SoCとは？FPGAとの違いを解説！

今回の記事では、SoCとは何か、SoCの用途、SoCのメリット・デメリット、SoCとFPGAとの違いについてご説明いたします。

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SoCとは？何ができるの

SoCとは、1つのチップに複数のシステム動作を組み込んだもののことを指します。System On Chipの略でエスオーシー、ソックとも読みます。SoCはデバイスの「多機能」と「小型化」を実現します。

汎用ICでは1つのチップで1つのシステム動作を組み込むことができないため、多機能電子機器を製作しようとすると、巨大なデバイスになってしまいます。しかし、SoCは1つのチップに複数のシステム動作を組み込むことができるため、「多機能」と「小型化」の両立を可能とします。

SoCには下記のような機能が搭載されています。

• CPU
• GPU
• DRAMやSRAMなどのメモリ
• ストレージインターフェース
• バスインターフェース
• DSP
• NPU
• I/O
• USB

SoCの用途

SoCは「小型化」「軽量化」「高速化」「多機能化」などさまざまな機能を搭載できます。そのため、スマートフォンやゲーム、パソコン家電製品、医療機器、産業機器、自動車など幅広く使用されます。

SoCのメリット・デメリット

SoCのメリット・デメリットについて解説いたします。

SoCのメリット

SoCには4つのメリットがあります。

1. 製造コスト・部品数の削減

今までは複数あった半導体チップが1つに集約されるため、製造コストと部品点数が削減できます。

2. 高速化

ICパッド経由の通信は、集積回路の内部での通信に比べて、通信処理に時間がかかります。SoCでは、内部バスで通信することできるため、遅延が少なくなり高速化が実現します。パフォーマンスも向上します。

3. 小型化・軽量化

1つの基板に複数のシステムを組みあわせるための基板配線を必要としません。1つのチップに複数のシステムを組み込むことにより、小型化・軽量化が実現できます。

4. 省電力化

1つのチップに複数のシステム動作を組み込むことにより、消費電力と発熱が減少します。スマートフォンやPC、タブレット端末などのバッテリーを使用する電子機器によく使われます。

SoCのデメリット

SoCには3つのデメリットがあります。

1. 開発コストがかかる

SoCは、CPUやGPUなどのLSIを1つのチップに集約するため、開発が複雑化します。開発が複雑化する分だけ開発コストもかかります。

2. 開発時間がかかる

SoCは多機能を組み込むため、回路設計や製品化、テストなど、開発までに時間がかかります。

3. カスタマイズ性が乏しい

SoCはインテルやザイリンクスなどのメーカーが用意した機能からしか選ぶことができません。そのため、カスタマイズ性が乏しいというデメリットがあります。

 SoCとFPGAの違い

ARMやCPUを内蔵したFPGAは、SoC FPGAと呼ばれます。

SoC FPGAとは、FPGAとプロセッサ（ARM、CPU、メモリなど）を1つのチップに搭載したデバイスのことです。そうすることにより、一つのデバイスでプロセッサの柔軟性とFPGAの高速演算処理を実現できます。このようなFPGAはSoCの一部です。

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まとめ

今回の記事では

• SoCとは？
• SoCの用途
• SoCのメリット
• SoCのデメリット
• SoCとFPGAの違い

についてご説明しました。

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