Cos’è un SoC (System on a Chip) e perché è il cuore di ogni smartphone?

Dall’iPhone ai TV smart, passando per le auto a guida autonoma: scopriamo come questi “cervelli” miniaturizzati hanno rivoluzionato la tecnologia moderna e perché i PC desktop ne fanno ancora a meno.

Quando esce un nuovo smartphone, i riflettori sono quasi sempre puntati su fotocamere rivoluzionarie o display sbalorditivi. Solo una volta passata l’eccitazione iniziale, l’attenzione si sposta su ciò che è davvero più importante: le prestazioni. E il motore di tutto è un componente tanto piccolo quanto potente: il System on a Chip, o SoC.

Un SoC (System on a Chip) è un circuito integrato che unifica e controlla tutti i componenti principali di un sistema o dispositivo elettronico. Per dirla in modo semplice, agisce come il cervello del dispositivo, regolando ogni operazione e assicurandosi che tutte le funzioni vengano eseguite correttamente.

Nonostante le sue dimensioni ridotte, un SoC è un intero “sistema” perché consolida su un unico pezzo di silicio diversi componenti fondamentali, tra cui:

• Una CPU (Central Processing Unit) per i calcoli generali.
• Una GPU (Graphics Processing Unit) per l’elaborazione grafica.
• La memoria (RAM).
• Modem per la connettività (Wi-Fi, Bluetooth, 5G).
• Hardware dedicato all’intelligenza artificiale (NPU – Neural Processing Unit).

L’obiettivo principale di questa integrazione è centralizzare le funzioni, ridurre il consumo energetico e risparmiare spazio prezioso. Questa architettura è radicalmente diversa da quella dei computer tradizionali, dove ogni componente (CPU, GPU, RAM) è un chip separato installato su una scheda madre. L’integrazione stretta permette ai componenti del SoC di comunicare più velocemente, con una latenza inferiore e una maggiore efficienza energetica. Questo spiega perché i chip della serie M di Apple o gli Snapdragon di Qualcomm riescono a offrire prestazioni così elevate con un consumo energetico contenuto.

Quali dispositivi usano i SoC?

I SoC sono fondamentali per quasi tutti i dispositivi digitali moderni dove spazio, efficienza energetica e costi sono priorità.

• Smartphone e Tablet: Sono l’esempio più comune. Marchi come Qualcomm (con la serie Snapdragon), Apple (con la serie A) e Samsung (con gli Exynos) producono SoC su misura che gestiscono ogni aspetto del dispositivo, dal gaming più spinto all’elaborazione delle foto e alla connettività.
• Wearable e Dispositivi Smart Home: Smartwatch come l’Apple Watch (con i suoi SoC serie S), fitness tracker, smart speaker e telecamere di sicurezza si affidano ai SoC per offrire funzionalità complesse in formati minuscoli e con un consumo energetico minimo, spesso dovendo rimanere sempre attivi.
• Industria automobilistica: I SoC sono il motore dei sistemi di infotainment, dei cruscotti digitali e, sempre di più, delle funzionalità di guida autonoma. La serie DRIVE di NVIDIA e il computer Full Self-Driving di Tesla ne sono esempi lampanti.
• Computer portatili di nuova generazione: Anche il mondo dei computer, un tempo dominato dalle schede madri, ha iniziato la transizione. Oltre ai MacBook con chip Apple Silicon (serie M), diversi nuovi laptop, come i PC Copilot+ di Microsoft, sono ora alimentati da SoC. Questa scelta permette di creare design più sottili, leggeri e con un’autonomia maggiore.

Perché i PC desktop (per ora) sono diversi?

Mentre i SoC dominano il mondo dell’elettronica compatta, i computer desktop tradizionali e molti laptop ad alte prestazioni utilizzano ancora un’architettura hardware convenzionale. La ragione principale risiede in tre parole: flessibilità, potenza ed espandibilità.

Un PC desktop utilizza componenti separati (CPU, GPU, RAM, archiviazione) installati singolarmente su una scheda madre. Questo design modulare è un vantaggio chiave, poiché permette agli utenti di aggiornare o sostituire singole parti, come installare una scheda grafica più potente o aggiungere più RAM. È una caratteristica essenziale per attività che richiedono prestazioni estreme, come il gaming ad altissimi livelli, l’editing video professionale, il rendering 3D e il calcolo scientifico.

I produttori di PC preferiscono ancora questo approccio perché i SoC, per loro natura, non sono progettati per sostenere carichi di lavoro pesanti e prolungati o per integrare memorie cache enormi. Una scheda grafica di fascia alta come la (futura) RTX 5090 di NVIDIA o una Radeon RX 9700 di AMD è semplicemente troppo grande e richiede troppa energia per essere integrata in un SoC. Allo stesso modo, le workstation e i server dei data center necessitano di un’architettura multi-componente per gestire enormi quantità di dati, cosa che i SoC attuali non possono fare.

Tuttavia, con i continui progressi tecnologici, è possibile che in futuro vedremo SoC sempre più potenti fare il loro ingresso anche in questi settori, continuando a ridefinire i confini della tecnologia.