Per oltre un decennio il concetto di un chip singolo che offre tutte le funzioni per un intero sistema - un System on a Chip, o SoC - ha attirato l'attenzione sia dei produttori sia degli sviluppatori. Tuttavia, il SoC è stato concepito in un periodo molto più "semplice" e anche se molti sistemi hanno apparentemente requisiti simili, la realtà oggi è che i SoC sono spesso soluzioni su misura, adatte solo per un piccolo numero di applicazioni finali. Come tali, anziché diventare onnipresenti, essi ora occupano una nicchia, in qualche modo compresa fra un Asic e un Assp. Con nuovi progetti possibili limitati - caratterizzati da una diversità sempre crescente nei requisiti, associati a costi di sviluppo elevati e con cicli di vita sul mercato in diminuzione, i produttori integrati di dispositivi sono comprensibilmente restii a sviluppare grandi portafogli di SoC, e al contrario scelgono di limitare la propria esposizione commerciale ad applicazioni che corrispondono al profilo "Mega-tendenza". Oggi, questi potrebbero includere i Dispositivi Mobili connessi a Internet, i Contatori Intelligenti/di Energia e i sistemi di Informazione ed Intrattenimento in campo Automobilistico; in breve, applicazioni in cui la stabilità dei requisiti e delle esigenze, combinata con le vendite in grossi volumi, sono ampiamente assicurate. Tuttavia, mentre il caso commerciale per i SoC dipende dalle forze di mercato, i vantaggi tecnici di un SoC sono pressoché universali: offrono vantaggi significativi in termini di prestazioni rispetto alle realizzazioni a discreti e li forniscono invariabilmente con consumi inferiori a livello di sistema. Questi due fattori da soli possono influenzare la fattibilità delle applicazioni emergenti, implicando il fatto che sono potenzialmente abilitate dalla disponibilità di un SoC. Un'area applicativa emergente di questo tipo è la “visualizzazione intelligente”.
La visualizzazione intelligente
Potrebbe non sembrare corrispondere oggi al profilo della "Mega-tendenza", ma la Visualizzazione Intelligente dovrebbe diventarlo nel prossimo futuro, a causa della domanda in rapida espansione di contenuto audio/video con definizione superiore. L'HD sta già diventando ampiamente disponibile, ma l'industria della trasmissione audio/video si sta ancora sforzando di integrare pienamente una catena del segnale interamente in HD. Nonostante ciò, essa è già sotto pressione per passare al livello successivo, l'Ultra HD o "4KTV", che fornisce approssimativamente 3840x2160 pixel. Inoltre, anche Super Hi Vision (8K) si sta affacciando all'orizzonte. Senza l'infrastruttura di trasmissione che lo supporta, oggi questo contenuto è disponibile solo attraverso servizi trasmessi in tempo reale o lettori Dvd BlueRay.
La sfida dei dati
Le sfide associate al passaggio verso i contenuti con risoluzione superiore si estendono ben al di là della disponibilità di contenuto o della diffusione delle Tv; per i fornitori di contenuti il problema è costituito dal puro volume dei dati. La risoluzione superiore del formato 4KTV corrisponde a un fotogramma di dimensioni superiori, il quale a sua volta implica che i pixel debbano viaggiare ulteriormente; questo può provocare fenomeni di persistenza dell'immagine o movimenti sfocati e un crollo complessivo della qualità, esattamente l'opposto dell'effetto desiderato.
La risposta a ciò consiste nell'aumentare la velocità dei fotogrammi, ma questo ha le sue conseguenze, dato che genera una quantità di nuovi standard che i fornitori di contenuti devono supportare. Inoltre si ha un aumento della potenza di elaborazione necessaria per gestire i dati, oltre alla banda richiesta per trasportarli. L'incremento della quantità di dati trasportati produce un aumento della latenza; si tratta di un artefatto già troppo evidente nelle trasmissioni HD e nelle apparecchiature di decodifica, che spinge verso lo sviluppo di nuovi standard di compressione. La Codifica Video ad Alta Efficienza o Hevc, attualmente in fase di sviluppo da parte dell'Iso/Iec Motion Picture Export Group, è annunciata come il successore dell'H.264/Mpeg-4 Avc. Tuttavia, potrebbero passare altri 18 mesi prima che le versioni professionali degli standard di compressione Hevcsiano disponibili e fino a tre anni prima che vengano introdotte commercialmente. È prevedibile che i consumatori non aspetteranno così a lungo; dato che le 4KTV vengono già acquistate, il contenuto è fornito attraverso servizi internet “sovrastanti” trasmessi in tempo reale - sia gratuiti, sia basati su abbonamento- di conseguenza i fornitori di contenuti sono attualmente in competizione per trattenere/riconquistare la propria base di clienti.
