“2018年，3GPP已經(jīng)發(fā)布了第16版通信協(xié)議，相當(dāng)于是5G基礎(chǔ)版的協(xié)議，很快還會(huì)發(fā)布更新的第17版，面對(duì)多頻段、多頻率、多市場(chǎng)、多協(xié)議的通信市場(chǎng)，F(xiàn)PGA顯然更加適合，需要18-24個(gè)月開(kāi)發(fā)周期的ASIC很難應(yīng)對(duì)這些復(fù)雜的環(huán)境。但ASIC并不會(huì)在網(wǎng)絡(luò)世界消失，存在于更加細(xì)分的市場(chǎng)。”
賽靈思（Xilinx）全球無(wú)線和有線市場(chǎng)總監(jiān)Gilles Garcia在上海2019年世界通信移動(dòng)大會(huì)上對(duì)于未來(lái)RF芯片市場(chǎng)做了如此評(píng)述。從他的描述來(lái)看，如果放在橄欖球賽場(chǎng)上，F(xiàn)PGA加持的RF SoC更像是一個(gè)頂級(jí)的“四分衛(wèi)”，擁有出色的實(shí)力加上杰出的臨場(chǎng)應(yīng)變能力，這些都是可編程、高吞吐、低時(shí)延的FPGA與生俱來(lái)的能力。
賽靈思全球無(wú)線和有線市場(chǎng)總監(jiān)Gilles Garcia
5G時(shí)代的趨勢(shì)和挑戰(zhàn)
雖然5G還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用，但是全球各地在不斷地制造5G的大新聞，各個(gè)國(guó)家都在加緊布局5G。毫無(wú)疑問(wèn)，接下來(lái)的幾年5G將用更快的網(wǎng)絡(luò)將我們包圍，是一個(gè)可預(yù)見(jiàn)的商業(yè)藍(lán)海。全球第二大市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)MarketsandMarkets日前發(fā)布報(bào)告稱，預(yù)計(jì)到2025年，全球5G市場(chǎng)規(guī)模將從2020年的539.3億美元增長(zhǎng)到 1232.7億美元，預(yù)測(cè)期（2020年—2025年）內(nèi)的復(fù)合年增長(zhǎng)率（CAGR）為18％。
當(dāng)然，5G的快速發(fā)展同樣伴隨著巨大的挑戰(zhàn)，這些挑戰(zhàn)來(lái)源于技術(shù)、市場(chǎng)、研發(fā)等諸多方面，而RF無(wú)疑是第一個(gè)要解決的挑戰(zhàn)。
Gilles Garcia表示，5G時(shí)代有三個(gè)大的趨勢(shì)。第一個(gè)是數(shù)據(jù)大爆炸，以視頻和圖像為主的非結(jié)構(gòu)化信息，在未來(lái)需要讓它變成結(jié)構(gòu)化的信息，就要求有更多的加速，也要求有更好的芯片，當(dāng)然也離不開(kāi)有更大的帶寬；第二個(gè)是人工智能，AI技術(shù)是屬于橫向的應(yīng)用，所有的不同的垂直的市場(chǎng)都會(huì)受到它的影響，包括5G、汽車、工業(yè)、航天、國(guó)防科技領(lǐng)域，以及數(shù)據(jù)中心都會(huì)受到人工智能來(lái)臨的影響；第三個(gè)是摩爾時(shí)代的終結(jié)，摩爾定律快到終點(diǎn)了，未來(lái)就不能靠芯片設(shè)計(jì)周期的更新來(lái)達(dá)到我們所需要的心理預(yù)期速度，更多的要靠芯片層面的架構(gòu)。
三大趨勢(shì)的共同之處就要求有更高的性能，更多的帶寬，更強(qiáng)的計(jì)算能力，也需要有更多的加速。Gilles Garcia指出這些要求帶來(lái)了全新的技術(shù)挑戰(zhàn)。
“第一大挑戰(zhàn)就是已經(jīng)出現(xiàn)的Massive MIMO，大規(guī)模天線陣列如何管理無(wú)線電方面的復(fù)雜性；第二大挑戰(zhàn)是如何管理好前傳的帶寬的需求；第三大挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)回傳的問(wèn)題，回程吞吐量增加10倍，必須有非常強(qiáng)大的回傳處理能力才可以支持這么多的用戶，從原來(lái)的4G時(shí)只有1G的速率，以后要達(dá)到5～10G的速率。” Gilles Garcia在介紹中講到。
