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在2023巴塞羅那世界移動通信大會（MWC 2023）上，英特爾展示了一系列創(chuàng)新成果。值得注意的是，幾乎所有的vRAN 及虛擬核心網(wǎng)部署都是基于英特爾平臺運行的。
十多年來，業(yè)界致力于推動從核心網(wǎng)到無線接入網(wǎng)（RAN）再到邊緣的全球網(wǎng)絡(luò)虛擬化，也就是將網(wǎng)絡(luò)從功能固定的硬件轉(zhuǎn)移到可編程的軟件定義平臺上，提升網(wǎng)絡(luò)敏捷性的同時降低復(fù)雜性和成本。
現(xiàn)在，運營商正在跨越下一個技術(shù)鴻溝：實現(xiàn)云原生功能響應(yīng)，為企業(yè)提供其在邊緣運營中所需的智能化功能。
虛擬化及開放式RAN已成趨勢
Dell 'Oro的一份報告顯示，預(yù)計到今年年底，虛擬化核心網(wǎng)將占總核心網(wǎng)部署量的90%以上，幾乎所有已知虛擬化網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器都運行在英特爾的CPU上。
英特爾高級副總裁兼網(wǎng)絡(luò)與邊緣事業(yè)部總經(jīng)理Sachin Katti表示，通過推動網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)型充分釋放網(wǎng)絡(luò)潛力，使其“虛擬化”并在軟件上運行，能夠為通信服務(wù)提供商在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建中提供了可編程性和可升級性，從而使其能夠交付全新功能及服務(wù)——就像在智能手機或PC上完成簡單的軟件更新或下載全新App一樣。
當新需求、新使用場景或新標準進入市場時，更換過時硬件的方式可能無法實施，因為企業(yè)可能會因此而產(chǎn)生巨額成本。與其他企業(yè)一樣，通信服務(wù)提供商希望從其投資中獲得最大收益。因此，他們通過降低總體擁有成本、節(jié)省電力和創(chuàng)建持續(xù)創(chuàng)新的平臺來實現(xiàn)這一目標。
軟件定義基礎(chǔ)設(shè)施的網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)代化正是如此：它簡化升級方式，既能幫助減少組件要求，又可以降低系統(tǒng)和主板的復(fù)雜性以及物料成本，同時還能增強供應(yīng)鏈的多樣性。此外，軟件還支持可編程性，可提供創(chuàng)新以及通過軟件升級迭代改進網(wǎng)絡(luò)的能力，從而顯著提高硬件部署的投資回報。
以往，RAN基礎(chǔ)設(shè)施運行在專用的固定功能硬件上。由于它們不是軟件定義的，升級RAN基礎(chǔ)設(shè)施通常意味著昂貴而繁瑣的硬件升級。英特爾認為，基于虛擬化的優(yōu)勢，虛擬化RAN 一直到RAN軟件堆棧中的物理層（也就是傳輸數(shù)字化數(shù)據(jù)的地方），是十分有必要的。
為推動虛擬化、推進向云原生的過渡，英特爾MWC 2023期間發(fā)布了一系列產(chǎn)品和解決方案。
第四代至強可擴展處理器實現(xiàn)vRAN容量翻倍、簡化云原生vRAN
在MWC 2023上，英特爾推出了集成vRAN Boost的第四代至強可擴展處理器，該全新通用芯片將物理層加速功能完全集成到至強系統(tǒng)芯片（SoC）中，無需外置加速卡。英特爾vRAN Boost使得運營商能夠在通用虛擬化平臺上整合所有基站層。
集成英特爾vRAN Boost的至強可擴展處理器是一款高度集成的解決方案，適用于云就緒的虛擬無線接入網(wǎng)（vRAN）。這些處理器可憑借高級功能，針對數(shù)據(jù)包和信號處理、負載均衡、AI和機器學習以及動態(tài)電源管理實施進行工作負載優(yōu)化。它們的獨特之處在于全面集成了針對5G和4G的vRAN加速功能，使通信服務(wù)提供商能夠整合5G、4G以及更早幾代網(wǎng)絡(luò)，讓其同時在英特爾至強系統(tǒng)芯片（SoC）上運行。
