システムオンチップ (SoC) とは何ですか?

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（画像提供：ダニエル・ルビーノ）

簡単に答えると、システムオンチップ（SoC）とは、個別のコンピューティングコンポーネントを統合したハードウェアであり、基本的には単一のシリコン上に動作するシステムを構築します。例えば、Qualcommが近々発表するSnapdragon X SoCは、CPU、GPU、NPU、センシングハブを各チップに統合し、メモリ、Wi-Fi、5Gなどのサポート機能も内蔵しています。

システムオンチップ (SoC) とは何ですか?

Qualcomm SoCレイアウト — Qualcomm が提供する SoC の基本レイアウト。(画像提供: Qualcomm)

名前が示す通り、SoCはシステムの動作に不可欠なコンポーネントをすべて同一のシリコンチップ上に集積しています。SoCは数十年前から存在し、1970年代に小型電子機器に初めて搭載されました。SoCはプロセッサ（CPU）と呼ばれることもありますが、実際にはシステムのメインとなるマイクロプロセッサ以上の機能を備えています。

SoCは、個々のコンポーネントがマザーボード上に個別に搭載され、各コンポーネント間に拡張機能や通信回線が設けられる従来のPC設計とは異なります。SoCでは主要コンポーネントがすべて同じシリコンに組み込まれているため、レイテンシが大幅に低減され、システム全体のパフォーマンスが向上します。

Appleのコンピューターに搭載されているARMベースのMシリーズチップは、この技術によって大きな成果を上げており、QualcommがWindowsノートPC向けにリリース予定のSnapdragon Xプラットフォームにも同様の効果が期待できます。Intelの現行Core Ultra「Meteor Lake」チップも、CPU、統合型Arc GPU、そしてAIアクセラレーション用のニューラル・プロセッシング・ユニット（NPU）を搭載しているため、SoCと見なすことができます。

SoCは、現代のスマートフォン、タブレット、ルーター、自動車、ゲーム機、ウェアラブルデバイス、そしてカメラやビデオドアベルといったIoT（モノのインターネット）デバイスに広く採用されています。また、コンシューマー製品以外にも、産業機器や医療機器にもよく採用されています。

SoC は多くの電子機器に使用されていますが、ラップトップに使用されている SoC には通常、特定の CPU、統合グラフィックス (GPU)、メモリまたはメモリインターフェイス、無線通信、USB やストレージなどのその他のコントローラが含まれています。

SoC の利点は何ですか?

前述の通り、SoCの主なメリットは、効率性の向上によるバッテリー寿命の延長と、レイテンシの低減によるパフォーマンス向上です。主要コンポーネントが同じシリコンに搭載されているため、マザーボードに個別のコンポーネントを組み込む場合と比較して、消費電力を抑えながら高速通信が可能です。

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サイズの問題もあります。必要なコンポーネントのすべて（またはほとんど）を1つの小さなチップに収めることができるため、SoCはコンパクトな設計が不可欠な様々な電子機器に最適です。

Raspberry Piのようなものは、クレジットカードほどの大きさのフル機能PCです。Arm Cortex-A76 CPU、VideoCore VII GPU、ビデオスケーラー、メモリインターフェースなどを備えたSoC（Raspberry Pi 5の場合はBroadcom BCM2712）を搭載しています。価格が100ドル未満であることを考えると、SoCが消費者にとってより手頃な価格に貢献していることがわかります。

スケールアップに伴い、SoCは現代のノートパソコンにも搭載されることが多くなってきています。Appleのノートパソコンとデスクトップ向けの優れたMシリーズSoCについて先ほど触れましたが、QualcommのSnapdragon Xプラットフォームでも同様のコンピューティングのルネサンスが期待できます。

クアルコムのSnapdragon X SoC

Snapdragon X Eliteのベンチマーク — QualcommのSnapdragon X Elite SoC （画像提供：Future）

Qualcommが今年発売予定としているARMベースのSnapdragon Xプラットフォームについて、最近多くの話題が上がっていますが、それも当然のことです。予備的なベンチマークで確認された性能が、実際のコンシューマー向けラップトップで実現されれば、QualcommはWindows PC市場に革命を起こす準備が整ったと言えるでしょう。

これらの新しいチップについて解説したことで、読者（そしてライター）の間で混乱が生じました。そこで、この解説記事を作成しました。QualcommはSnapdragon X EliteとX Plusチップを「プラットフォーム」と呼んでいますが、これらは確かに様々なコンポーネントで構成されたSoCです。

Snapdragon X Elite は、12 コアの Oryon CPU、統合型 Adreno GPU、ローカル AI アクセラレーション用のニューラルプロセッシングユニット (NPU)、人間の存在検出などの追加のセキュリティ対策を処理するセンシングハブという 4 つの主要コンポーネントで構成されています。

X Eliteは、LPDDR5x RAM対応のメモリコントローラー、ストレージインターフェース、64MP HDR MIPIカメラ対応、USBインターフェース、Wi-Fi、Bluetooth、5G対応のワイヤレスサポートも搭載しています。まさにCPU以上の性能です。

Snapdragon X Plusも基本的には同じアイデアですが、10コアのOryon CPUと低性能のAdreno GPUを搭載しているため、SoCのパフォーマンスは低くなります。QualcommはWindows on Armの分野では新参者ではありません。同社のSnapdragon 8cx Gen 3 SoC（およびMicrosoftの派生製品であるSQ3）は、Surface Pro 9 with 5GやLenovo ThinkPad X13sなど、優れたWindows on Armラップトップに搭載されています。

Cale Huntは、ノートパソコン、PC、アクセサリ、ゲームなどについて9年以上執筆してきた経験をWindows Centralに持ち込んでいます。Windowsが動作する、あるいは何らかの形でハードウェアを補完するデバイスであれば、彼がその存在を知っていたり、記事を書いたり、すでにテストに取り組んでいる可能性は十分にあります。