbę rdzeni CPU, różne generacje GPU, odmienne kontrolery pamięci oraz wyspecjalizowane bloki, na przykład do kodowania i dekodowania wideo, obsługi HDR czy przetwarzania obrazu z kamer. W telewizorze SoC odpowiada nie tylko za Smart TV i płynność menu, ale też za skalowanie obrazu, redukcję szumu, upłynnianie ruchu oraz dekodowanie formatów wideo, takich jak HEVC/H.265. W konsoli SoC bywa projektowany jako pojedyncza platforma łącząca CPU i GPU w sposób zoptymalizowany pod gry, aby osiągać stabilną wydajność i przewidywalne zachowanie w długim obciążeniu.
System na chipie w sprzęcie sieciowym i routerach
W środowisku domowym SoC występuje również w sprzęcie sieciowym. W routerze system na układzie może lączyć procesor, kontrolery Ethernet, moduły Wi-Fi oraz akceleratory sprzętowe do szyfrowania. Ma to znaczenie, ponieważ wydajność SoC wpływa na obsługę wielu urządzeń jednocześnie, stabilność połączenia, szybkość przetwarzania ruchu sieciowego i działanie funkcji bezpieczeństwa. W sprzęcie tego typu ważna jest nie tylko „moc” CPU, ale też obecność bloków przyspieszających konkretne zadania, na przykład NAT czy szyfrowanie.