5G基站芯片变局：X86、Arm以及RISC-V阵营均想入局

前言:

OpenRAN在5G基站芯片市场正逐渐成为核心,X86、Arm以及RISC-V阵营均属意利用其架构作为入局的方式。而在政治和市场的共同驱使下,产生了强烈的变局。

作者|方文

OpenRAN打开的新赛道

从全球布局5G基站的情况上看,中国和欧洲的移动网络设备制造商起到了至关重要的作用。

其中,华为在5G时代的强势崛起,与此同时美国政府方面为鼓励美国电信设备制造商在5G技术上携手合作,以提供替代华为在其本土的产品。

而在这个过程当中也促成了开放式无线接入网(OpenRAN)的技术出现在了行业当中。

在5G基站建设成本的压力之下,这种模块化的方案确实赢得了市场的青睐,至此以后全球移动网络运营商也一直在推动5G采用OpenRAN架构。

由此,半导体作为5G基站当中的重要组成部分,OpenRAN的到来也为芯片厂商带来了新的发展机会。

2021年2月来自市场研究公司Dell'OroGroup的最新报告表示,OpenRAN的全球销售收入预计在未来六年内将以两位数百分比的速度增长。

在2020-2025年的预测期内,OpenRAN的累计投资(包括硬件、软件和固件,不包括服务)预计将达到100亿美元;

虚拟化RAN的累积收入预计在预测期内将超过50亿美元。

X86阵营代表英特尔

去年2月,英特尔正式发布了其面向5G基础设施的首款处理器凌动P5900,这是一款面向无线基站的10纳米片上系统(SoC),也是5G网络的关键早期部署目标。

随着英特尔凌动P5900的推出,英特尔将架构从核心拓展到接入网,并一直延伸到网络的最边缘。

在虚拟无线接入网方面,英特尔与全球多家领先运营商合作进行vRAN市场试验并开始商业部署。

英特尔还推出了基于eASIC版本下的vRAN专用加速器ACC100,而这个加速器已在10月份进行商用发布,得到了像ASTRI、HPE、Mavenir等多家海外运营商及厂家支持的承诺。

美国DISHNetwork和英特尔正合作建设美国的第一个虚拟化、开放无线接入网5G部署,DISH将把英特尔的5G基础设施技术整合到DISH的虚拟化、OpenRAN5G网络中。

具体来说,Dish已经选择了英特尔XeonScalableProcessor、英特尔Ethernet800系列网络适配器、英特尔vRANDedicatedAccleratorACC100和英特尔FlexRAN软件参考架构。

VMware和英特尔正在帮助德国电信为现有LTE和未来的5G网络构建基于O-RAN标准的虚拟化无线接入网络平台。

德国电信的解决方案使用英特尔FlexRAN软件参考平台在VMware的电信云平台上运行vRAN工作负载。

英特尔与全球5G小基站技术领域的领头羊Baicells联合展示了一款满足工业互联网超低延迟URLLC场景特定需求的OpenRAN5GIoT系统解决方案。

该方案利用OpenRAN架构的小基站部署方案非常适合于5G专用网络部署,很多企业也把它作为向下一代工业互联网过渡的一部分。

Arm阵营代表高通

高通需要持续增长,OpenRAN市场足够大,赛道足够长。高通有这样的实力,市场也需要有实力的新进入者。

去年10月,高通也宣布进军5G基站市场,并推出了三款专为5G宏基站和微基站设计全新SoC,包括高通RadioUnit平台、高通DistributedUnit平台、以及高通DistributedRadioUnit平台。

这三款SoC分别包括高通射频单元平台、高通分布式单元平台和高通分布式射频单元平台。

高通推出这三款SoC,意在帮助在OpenvRAN解决方案和目前主导市场的封闭式专用解决方案之间实现性能和功能的对等。

这种性能和功能的对等性将扩大5GOpenvRAN解决方案的潜在市场,并为运营商在构建5G网络来支持不断扩大的性能要求时提供更多选择,高通将于2022年上半年开始提供这些SoC的样品。

近日,高通将出售用于宏蜂窝基站的芯片,高通的举动可能会帮助进一步加快OpenRAN的发展趋势,因为这将为OpenRAN设备供应商提供更多的芯片选项。

高通将推出面向从支持大规模MIMO的宏基站到外形紧凑的小基站的广泛部署场景,加速蜂窝生态系统向虚拟化、互操作无线接入网络的转型。

其正向RAN基础设施市场倾斜,这将增加其5G产品触及范围和终端设备(如智能手机)之外的销售机会。

RISC-V阵营代表EdgeQ

EdgeQ初创公司在今年11月刚刚走出隐身模式,获得了5100万美元投资,其中包括A轮融资的3850万美元。

希望通过将5G连接和AI计算融合到一个片上系统,以实现下一代边缘计算和网络。

EdgeQ的团队中有很多半导体、5G、Wi-Fi和AI行业的资深人士,例如EdgeQ首席执行官、创始人高通前高管VinayRavuri。

高通前首席执行官保罗·雅各布斯和前首席技术官马特·格罗布近日宣布加入一家5G初创公司EdgeQ的咨询委员会,此后将同EdgeQ共同合作。

目前已推出业界首个基于RISC-V架构、完全开放且可编程的5G平台。这款基于RISC-V架构的5G平台,可以将5G平台原本的功耗降低10倍,总拥有成本降低50%。

