ترکیب SoC و شبکه‌های نسل جدید

انتظار مردم از ابزارهایی نظیر تلفن‌های همراه روز‌به‌روز در حال افزایش است. تماشای فیلم‌های سه‌بعدی، سادگی هر چه بیشتر این ابزارها، فراهم شدن ارتباطات پر سرعت و ایمن و ده‌ها مورد دیگر از جمله تقاضاهای کاربران امروزی است. برآوردن چنین خواسته‌هایی برای این حجم رو به افزایش کاربران، چالش‌های عمده‌ای را پیش روی اپراتورها و فراهم کنندگان سرویس‌ها از یک سو و سازندگان ابزارهای همراه و توسعه‌دهندگان نرم‌افزارها از سوی دیگر قرار می‌دهد. مصرف توان بالا، نیاز به قابلیت برپایی Base Stationها در هر جا و هر زمان و نیاز به ابزارهایی برای پردازش و ارائه مناسب داده‌ها به کاربر، تلاش عمده‌ای را می‌طلبد؛ به‌طوری‌که کوچک‌ترین سهل‌انگاری در انجام وظایف، به قیمت از دست رفتن میلیون‌ها مشتری بالقوه تمام می‌شود. آنچه امروزه آشکارا دیده می‌شود، تلاش بخش‌های مختلف فعال در حوزه همراه برای استفاده هر چه بیشتر از توانایی‌ها و مزایای SoCها ( System On Chip: سیستم روی یک تراشه) است. قرار دادن چندین واحد پردازشی و چندین سیستم روی یک تراشه واحد مزایای زیادی دارد که از جمله آن‌ها کاهش مصرف توان و افزایش سادگی و در عین حال کارایی سیستم نهایی است. با این مقدمه در این نوشته نگاهی مختصر به دو استفاده از SoC‌ها در حوزه تجهیزات همراه خواهیم داشت، استفاده در دو سوی این فناوری، در Base Stationها جایی که سرویس‌دهنده‌ها حضور دارند و در ابزارهای همراه، جایی که کاربران قرار دارند. همچنین به دو مورد به‌نسبت جالب که تجربه استفاده از ابزارهایی نظیر تلفن‌همراه و تبلت‌ها را وارد مرحله جدیدی می‌کند نیز خواهیم پرداخت. ● Base Station روی یک تراشه از جمله تقاضاهای اپراتورها، در اختیار داشتن امکانی است که به کمک آن قادر باشندسلول‌هایی با ابعاد مختلف را پوشش دهند‌. شرکت Freescale در پاسخ به تقاضای اپراتورهای شبکه برای در اختیار داشتن سلول‌های کوچک تا بزرگ، امکانی فراهم کرده که بتوان نیازهای یک Base Station را روی یک تراشه ارائه داد. جای دادن توان پردازشی، شتاب دهی و کاربری DSPها در قالب یک تراشه، کاهش ابعاد و مصرف توان را نتیجه می‌دهد. خانواده پردازنده‌های Base Station شرکت Freescale تحت‌عنوان QorIQ Qonverge به گونه‌ای طراحی شده‌اند که قادر به پوشش‌دادن سلول‌های کوچک (Femto و Pico‌) تا سلول‌های بزرگ (Metro تا Macro‌) باشند. Freescale برای این کار از معماری مشترکی استفاده می‌کند که شامل پردازنده مخابراتی چند هسته‌ای، پردازنده‌های سیگنال دیجیتال (DSP‌) چندین هسته‌ای و شتاب‌دهنده‌های Baseband است. این تراشه جدید نقش مهمی در فناوری lightRadio ایفا می‌کند که به تازگی از سوی Alcatel-Lucent معرفی شده است‌. فناوری lightRadio که این شرکت با همکاری اچ‌پی‌ و Freescale در حال کار روی آن است‌، به‌این منظور طراحی شده تا ساخت Base Stationهایی بسیار کوچک ( در حد یک توپ گلف‌) امکان‌پذیر شود. در این Base