5G的推出速度比之前任何一代無(wú)線技術(shù)都要快。Omdia的研究顯示，5G訂閱量在20年第1季度增長(zhǎng)了四倍，超過(guò)6400萬(wàn)，并有望在2024年底達(dá)到100億。就用戶而言，這是4G采用率的4倍。

隨著5G實(shí)施的加速，它們帶來(lái)了數(shù)十億新的連接設(shè)備、數(shù)PB的額外網(wǎng)絡(luò)流量和數(shù)百萬(wàn)個(gè)新的5G基站。目前全球約有7000萬(wàn)個(gè)基站位置。

大多數(shù)人表示，他們預(yù)計(jì)在未來(lái)五年內(nèi)，他們的天線數(shù)量將增加一倍或三倍。這相當(dāng)于在未來(lái)五年內(nèi)將有近1.5億個(gè)新的基站。

規(guī)模問(wèn)題

運(yùn)營(yíng)商如何規(guī)劃基站的快速擴(kuò)張？他們?nèi)绾谓档统杀荆ㄟ\(yùn)營(yíng)成本和資本支出），將電力消耗降至最低，在無(wú)照明的數(shù)據(jù)中心部署零接觸解決方案，并減少硬件SKU和配置？作為第一步，運(yùn)營(yíng)商正在實(shí)行大部分的虛擬化操作。他們從4G核心開(kāi)始，向無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移——根據(jù)Omdia的調(diào)查，其中近80%將在2024年底實(shí)現(xiàn)虛擬化。

然而，運(yùn)營(yíng)商仍在努力解決一個(gè)問(wèn)題，即如何部署一個(gè)高度分布的邊緣，這個(gè)邊緣可能有數(shù)十萬(wàn)個(gè)，甚至更多。這種分布式邊緣必須是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的，并且必須保持虛擬化、云本機(jī)實(shí)現(xiàn)的靈活性和靈活性。邊緣計(jì)算位置還必須能夠支持5G設(shè)計(jì)所圍繞的應(yīng)用：增強(qiáng)移動(dòng)寬帶（eMBB）、大規(guī)模機(jī)器對(duì)機(jī)器通信（mMTC）和超可靠低延遲通信（URLLC）。雖然5G的實(shí)施最初集中在eMBB上，但這三種應(yīng)用類型的網(wǎng)絡(luò)需求都在快速增長(zhǎng)。

用FPGA擴(kuò)充解決方案

eMBB平臺(tái)和商業(yè)應(yīng)用程序的優(yōu)勢(shì)是低成本的。因此，運(yùn)營(yíng)商正在擴(kuò)充其基于商用現(xiàn)貨的、純軟件的解決方案，采用針對(duì)聯(lián)網(wǎng)和安全功能進(jìn)行優(yōu)化的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）。這些定制平臺(tái)利用（FPGA）技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高的靈活性、靈活性和可擴(kuò)展性。它們以更高的性能和更低的延遲來(lái)補(bǔ)充軟件解決方案，同時(shí)釋放出有限且昂貴的CPU核心。

為了滿足虛擬網(wǎng)絡(luò)功能（VNFs）的性能目標(biāo)，運(yùn)營(yíng)商已經(jīng)意識(shí)到數(shù)據(jù)平面加速（很可能是通過(guò)基于FPGA的SmartNIC）是必需的?；贔PGA的加速解決方案使運(yùn)營(yíng)商能夠?qū)崿F(xiàn)更高的速度和更低的延遲，同時(shí)通過(guò)減少所需的CPU核數(shù)來(lái)降低功耗和基于服務(wù)器的資本支出。

有些網(wǎng)絡(luò)非常適合在基于x86的cpu上運(yùn)行。其他測(cè)試壟斷了通用處理器，在此過(guò)程中浪費(fèi)了資本支出、占地面積和電力。從加速和卸載中獲益的工作負(fù)載，特別是在網(wǎng)絡(luò)邊緣，是與網(wǎng)絡(luò)和安全相關(guān)的任務(wù)，如交換、路由、操作處理、流管理、負(fù)載平衡和加密。示例工作負(fù)載包括開(kāi)放式vSwitch（OVS）、5G/用戶平面功能（UPF）、段路由頭（SRH）、鍵值存儲(chǔ)（KVS）和覆蓋網(wǎng)絡(luò)隧道協(xié)議，如VXLAN和使用通用路由封裝（NVGRE）的網(wǎng)絡(luò)虛擬化。

性能、成本和標(biāo)準(zhǔn)化的交叉點(diǎn)

運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)中使用特定的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備是可數(shù)的。然而，普通的舊COTS服務(wù)器，如普通的舊電話服務(wù)（POTS），同樣面臨著危險(xiǎn)。利用COTS服務(wù)器和FPGAs為運(yùn)營(yíng)商提供他們想要的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)平臺(tái)和他們必須具備的高性能。

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