因应高流量/低延迟挑战 5G基带设计学问多

随着5G服务商转的脚步越来越接近，相关网络设备的需求也开始萌芽，并为相关处理器芯片业者带来新的机会。 不过，由于5G与先前几个世代的行动通讯要求大为不同，不仅要追求更高的数据吞吐量，还要具备更大的网络容量与更好的服务质量(QoS)，因此5G基频处理器的研发设计，有着相当高的门坎。

恩智浦(NXP)半导体数字网络事业部全球产品经理张嘉恒表示，对于网络设备开发者跟芯片供货商来说，5G是一个全新的世代。 在以往，行动通讯技术的改朝换代，重点都放在带宽升级，以便提供给用户更快的行动上网服务。 但是在5G世代，为满足各种物联网(IoT)应用的需求，行动网络不仅要支持更高的带宽，还要具备更大的网络容量跟更低延迟、更稳固的联机，以便让行动网络可以支持数以万计的各种联网装置，或是满足工业等产业应用的需求。

对基频处理器开发来说，这意味着处理器本身必须具备极高的弹性，以便支持eMMB、URLLC与mmTC等不同的5G规格，但同时又要有很好的性能表现，否则数据吞吐量将无法达到5G要求的水平。 传统上，这两个需求是矛盾的。 要支持多种协议，最有弹性的做法是用软件来实作，但软件实作的效能远不如硬件实作；硬件实作虽然有很好的效能，但又不容易支持多重协议，特别是在标准还没有完全底定的情况下，万一标准有变动，修改起来会十分麻烦。

为了解决这个问题，恩智浦的基频处理器采取数据面(Data Plane)与控制面(Controll Plane)分离的设计架构。 Data Plane采用硬件实作，以平行运算的概念来精准地控制封包的收发跟延迟，满足5G对数据吞吐量跟联机质量的要求；至于在控制面，处理器则内建高性能通用处理器核心，来支持各种通讯协议。
张嘉恒预期，5G实验网络最慢在2019年就会展开布建，因此相关设备跟处理器的需求将在2018年开始放量。 而5G由于是采取全IP架构，台湾网通业者相对熟悉，因此有部分台湾客户确实已经打入全球电信业者的供应链。 不过，整体来说台湾业者的产品还是以硬件板卡为主，在整体方案方面，由于涉及到软件跟通讯协议，因此能提供整体方案的台厂还是很少。