Stationها از تراشه‌های جدید Base Band ارائه شده از سوی Freescale استفاده شده است. پردازنده‌های QorIQ Qonverge، چندین هسته مبتنی‌برمعماری POWER، پردازنده‌های سیگنال دیجیتال StarCore به همراه موتورهای شتاب‌دهنده پردازش packet را روی یک تراشه جای داده است. باید توجه داشت که معماری چند هسته‌ای این تراشه نسبت به سیستم‌هایی که از اجزای مجزا تشکیل شده‌اند انرژی کمتری دارد. Freescale اعلام کرده، زمان زیادی را صرف توسعه چنین تراشه‌ای کر‌ده است‌. در این راه شرکت Texas Instruments رقیبی برای Freescale محسوب می‌شود، اما Freescale از فناوری‌های CPU و DSP قدرتمندی برخوردار است و تخصص در حوزه Embedded، این شرکت را در موقعیتی ممتاز قرار‌داده‌است. کارشناسان معتقدند،‌ Freescale در موقعیتی قرار دارد که قادر است سایر شرکت‌هایی را که از DSPهای Texas Instruments استفاده می‌کنند به‌سوی استفاده از پردازنده‌های Embedded خود جلب کند. به یقین TI در این رابطه، مقابله به مثل خواهد کرد؛ اما این شرکت هنوز از موقعیت تثبیت شده‌ای در زمینه فراهم‌کردن پردازنده‌های Embedded برخوردار نیست. در هر صورت SoCهایBase Station هر دو شرکت، طبق برنامه‌ریزی‌ها، نیمه دوم سال جاری میلادی در دسترس خواهند بود. اما پیش‌بینی می‌شود، به دلیل پشتیبانی‌هایی که Freescale در پیش گرفته نسبت به TI به موفقیت تجاری سریع‌تری دست یابد. به طور مشخص Freescale قصد دارد، در زمینه طراحی و برپایی Base Station‌ها تغییراتی بنیادین ایجاد‌کند. با ترکیب آنتن و تجهیزات ارتباطی Alcatel-Lucent و واحد BaseBand دیجیتال Freescale به زودی شاهد شبکه‌ای از Base Stationهای کوچکی خواهیم بود که ابعادی به اندازه یک مکعب روبیک دارند. ● چهار هسته‌ای‌های سال ۲۰۱۲ امسال اسمارت فون‌های دو هسته‌ای بحث‌های داغی را به‌پا کردند. با این‌حال، پیشرفت‌ها در جریان هستند و در آینده‌ای نه چندان دور ابزارهای همراه پرقدرتی در اختیار کاربران قرار می‌گیرد که جمع و جور‌تر از نمونه‌های فعلی است. Qualcomm نسل بعدی تراشه‌های Snapdragon خود را معرفی کرده است که تا سال ۲۰۱۲ ابزارهای مجهز به آن عرضه خواهد شد. ویژگی قابل توجه این تراشه، چهار هسته‌ای بودن آن است که به اندازه کافی هیجان‌انگیز است. این تراشه از ریزمعماری جدیدی ( Krait ) که به منظور استفاده در ابزارهای همراه طراحی شده، بهره می‌برد. Qualcomm وعده سرعت تا حد ۲,۵ گیگاهرتز برای هر هسته و کاهش مصرف توان و کاهش تولید گرما را داده است. این شرکت بیان کرده این فناوری، افزایش کارایی دوازده برابر و کاهش ۷۵ درصدی مصرف توان نسبت به نسل نخست پردازنده‌های Snapdragon را به همراه دارد. Qualcomm بیان می‌کند، این تراشه از ابزارهایی با نمایشگرهای بزرگ‌تر و با وضوح بالاتر، سیستم‌عامل‌های پیچیده‌تر، صدای چند کاناله، بازی‌های HD و فیلم‌برداری و نمایش به‌صورت استریوسکوپیک و دوربین‌های بیست مگاپیکسلی پشتیبانی می‌کند. این تراشه اوایل سال آینده