英特爾預(yù)計，通過結(jié)合處理創(chuàng)新和功能集成，集成英特爾vRAN Boost的第四代英特爾至強可擴展處理器的每瓦性能將媲美甚至超越當下表現(xiàn)十分優(yōu)異的專用物理層加速卡。
據(jù)了解，英特爾針對vRAN優(yōu)化的最新處理器專為服務(wù)擴展而設(shè)計。用于 vRAN 指令集架構(gòu) (ISA) 的集成英特爾高級矢量擴展（Intel Advanced Vector Extensions），旨在支持RAN信號處理，幫助第四代至強可擴展處理器在相同功耗范圍內(nèi)，為vRAN提供高達2倍的容量（與第三代至強可擴展處理器相比）。這極大增強了通信服務(wù)提供商的vRAN部署效率，可幫助其達到兩倍的每瓦性能，以滿足關(guān)鍵的性能、擴展和能效要求。
此外，英特爾vRAN Boost將vRAN加速功能完全集成到第四代至強系統(tǒng)芯片中，而無需外置加速卡，可額外節(jié)省約20%的計算功耗
由于不再需要外部加速卡，集成vRAN Boost的第四代至強可擴展處理器可以使通信服務(wù)提供商降低虛擬化RAN的組件要求。這不僅顯著節(jié)省計算功耗，而且還大大簡化了解決方案設(shè)計，并且通過簡化系統(tǒng)集成、降低材料成本和板卡復(fù)雜性以及降低供應(yīng)鏈復(fù)雜性，可幫助通信服務(wù)提供商降低總體擁有成本。
5G核心網(wǎng)性能和功耗進一步突破
MWC 2023期間，英特爾對業(yè)內(nèi)首次實現(xiàn)的將5G用戶平面功能（UPF）工作負載性能提升至1Tbps進行了演示，并發(fā)布了用于5G核心網(wǎng)的全新基礎(chǔ)設(shè)施電源管理器參考軟件。處理器的高能效與參考軟件相結(jié)合，大幅降低了5G核心網(wǎng)的運行時功耗，而不會對關(guān)鍵的電信性能指標造成任何負面影響。
值得注意的是，第四代至強可擴展處理器進一步降低了網(wǎng)絡(luò)成本和能耗，具體突破體現(xiàn)在：
業(yè)內(nèi)首次在單個雙插槽服務(wù)器上實現(xiàn)1Tbps的5G UPF負載性能；
新的英特爾基礎(chǔ)設(shè)施電源管理器參考軟件，通過動態(tài)地匹配CPU功耗和流量，在保障關(guān)鍵電信性能指標的同時，平均可節(jié)約30%的運行時功耗。這將有望每年節(jié)約數(shù)千兆瓦時（GWH）的電力、數(shù)百萬美元的運營支出并大幅抵消碳排放。
據(jù)了解，用于5G核心網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施電源管理器是英特爾與SK電信通過深度合作開發(fā)的，已經(jīng)得到諾基亞、NEC、Casa等公司的驗證，它能夠?qū)⒎?wù)器運行時的功耗與數(shù)據(jù)流量進行動態(tài)匹配，而不會影響吞吐量、時延和丟包等關(guān)鍵性能指標。
根據(jù)SK電信的24小時流量狀況測試顯示，每天可節(jié)省高達55%的電力，并可減少10千兆瓦時的電力和5000噸碳排放。
諾基亞工程師的測量顯示，在使用第四代至強可擴展處理器的情況下，5G核心網(wǎng)的UPF性能比上一代提高了30%。此外，借助用于5G核心網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施電源管理器，對于耗電相同的功能，可節(jié)省高達43%的電力。
全新可編程解決方案引領(lǐng)向400G基礎(chǔ)設(shè)施的過渡
全新Agilex 7 FPGA和eASIC設(shè)備是英特爾面向云服務(wù)提供商和通信服務(wù)提供商的高能效性能和高性價比解決方案。通過為OEM/ODM廠商提供全新的FPGA產(chǎn)品和結(jié)構(gòu)化ASIC設(shè)備，英特爾進一步擴大其在基礎(chǔ)設(shè)施處理器（IPU）領(lǐng)域的行業(yè)地位。新產(chǎn)品實現(xiàn)了向400G IPU解決方案的遷移，支持更高的移動數(shù)據(jù)傳輸速度，適用于5G乃至更高級網(wǎng)絡(luò)。
