「平板電腦」和智慧型手機的心臟
SoC，英文全稱為System on a Chip，是片上系統的意思。現在我們的手機能夠做電腦能做的大部分事情，如現在手機可以像電腦一樣能夠玩3D遊戲、看藍光電影、聽音樂等等。這一切與片上系統的思維和設計大大相關聯。
其實，平板電腦上的中央處理器就是一個SoC。大家都是覺得很驚訝，僅僅不到十年時間，我們的手機從連普通的複製粘貼都沒有，進化成現在幾乎全能的智能型電子產品。
這些進化很大程度上得益於片上系統技術的進步，就是我們所說的SoC了。
採用SoC的原因
說到這些智能設備為什麼使用SoC，就不得不說說片上系統，這裡想說的是，這個系統指的是手機或者平板運行所需的所有內部重要硬體。比如處理器、內存、存儲器，還有I/O控制器等等。如果你自己親身經歷過裝機，你就會知道：
電腦的各種性能，主要來自於不同的硬體。這些部件，要麼得各自裝在不同位置，要麼將其功能集成在主板上。而SoC恰恰相反，多項甚至是所有功能都被集成到一塊小小的晶片上。但是小小一塊晶片，是怎麼集成那麼項功能的呢？
實際上，因為手機和平板電腦都是行動裝置，大部分時間靠電池維持工作狀態，所以續航能力很重要。因此，手機和平板很多零件都得減少功耗和發熱，也就是說廠商得在節能方面下功夫。
通常來說，有個較為合適的方案就是使用性能相對來說比較弱的電子部件。因為它們的電晶體數量更少，耗電來說也少些。雖然手機的SoC性能遠遠不如電腦中的同類配件，但是它們並非處理任務能力很差。
手機的SoC採用精簡指令集——ARM架構
事實上，許多中高端的手機SoC可以提供非常流暢的性能。重要原因就是它們的CPU採用了指令集更小更簡單的ARM架構，就是我們俗稱的精簡指令集。雖然靈活性可能差些，但是ARM使處理器指令更容易了。
此外，因為你的移動端APP和作業系統，例如iOS和安卓都是針對這種CPU而設計的作業系統，所以即便你的片上系統比你的臺式機要弱好幾倍，手機也只需要花很少的時間就能完成某個任務。
如果你是蘋果的忠實用戶的話，你會發現蘋果系統的片上系統把「精簡優化」的理念發揮到了極致。蘋果系統不同安卓系統那樣，需要在許多不同品牌的電子產品上運行。蘋果的片上系統，只需要兼容自己品牌的硬體和軟體就行。
因此，iOS系統這樣進行深度優化，在蘋果的晶片上運行很好，能夠充分發揮晶片的性能。同時期的蘋果晶片，理論上性能並沒有安卓陣營的晶片強悍，但是實際運行效果又比安卓順暢。
比如說吧，蘋果是在iPhone7裡面的新A10晶片中首次使用四核心的CPU；而安卓這裡很久以前就使用了八核處理器了，這就是優化問題。
PC領域的晶片也是一個SoC
類似的整合理念，不僅限於手機的片上系統，在PC領域也是很常見的。雖然PC不會把一切包括內存、南橋等功能集合到中央晶片上。但是現在CPU的趨勢是儘可能將大部分需要高速運行的功能整合到CPU裡面。
這種整合的趨勢，可以追溯到幾十年前—當時的Intel首次將緩存封裝進CPU，在此之前緩存是需要單獨插在CPU上的外置晶片中的。之後，AMD和Intel將內存控制器整合進了CPU核心，之前是在主板上一個單獨的晶片，叫做北橋的。
現在，AMD的銳龍系列和霄龍系列處理器甚至已經將南橋大部分功能整合到CPU裡面。相對來說，作為SoC，AMD的銳龍晶片和霄龍晶片比酷睿和至強更加全面、整合度更高。
表面看起來，毫無意義地增加CPU的複雜度，與我們把這些功能獨立設計，讓CPU更大更強勁的想法背道而馳。但是實際上，緩存和內存離CPU更近、更集中可以減少訪問延遲，這比浪費一點核心空間或者增加一點額外的成本要值得多了。
我們有理由相信，未來將有更多需要高速運行的功能整合到小小CPU晶片裡面，這樣的話會降低延遲、提高數據運行效率。其實，高度集成化一直是半導體行業的追求目標。