今年以來,除了人工智慧、大數據分析等資料應用當紅,最受各界矚目的莫過於5G通訊技術與邊緣運算的發展,而5G無線存取網路服務的架構,包含了基地臺(射頻單元,RU)、邊緣設備(分散式單元,DU),以及核心網路路由器(集中單元,CU),而衍生了許多商機,近期許多IT廠商也推出相關產品來因應建置需求,例如,去年2月,英特爾發表了Intel FPGA PAC N3000,可加速邊緣設備與核心網路的虛擬化應用,同年10月,Nvidia推出Aerial SDK,可搭配V100 GPU、Mellanox SmartNIC,以及Kubernetes與容器這類雲端原生系統軟體,組成5G CloudRAN的邊緣運算系統。

到了今年9月,賽靈思(Xilinx)發表了T1 Telco Accelerator Card,可用於開放式無線存取網路(O-RAN)的分散式單元(O-DU),以及虛擬基頻單元(vBBU)。目前他們已開始向全球客戶提供樣品,預計於2021年初開始量產。

從外觀來看,T1這套產品的形式是一張單插槽、半高全長的PCIe介面卡,可安裝在標準伺服器機箱,提供5G虛擬化O-DU平臺所需的即時通訊協定處理效能。在運算規格的搭配上,它採用了Zynq UltraScale+ MPSoC ZU19EG晶片,以及Zynq UltraScale+ RFSoC ZU21DR晶片,分別針對O-RAN的前傳(fronthaul)通訊協定,以及即時基頻(Layer 1)的處理,提供加速機制。

舉例來說,T1可卸載線路效率與需要大量運算的相關功能,像是運用強化低密度同位元檢查(LDPC)與渦輪碼編解碼器(Turbo Codec),來進行通道編解碼處理,以及傳輸速率匹配與解除匹配,混合式自動重送請求(HARQ)的緩衝管理,而不需用到中央處理器核心,使其可以支援其他服務的執行,更有能力去實現虛擬化的應用。

而有了這樣的特色,賽靈思認為,搭配T1之後,可大幅減少系統所需要的處理器核心數量,讓O-DU提供更好的5G效能與服務品質,相較於同類型產品,也能降低整體系統的耗電量與成本開支。

關於T1卸載處理效能成效,賽靈思也揭露了一些數據。相較於一般伺服器,若搭配T1,在關鍵通道的編碼處理上,編碼與解碼吞吐量的表現,可分別提升至45倍與23倍,而可減少處理器使用的核心數量。

除此之外,用於O-RAN的前傳終端點(fronthaul termination)時,T1可搭配本身的50 Gbps光纖網路埠,針對5G NR技術、4個收發器(TRX)的多個部分,以佔用頻寬(OBW)為100 MHz的方式來進行處理,而且,前傳頻寬與L1頻寬能相互匹配,提供更好的規模擴展能力,因此,若5G環境的布建需要搭配更多基地臺,只需在伺服器當中加裝更多張T1。

而在賽靈思目前公布的T1導入案例當中,他們怎麼用?有一家產品工程和製造公司VVDN,他們針對O-RAN的前傳與5G NR通道編碼功能開發了軟體智財,而這些處理可卸載到賽靈思專為O-DU加速所設計的T1,各自由MPSoC ZU19EG和RFSoC ZU21DR來進行處理。

VVDN在此運用的L1卸載設計,可搭配BBDEV(Baseband Device)標準API,而這個API會是很容易相容於5G L1軟體堆疊的介面。他們的O-RAN切割也可搭配2個25Gb/s 乙太網路或eCPRI(enhanced Common Public Radio Interface,可用於5G前傳)介面,而能提供7到20多個前傳設計,可支援DPDK標準API,相容於5G L1軟體堆疊。

就產品定位與作用而言,賽靈思認為,T1的推出能簡化5G部署,因為經由生態系統的合作廠商搭配,他們能提供立即可用的解決方案,並且同時涵蓋O-RAN前傳與5G NR L1的參考設計,同時,也有經過預先驗證的軟體,能讓營運商、系統整合商、OEM廠商更快在市場上推出相關服務。

產品資訊

賽靈思T1 Telco Accelerator Card
●原廠:賽靈思
●建議售價:廠商未提供
●外形:全高、半長PCIe介面卡
●I/O介面:PCIe 3.0 x16或2個PCIe 3.0 x8
●搭配記憶體容量:4GB(PL)、2GB(PS)
●耗電量:75瓦以下
●運算晶片:Zynq UltraScale+ MPSoC ZU19EG,以及Zynq UltraScale+ RFSoC ZU21DR
●傳輸介面:2個QSFP28埠
●前傳效能:50Gb/s,A/A各為25Gb/s,A/S各為25Gb/s

【註:規格與價格由廠商提供,因時有異動,正確資訊請洽廠商】


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