میلادی در دسترس خواهد بود. ● فیلم‌های سه بعدی روی تلفن همراه سال گذشته، در سراسر دنیا، صد‌ها میلیون ویدیوی آنلاین روی تلفن‌‌های همراه مشاهده شده است. از سویی نتیجه یک مطالعه نشان داده، ده میلیون نفر در آلمان با استفاده از تلفن‌های همراه خود در اینترنت به گشت و گذار پرداخته‌اند و اکنون تجربه‌ای دیگر در جریان است‌: پخش فیلم‌های سه بعدی از طریق شبکه‌های موبایل و مشاهده آن‌ها روی تلفن همراه. محققان آلمانی روی روشی کار می‌کنند که امکان پخش سه بعدی فیلم‌ها روی شبکه‌های LTE-Advanced تلفن همراه را امکان‌پذیر می‌سازد. در این روش از یک سیستم کدگذاری ویدیویی ویژه تحت عنوان MVC (سرنام Multiview Video Coding‌) استفاده می‌شود. با استفاده از روش MVC، دو تصویری که برای ایجاد تصور سه‌بعدی (‌استریوسکوپی‌) نیاز است، فشرده می‌شود و این امر سبب کاهش قابل ملاحظه نرخ بیت فیلم می‌شود. با چنین روشی می‌توان اندازه یک فیلم سه بعدی را تا چهل درصد کاهش داد. به این ترتیب، کاربر می‌تواند تصاویر سه بعدی را با کیفیت مناسبی از طریق شبکه‌های ۳G-LTE دریافت کند. در چنین حالتی می‌توان هم تصاویر دو بعدی و هم تصاویر سه بعدی را برای کاربر ارائه کرد، به‌طوری‌که در صورت نبود امکان تماشای سه بعدی، کاربر می‌تواند نسخه دو بعدی فیلم مورد نظر را ببیند. بر همین اساس، این روش می‌تواند مدل‌های تجاری جدیدی را عرضه کند، به‌طوری‌که یک کاربر که هزینه سرویس سه بعدی را پرداخت کرده است، اجازه دارد فیلم را به‌طور سه بعدی ببیند و روی همان شبکه کاربرهای دیگر هم می‌توانند نسخه دو بعدی فیلم مورد نظر را ببینند. امکان تماشای فیلم به‌طور سه بعدی حتی در حال حرکت ( به طور فرضی در ماشین) نیز فراهم است. ● مدیریت محتوا با میدان مغناطیسی زمین برای انتقال فایل‌ها از روی تبلت یا تلفن‌همراه یا برای ادامه مشاهده فیلمی که روی ابزار همراه در حال تماشای آن هستیم، چه کارهایی می‌توان کرد‌؟ شاید رفتن به منوها و چند لمس و کلیک یکی از راه‌ها باشد، اما سامسونگ ایده دیگری دارد. سامسونگ روی نرم افزاری کار می‌کند که با استفاده از میدان مغناطیسی زمین، مکان دقیق اسمارت‌فون یا تبلت شما را در خانه تعیین می‌کند. چنین ویژگی این امکان را فراهم می‌کند تا تنها با قرار دادن ابزار همراه در موقعیت مناسب، کار مورد نظر انجام شود و برنامه مربوط به آن مکان خاص اجرا شود. به‌عنوان مثال، با قرار دادن گوشی در کنار تبلت، اطلاعات گوشی به تبلت منتقل می‌شود. این نرم‌افزار میزان انحراف میدان مغناطیسی زمین را که توسط اشیای مغناطیسی داخل خانه ایجاد می‌شود تعیین کرده و با توجه به الگوی میدان مغناطیسی زمین در اطراف اشیایی نظیر یخچال یا تلویزیون می‌تواند تفاوت بین اشیا را تعیین کند. برای استفاده از چنین امکانی باید مکان‌هایی را که مایل هستیم این نرم‌افزار در آن‌ها کار کند، به نرم افزار بشناسانیم. آن‌طور که اعلام شده سامسونگ این نرم افزار را تا پایان سال جاری میلادی عرضه خواهد کرد.