System on Chip
SoC란 System on Chip의 약자로, 한국말로는 단일 칩 시스템이다.
하나의 칩 안에 CPU, GPU, 메모리 및 특정 기능을 하는 여러 IP들이 포함된 것이다.
즉, 컴퓨터를 구성하는 거의 모든 요소들을 하나의 칩 안에 넣어 패키징 한 것을 SoC라고 한다.
이렇게 SoC는 하나의 칩 안에 모든 것을 통합하기 때문에 공간과 전력을 절약할 수 있다.
공간과 전력을 절약할 수 있는 특성 때문에 SoC는 AP(Application Processor)로 주로 사용되고, 요즘은 SoC라는 용어가 AP를 뜻하는 말로 쓰이는 추세인 것 같다.
초기 SoC
SoC라는 개념이 처음 등장했을 때, SoC의 핵심은 CPU가 탑재된 칩이다.
기존에는 CPU, 메모리, 입출력 인터페이스 및 다른 부가 기능을 하는 것들이 각각 칩으로 만들어지고, 이러한 여러 개의 칩이 보드에 붙어서 시스템을 만들었다.
하지만, SoC가 등장을 하면서 CPU와 다른 부가 기능을 하는 회로(IP)들을 묶어서 하나의 칩으로 개발하게 되었다.
예를 들어 CCTV에 들어가는 CCTV용 반도체 칩이 기존에는 CPU가 안들어가 있는 칩이었다면, SoC라는 개념이 생겨난 후에는 칩 안에 CPU를 넣어서 제작하게 된 것이다.
기존의 칩은 한 번 제작되면 수정이 불가능하기 때문에 업그레이드가 불가능했지만, SoC로 제작된 칩은 CPU가 있기 때문에 소프트웨어를 사용하여 업그레이드가 가능하게 된다. 이렇게 SoC의 장점에는 소프트웨어를 사용할 수 있다는 점이 있다.
또한, 이러한 SoC 칩은 CPU, 메모리, 입출력 인터페이스 등을 모두 포함하기 때문에, CCTV를 제작하는 회사 입장에서는 각 칩을 따로 구매하는 것보다 SoC를 하나 구매하는 것이 더 경제적이게 된다.
현대의 SoC
지금 SoC는 AP(Application Processor)를 일컫는 말로 사용되고 있는 것 같다.
AP는 스마트폰, 태블릿 및 차량에 탑재되는 프로세서이다. AP는 휴대 가능한 기기에 들어가거나, 차량에 들어가기 때문에 공간과 전력을 절약할 수 있도록 만들어야 한다.
[Dolphin3 (출처 : telechips.com)]
SoC 구조에 대한 이해를 돕기 위해 가져온 위 사진은 차량용 SoC인 텔레칩스 Dolphin3다.
Dolphin3는 차량 내 디지털 계기판과 네비게이션에 사용되는 칩이다.
위 그림을 보면 CPU, GPU, 메모리, 비디오 코덱 등의 다양한 컴퓨터 구성요소가 하나의 칩에 구성되어 있는 것을 확인할 수 있다.
유명한 SoC로는 애플의 M1, M2칩, 삼성전자의 엑시노스가 있다.
SoC는 이렇게 주로 모바일 기기나 차량에 탑재되기 때문에 저전력에서 높은 성능(속도)을 끌어올릴수록 좋은 칩이다.