Marvell推出適合大型MIMO無線電的5G基站處理器

Marvell技術公司推出了一種新的基帶處理器和一套完整的藍圖，用于將芯片構建成基于新興的5G無線接入網(wǎng)絡開源標準的基站。這家總部位于加州圣克拉拉的公司上個月推出了Octeon Fusion芯片的一個新類別，它向包括諾基亞和三星在內(nèi)的領先電信設備制造商銷售Octeon Fusion-O芯片。Marvell表示，該芯片符合名為Open RAN的5G新標準，即開放式無線接入網(wǎng)絡。Open RAN將基站的組成部分分離出來，使所有部件更具互換性，使電信企業(yè)能夠以更快的速度和更低的成本擴展5G網(wǎng)絡。

基站是一套安裝在鐵塔或建筑物頂部的盒子，用于將智能手機和其他設備連接到蜂窩網(wǎng)絡。這些盒子主要由華為技術、愛立信、諾基亞、思科系統(tǒng)公司等電信設備巨頭以一體化系統(tǒng)的形式銷售，每個盒子都有專有的硬件和軟件包，與其他公司推出的產(chǎn)品發(fā)生沖突。

該標準將作為5G基站中所有子系統(tǒng)的軟件接口，使客戶能夠混合和匹配來自一系列供應商的基帶、無線電和其他組件。開放式RAN技術還有望比目前企業(yè)制造的端到端系統(tǒng)更便宜，并通過定制接口鏈接在一起，讓客戶可以靈活地通過升級軟件或更換行業(yè)標準芯片為其5G網(wǎng)絡增加新功能。

Open RAN標準在基站的子系統(tǒng)之間建立了 "功能分割"。無線電單元，或RU，用于管理5G網(wǎng)絡中的射頻或RF功能，并處理、調(diào)節(jié)和放大信號，包括在短距離內(nèi)提供極高傳輸速度的毫米波。分布式單元或DU用于執(zhí)行5G的基帶處理。

5G網(wǎng)絡的另一個主要組成部分是中央單元，它可以與DU共同安裝在靠近蜂窩天線的緊湊型服務器中，也可以隔離在電信公司的云端，用于運行5G網(wǎng)絡的核心管理和控制功能。DU和CU是基站的計算部分，而RU則位于蜂窩天線附近或集成在蜂窩天線中。

對于采用這種模塊化架構的5G網(wǎng)絡，Marvell推出了一套參考設計，作為將Octeon Fusion-O基帶處理器和其他網(wǎng)絡芯片構建成無線電、分布式和集中式單元的藍圖。Marvell還計劃將軟件作為其硬件軟件包的一部分推出，使OEM廠商更容易從頭開始構建新的基站。

Marvell表示，Octeon Fusion-O芯片整合了基礎部分的核心功能，并針對O-RAN系統(tǒng)進行了改進。其中一項優(yōu)化是支持增強型通用公共無線電接口(CPRI)，它是基站無線電頭與服務器之間的通用接口，用于執(zhí)行基帶處理和運行其他工作負載。

傳統(tǒng)的 "封閉 "網(wǎng)絡使用CPRI接口將基站連接在一起。但每個電信設備制造商實現(xiàn)的風格略有不同，使得硬件與其他公司的硬件不兼容。

去年，這家硅谷廠商推出了面向5G的最新一代Octeon Fusion芯片。這款芯片集成了Arm CPU內(nèi)核、可編程DSP內(nèi)核以及基帶和前沿加速器，是5G網(wǎng)絡的理想選擇，它支持的數(shù)據(jù)傳輸速度遠遠超過目前的4G技術。芯片可容納高達100 Gbps的以太網(wǎng)，而內(nèi)存子系統(tǒng)則儲存了高達3.5 MB的高速緩存。

據(jù)Marvell稱，該芯片是大規(guī)模MIMO無線電的理想選擇，它依靠大型天線陣列將無線電信號以集中噴射的方式同時發(fā)送到不同的設備上，而不是像泛光燈一樣以寬廣的錐體覆蓋整個區(qū)域。Octeon Fusion-O還帶來了底層波束成形技術所需的計算能力，這有助于提升5G的整體吞吐量和速度。

Marvell還推出了與Analog Devices合作設計的先進5G無線電解決方案的參考設計。該RU集成了Marvell的Octeon Fusion-O和Analog Devices的RF CMOS技術。

這家位于硅谷的公司計劃將Octeon Fusion-O系列芯片作為獨立部件推出，用于使用Open RAN技術分離RU和DU的基站。Marvell還計劃將其作為加速器卡提供給現(xiàn)成的服務器，這些服務器可以安裝在離基站無線頭很遠的地方，以卸載核心網(wǎng)絡功能。

Marvell表示，Octeon Fusion-O芯片用于在5G電信設備的無線電和基帶部分實時執(zhí)行物理層(PHY)--即第一層協(xié)議。該公司還銷售Octeon TX處理器，以處理網(wǎng)絡雜務--第2層和第3層協(xié)議--協(xié)調(diào)同一5G網(wǎng)絡中節(jié)點之間以及網(wǎng)絡與網(wǎng)絡之間的數(shù)據(jù)傳輸。

Marvell表示，Octeon是業(yè)界領先的數(shù)據(jù)處理單元(DPU)之一，擁有多達36個Arm 64位CPU內(nèi)核，并帶有可編程加速器塊，可提供高達200-Gbps的吞吐量。

在5G基站芯片的軍備競賽中，Marvell正試圖與英特爾和高通等公司--以及間接地與基站廠商的專有芯片--展開競爭。全球最大的智能手機調(diào)制解調(diào)器供應商高通公司計劃在2022年前開始供應第一代5G RAN芯片。英特爾的野心是在2021年底成為全球領先者，占據(jù)40%的市場份額。

Marvell表示，其Open RAN平臺提供了一個專用的、高度可編程的解決方案，以解決當前5G架構帶來的容量、功耗、成本和上市時間方面的挑戰(zhàn)。如今，電信制造商使用基于FPGA或GPU的PHY加速來構建和測試5G基站。但根據(jù)Marvell的說法，這些解決方案會帶來成本和功耗的妥協(xié)。

此外，該公司還推出了一款新的以太網(wǎng)交換機芯片Prestera DX 7300，該芯片被設計為用于分解5G O-RAN系統(tǒng)和參考設計的組件。

O-RAN標準使用軟件來保證所有的組件可以一起工作，這反映了在軟件定義網(wǎng)絡中使用的所謂 "白盒 "系統(tǒng)，該系統(tǒng)在云數(shù)據(jù)中心中占主導地位。該策略是用廉價的商品裝備取代數(shù)據(jù)中心龐大網(wǎng)絡中使用的專有設備。這有助于降低云提供商和其他技術巨頭的成本。

根據(jù)市場研究公司Dell Oro Group的數(shù)據(jù)，到2025年，開放無線接入網(wǎng)絡硬件預計將占5G基礎設施總市場的10%，并占全球銷售額的50億美元左右。

"Marvell長期以來一直是電信OEM廠商RAN技術的領先供應商，"EJL Wireless Research技術分析師Earl J. Lum在一份聲明中表示。"無論是開放RAN還是傳統(tǒng)的集成RAN，處理需求永遠不會改變，只是隨著RAN的分解、虛擬化和更加開放，所有的處理發(fā)生在哪里的問題。"他說。

Marvell表示，其新的O-RAN平臺的開發(fā)套件將在2021年初推出。

編輯：hfy