Un'altra sfida per i fornitori e per i creatori di contenuti riguarda il modo in cui gestire il volume di dati in modo efficiente, consentendo di catturarli, categorizzarli e catalogarli in ”tempo reale”, di modo che possano essere archiviati e, cosa più importante, recuperati e monetizzati rapidamente. Oltre alla rete, è sempre più necessario aggiungere intelligenza all'interno della rete di trasporto, dando priorità ai contenuti multimediali rispetto ai dati meno suscettibili alla latenza come le email e i trasferimenti di documenti.
Soluzioni flessibili
Le esigenze che emergono all'interno delle reti di visualizzazione intelligenti possono trarre vantaggio direttamente da una soluzione SoC ma, mentre il mercato rimane in uno stato di transizione e di dimensioni modeste (in termini di vendite di semiconduttori a livello globale) è improbabile che gli Idm si espongano nello sviluppo di ciò che è essenzialmente una soluzione su misura, soprattutto quando i requisiti del cliente finale varieranno ancora in modo molto significativo. L'uso di una piattaforma programmabile come base per un SoC che si rivolge a questo spazio di applicazioni ha senso di per sé. Una delle numerose sfide che gli sviluppatori di SoC non configurabili affrontano consiste nel predisporre e prevedere la direzione che prenderà l'analisi video. L'analisi video è già affermata all'interno dell'industria automobilistica, in cui le immagini sono contrassegnate con metadati che consentono di categorizzare le immagini in tempo reale. Il livello di potenza di elaborazione richiesto per ottenere questo è molto superiore rispetto a quello impiegato attualmente nelle videocamere, ma è a questo punto che deve essere aggiunto allo scopo di ridurre i passaggi intermedi fra la cattura e la categorizzazione di un'immagine o di un flusso video.
Naturalmente, è possibile aggiungere facilmente i metadati ad un'immagine o a un flusso video se vengono effettuati dei compromessi; fra il tempo impiegato per eseguire l'analisi, la qualità dell'immagine o la velocità con cui quest'ultima può essere archiviata, recuperata e trasmessa. Purtroppo, tutti questi parametri non si prestano al compromesso all'interno dell'industria dei contenuti. La transizione verso la 4KTV/Definizione Ultra Alta richiede che la qualità dell'immagine sia preservata in ogni fase della catena del segnale; dalla cattura alla loro trasmissione.
Oltre a concentrare tutta la potenza di calcolo necessaria per fare ciò in un chip singolo, questo stesso chip deve essere in grado di adattarsi o interfacciarsi verso una varietà sempre crescente di algoritmi di compressione e di standard di interfacciamento. In realtà, la diversità dei requisiti da parte dei fornitori di contenuti preclude l'uso di un SoC “universale”; in corrispondenza di ciascuno stadio all'interno della catena di segnale, clienti diversi avranno priorità differenti ma lo stesso obiettivo di preservare la qualità.
Verso la definizione ultra alta
Le reti intelligenti di visualizzazione stanno emergendo e sono in grado di elaborare, analizzare e trasportare il video a definizione ultra alta, offrendo una qualità reale di livello cinematografico ai sistemi di intrattenimento all'interno delle abitazioni. La sfida più grande che i fornitori di contenuti si trovano a dover affrontare consiste nel mantenere tale risoluzione in ogni punto, dalla videocamera alla Tv, senza compromettere le prestazioni. Le sfide tecniche relative a questa operazione per tutti i vari apparecchi video presenti all'interno della catena del segnale implicano che per questa applicazione sia indicato unicamente un SoC che offra le massime prestazioni possibili in un singolo dispositivo integrato. Tuttavia le dinamiche sovrastanti del mercato fanno sì che nessun Idm sia in una posizione tale da sviluppare un SoC in grado di soddisfare tutti i requisiti di tutti i clienti. Solo attraverso l'uso di un approccio flessibile e programmabile allo sviluppo del SoC, i fornitori di contenuti possono sperare di raggiungere gli obiettivi tecnici e commerciali necessari per rendere la 4KTV una reale rivoluzione.