賽靈思的5G產(chǎn)品組合
面對(duì)復(fù)雜多變的5G時(shí)代新挑戰(zhàn)，賽靈思準(zhǔn)備好了嗎？Gilles Garcia認(rèn)為5G時(shí)代的新需求和新挑戰(zhàn)恰恰是賽靈思的強(qiáng)項(xiàng)。
通過(guò)Gilles Garcia的介紹我們了解到：
為應(yīng)對(duì)天線設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，賽靈思能夠很好地完成和簡(jiǎn)化產(chǎn)品架構(gòu)解決可擴(kuò)展性方面的挑戰(zhàn)。首先，憑借賽靈思的產(chǎn)品組合，全新的產(chǎn)品設(shè)計(jì)可以消除中間大量的收發(fā)器，而這些收發(fā)器在過(guò)往是必須的。另外，賽靈思在PSI方面和其他的合作伙伴一起協(xié)作來(lái)創(chuàng)新和提升。最后，也同樣重要的是，賽靈思在促進(jìn)數(shù)字的創(chuàng)新，使得運(yùn)營(yíng)商可以采用高級(jí)的波束成形算法，用于5G NR標(biāo)準(zhǔn)向下的高級(jí)算法。
上述提到的，在產(chǎn)品架構(gòu)圖上把收發(fā)器取消，對(duì)DAC/ADC和DFE加以整合的全新產(chǎn)品，就是賽靈思的RF SoC器件，這在18個(gè)月之前就發(fā)布，到今天已經(jīng)全面投入生產(chǎn)。
5G時(shí)代， mMIMO超大規(guī)模天線陣列最大的好處就是具備傳統(tǒng)天線陣列不可比擬的可擴(kuò)展能力，在它所覆蓋的領(lǐng)域，覆蓋能力以及密度可以進(jìn)一步提升。因此，可以利用更低的成本實(shí)現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)吞吐量。賽靈思第一代RFSoC產(chǎn)品是2018年投產(chǎn)，擁有可以覆蓋到4GHz的能力，能夠支持8X8天線或16×16天線。2月份在巴塞羅那世界移動(dòng)大會(huì)上，賽靈思推出第二代RFSoC的產(chǎn)品，能夠做到4.9GHz。第三代的芯片是可以完全覆蓋到6GHz以下所有的頻段，最近中國(guó)也是宣布分配5～6GHz的范圍，賽靈思新的產(chǎn)品是完全可以支持的，第三代產(chǎn)品今年就可以發(fā)貨。
下一代的產(chǎn)品，稱之為Versal平臺(tái)，是7納米級(jí)的芯片，它會(huì)帶來(lái)全新的體驗(yàn)。相比現(xiàn)有的16納米技術(shù)而言，有了7納米的芯片之后，賽靈思預(yù)計(jì)5G的支撐能力可以提升4倍。
同時(shí)，Versal平臺(tái)上面的AI引擎也可以支持機(jī)器學(xué)習(xí)，機(jī)器學(xué)習(xí)的性能提高，相比現(xiàn)在16納米的技術(shù)提高20倍，同時(shí)使功耗降低40%。
未來(lái)Versal進(jìn)一步發(fā)展的話，能夠做到支持新一代多GSPS、直接RF-ADC/DAC，集成DDC/DUC、DOCSIS的SD-FEC。
“在5G網(wǎng)絡(luò)，包括無(wú)線電的部分，賽靈思已經(jīng)是領(lǐng)先的。憑借我們現(xiàn)在產(chǎn)品的組合，我們可以覆蓋到5G整個(gè)鏈路當(dāng)中每個(gè)環(huán)節(jié)的需求，從無(wú)線電到前傳到基站到運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)中心，最后到邊緣計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)核心我們都能覆蓋。賽靈思的RF SoC產(chǎn)品家族，由于集成了DAC和ADC，可以說(shuō)是完美地適應(yīng)5G網(wǎng)絡(luò)的部署和發(fā)展。同時(shí)，它集成了AI引擎，可以把人工智能的能力覆蓋到全網(wǎng)。憑借我們的RF SoC技術(shù)可以提供最優(yōu)的性能和最大的吞吐量。憑借ACAP的技術(shù)，使網(wǎng)絡(luò)變得更加智能化，更加地自組織。” Gilles Garcia最后說(shuō)。