自2023年開始，云服務(wù)提供商（CSP）正在逐漸從200G向400G過渡，而通信服務(wù)提供商 (CoSP)將在2024年緊隨其后。英特爾Agilex7 FPGA I系列AGI 041設(shè)備支持下一代400G基礎(chǔ)設(shè)施加速解決方案。通過多主機PCIe 5.0 / CXL、Crypto Hard IP、116Gbps收發(fā)器和400 GbE Hard IP，AGI 041設(shè)備能夠為400G IPU和網(wǎng)絡(luò)解決方案完美平衡容量、能效和性能這三方面的表現(xiàn)?；A(chǔ)設(shè)施加速（IPU）、網(wǎng)絡(luò)存儲（NVMe-oF、RoCE）、5G核心網(wǎng)/NFVi 、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等都是AGI 041設(shè)備理想的應(yīng)用場景。
Agilex 7 FPGA F系列，則通過將可編程邏輯的靈活性與專用硬化收發(fā)器相結(jié)合，可以滿足RAN工作負載的高要求。利用“定制邏輯連續(xù)體”，英特爾能夠通過eASIC結(jié)構(gòu)化ASIC設(shè)備進一步降低400G基礎(chǔ)設(shè)施的成本和功耗。
對于網(wǎng)絡(luò)工作負載，與FPGA相比，N5X080設(shè)備能夠降低核心網(wǎng)功耗高達60%。同時，與傳統(tǒng)ASIC相比，能夠?qū)⒃椭谱鲿r間縮短50%。
通過融合邊緣媒體平臺實現(xiàn)5G網(wǎng)絡(luò)變現(xiàn)
MWC 2023期間，英特爾演示了為各種邊緣媒體應(yīng)用運行多種服務(wù)的功能。
融合邊緣媒體平臺是一個參考架構(gòu)，能夠?qū)⒍鄠€延遲敏感和帶寬密集型可視服務(wù)整合到一個易于部署、邊緣優(yōu)化的云原生基礎(chǔ)設(shè)施上，有助于實現(xiàn)最大化的投資回報，并盡可能降低硬件占用空間。
據(jù)英特爾技術(shù)專家介紹，當前，約70%、80%以上的網(wǎng)絡(luò)流量與媒體相關(guān)，不管是視頻還是圖片等，占了網(wǎng)絡(luò)風暴傳輸?shù)慕^大部分以上。因此，除了需要CPU加速，還涉及軟件、開發(fā)工具等，以及其他與媒體相關(guān)的技術(shù)，比如編解碼、3D渲染等。英特爾將這些技術(shù)都集合在融合邊緣媒體平臺中，
通用芯片是虛擬化網(wǎng)絡(luò)的基石
網(wǎng)絡(luò)虛擬化究竟能夠?qū)崿F(xiàn)哪些好處？Sachin Katti認為，這使得將AI算法擴展到無線接入網(wǎng)（RAN）的各項功能中 成為可能，能夠不斷推動網(wǎng)絡(luò)升級，并以更低的成本實現(xiàn)更多功能。
此外，運營商能夠輕松地實施動態(tài)電源管理和網(wǎng)絡(luò)功能再分配。如果網(wǎng)絡(luò)運營和系統(tǒng)升級的過程中出現(xiàn)故障，可以通過將網(wǎng)絡(luò)工作負載轉(zhuǎn)移到不同的服務(wù)器進行處理，而無需派遣技術(shù)人員到現(xiàn)場。
他指出，借助通用芯片，運營商可以在低負載或無負載時輕松關(guān)閉內(nèi)核以節(jié)省電力。另一方面，使用專用芯片（即物理層加速卡）也就意味著需要為了支持新的RAN技術(shù)和服務(wù)而重新配置現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)，這產(chǎn)生的花銷十分巨大。因為這將需要配置新的硬件，除了會增加成本，最終還有可能因為相關(guān)技術(shù)人員不具備能夠利用這些設(shè)備打造產(chǎn)品的能力而受到限制。在他看來，無線接入網(wǎng)中還有專用芯片的存在就意味著沒有實現(xiàn)完全虛擬化。
英特爾技術(shù)專家也表示，用獨立設(shè)備制造商定制化的芯片和專門設(shè)計的機器，硬件成本比標準服務(wù)器高。而如果未來是走向共通性標準的服務(wù)器，成本會降低很多。此外，通過采用標準服務(wù)器，不論是硬件升級、軟件升級，或者額外增加服務(wù)都比較容易，整體建設(shè)成本和運營成本都會下降，也便于運營商在提供全新服務(wù)時，更有彈性、更有效率。
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