面对传统RAN的黑盒子设计+实现OpenRAN所需面临的巨大挑战,EdgeQ的诞生授予设备运营商以及电信运营商接入5G的权利,实现物理层及以上的自由定制,并提供高性能、低功耗的可用解决方案。

RISC-V进入到基站芯片中将对这个市场将产生一定的影响。无线网络建设一直是运营商TCO的最主要部分,大致占比在60%—70%,而OpenRAN之所以受到市场的青睐,有很大一部分原因是成本上的降低。

而开放免费作为RISC-V的一大特色,或许能够在一定程度上降低芯片的成本,而这对于下游的厂商来说也许会产生一定的吸引力。

底层芯片与算力平台选择性不多

OpenRAN/vRAN倡导的是开放(架构开放/能力开放),开放就需要分层解耦。

但对于运营商而言,分层解耦只是手段而不是目的,高性能、高可靠、可交付、可运维、低成本才是最终目的。

在这条道路上,x86架构已经走了好多年,面对复杂的应用场景,一代一代的芯片迭代,一版一版的优化软件,日渐丰富的开源堆栈,这些都需要实践来验证和优化。

在这方面,ARM架构起步是比较晚的,而且架构本身在性能和算力方面,就有着先天性不足。

OpenRAN也好,vRAN也罢,虽然现在非常火,在底层芯片与算力平台上,市场上可选择的余地并不多。

从概念上讲,OpenRAN确实是行业发展方向,并得到全球各地正在进行的测试的促进,但它不会在当下就到来。

OpenRAN“被政治化”的态势显著

在2020年5月美国成立开放性无线接取网络政策联盟(OpenRANPolicyCoalition)之后最为明显。

该组织是由美国政界人士在一笔推动研发的10亿美元基金成立之后催生,但是此提案特别排除中国业者以及Nokia、Ericsson等大厂。

电信运营商之所以希望解耦,本是为了摆脱设备厂商的垄断。

在1月底,还有5个游说团体连手,准备再成立一个“联盟中的联盟”,因为他们认为“发起负责任的政策行动以支持OpenRAN”非常重要。

但当技术被政治裹挟后,科学所秉持的独立精神被打上了马赛克,而技术给人类社会带来福祉的进程将很可能因此被延缓。

OpenRAN还不知道它将驶向何方,还有许多技术与政治性议题解决,这意味着电信产业的创新引擎在短时间内不会全面启动。

华为的坚持侧面印证OpenRAN

一方面,华为设备是强耦合方式,开放RAN意味着要松绑原先稳定可预期的收入来源,另一方面,华为始终强调,OpenRAN并不能真正降低成本。

华为轮值主席徐直军曾对英特尔回复,“通用计算如果能够在功耗、性能、成本上和我们自己的基站一样,我们何乐而不为?”

目前来看,尽管OpenRAN可以降低与基站部署相关的资本支出,但多供应商的参与,为网络架构带来新的复杂性,运营成本应该会有较大幅度增加。

解耦天然会带来复杂度的增加和可靠性下降,要想达到和原先一样的电信级效果,必须有其他手段辅助,所消耗的成本不一定比一体式少,技术也未必成熟。

但RAN的开放是不可逆的趋势

抛开OpenRAN的政治目的不提,希望开放RAN组件接口,打造更灵活的网络,是全球电信运营商共同的需求。

OpenRAN很可能借5G东风,通过在一些对网络要求不高的地方规模化试验,加快成熟的脚步。

在OpenRAN问题上,中国电信运营商和国产设备厂商需提防被人借政治力量弯道超车。

此前,中国移动、中国电信、中国联通都参与的O-RAN联盟。虽然与强政治背景的OpenRAN政策联盟没有太大关系。

但其愿景一样是打造开放+开源+智能的高灵活、低成本无线网络,技术路线和产业生态也类似,由此可见全球电信运营商对开放RAN的积极性。

结尾

OpenRAN/vRAN火热的背后,或多或少有着政治因素在驱动,成为了大国博弈的棋子。

但在移动通信未来技术演进路径上,政治不能代替市场做出选择,全球技术与产业链的分裂,只会对产业和消费者造成伤害。

对于技术的未来,须知诺基亚前车之鉴不过数年,敢于接受变化,才是真正的勇士。