下一波移動通信的技術(shù)突破:全能可編程處理器

2012年，采用無線通信的設(shè)備數(shù)量繼續(xù)增長，但是幾乎沒有出現(xiàn)技術(shù)上的突破。但是在未來幾個月內(nèi)，移動設(shè)備的內(nèi)部核心將會成熟，從而帶來技術(shù)上的顛覆和性能上的大幅提升。

從某些方面看，智能手機(jī)和平板電腦的內(nèi)部顯得落后且效率低下。打開這些設(shè)備光鮮的外殼，你會發(fā)現(xiàn)一堆彼此獨(dú)立的處理器。為了處理不同的無線標(biāo)準(zhǔn)下的數(shù)據(jù)（2G、3G、4G LTE、Wi-Fi、藍(lán)牙、GPS以及在一些新機(jī)型中存在的近場通信），設(shè)備內(nèi)一般都裝有好幾個調(diào)制解調(diào)器。最后，還有分別處理圖像、視頻和用于加速計(jì)和陀螺儀的處理器。

母芯片：圖示位于這塊主板中央的Coherent Logix公司的芯片可以通過靈活地再編程來實(shí)現(xiàn)不同的數(shù)據(jù)處理功能，消除了在無線電、圖像和視頻之間的數(shù)據(jù)處理障礙。該公司稱，該芯片的下一代版本將更加小巧便宜，可適用于手機(jī)。

容納所有這些孤島般的獨(dú)立處理器并為其供電從根本上就是效率低下的，但技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到能將它們集成在一起。位于得州奧斯汀的創(chuàng)業(yè)公司Coherent Logix稱，他們正在開發(fā)一款單一處理器，能夠處理以上所有的問題，芯片的功能可以通過軟件靈活控制，控制軟件可以在幾毫秒之內(nèi)在不同功能之間切換。

能夠處理無線電部件的軟件版本的芯片在幾年前就已經(jīng)出現(xiàn)了，這些無線電部件，如濾波器、放大器、調(diào)制器，曾經(jīng)只能以硬件形式出現(xiàn)。讓這類芯片具備可編程性，以具備處理不同頻率的無線電的能力，也同樣是幾年前就實(shí)現(xiàn)的事了。但將其他所有的東西（比如圖像和視頻處理）都加在同一塊芯片中，并將其置于智能手機(jī)中工作還是相當(dāng)新的技術(shù)。公司的創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官邁克爾?多爾（Michael Doerr）表示：“我們認(rèn)為，只是將無線電部件整合起來植入軟件中是不夠的。要獲得最強(qiáng)勁、靈活、動態(tài)的系統(tǒng)，就要把所有的視頻和圖像處理與無線電信號處理整合在一起。我們有獨(dú)特的處理器可以做到這一點(diǎn)，但如何在性能和節(jié)能之間做出正確的取舍，這還是個問題?！?/p>

公司已經(jīng)為軍方客戶提供了必要的芯片來制造復(fù)雜的可編程無線電設(shè)備，但由于成本、電力需要和編程的復(fù)雜性等原因，該技術(shù)還沒有推向大眾市場。目前，公司表示正與前五大手機(jī)制造商之一（但沒有指明是哪一家）合作，使用下一代版本的可編程處理器的手機(jī)版原型產(chǎn)品預(yù)計(jì)將于2014年面世。多爾表示，如果成功，“就將是業(yè)內(nèi)一次巨大的飛躍。目前還沒人造得出這樣的設(shè)備?！?/p>

公司在研究機(jī)構(gòu)中進(jìn)行了試驗(yàn)性的驗(yàn)證。負(fù)責(zé)領(lǐng)導(dǎo)弗吉尼亞理工大學(xué)無線電研究所的杰夫?里德（Jeff Reed）熟悉這一技術(shù)，他表示：“能夠在不遠(yuǎn)的未來見證這項(xiàng)技術(shù)將能耗壓得多低，是件很有意思的事。但該技術(shù)的潛力在于手機(jī)上的超級計(jì)算性能?！币坏┏晒蛯⒏淖冇螒蛞?guī)則，因?yàn)橛纱水a(chǎn)生的設(shè)備的性能，即使比不上超級計(jì)算機(jī)，也肯定可以和今天強(qiáng)大的筆記本電腦和臺式機(jī)相當(dāng)，而且無需消耗更多的電能。

而且，這種設(shè)備可用的時(shí)間可能也更長。因?yàn)橛布粫褴浖敲纯炀瓦^時(shí)，也可以對軟件進(jìn)行更多的升級，比如增加新的圖像或視頻處理器。里德補(bǔ)充道：“讓Coherent Logix獲得相當(dāng)尊重的是他們的軟件工具，這讓多處理器的數(shù)據(jù)處理比過去容易得多?！?/p>

Coherent Logix公司當(dāng)然不是這場游戲中的唯一玩家。大型芯片制造商們已經(jīng)開始穩(wěn)步提高性能，降低能耗。而Tilera和Mindspeed等新軍也在努力開發(fā)出更好的可編程芯片。

同時(shí)，Coherent Logix的芯片也在努力進(jìn)入基站，芯片的可編程性和靈活性同樣都能讓基站獲益?？匆谎鄢鞘薪ㄖ锏膫?cè)面，你很可能發(fā)現(xiàn)幾個發(fā)送盒。每個發(fā)送盒負(fù)責(zé)處理來自三四家甚至更多的運(yùn)營商之一的不同頻率的信號。

一家為無線電行業(yè)提供基站的供應(yīng)商Public Wireless就已經(jīng)在使用Coherent Logix公司的可編程芯片。無線電協(xié)議的變化，需要對基站進(jìn)行物理訪問，而基站越來越由大量名為“小型節(jié)點(diǎn)”的小發(fā)送器所組成。隨著這類基站越來越多的安裝，“位置的絕對數(shù)量以及要到達(dá)那些位置所需的隨時(shí)間變化的成本就是相當(dāng)重要的?！盤ublic Wireless的創(chuàng)始人羅伯?里根（Rob Reagan）這樣說道。

里根說，應(yīng)對這一問題最經(jīng)濟(jì)的方式就是將新的軟件送入基站，來重新定義無線電處理器應(yīng)該做的事。理論上講，無線電企業(yè)甚至可以共享同一個發(fā)送盒，就像不同的電力供應(yīng)商共享同一條輸電線差不多。“整個領(lǐng)域出現(xiàn)重大顛覆的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟?！崩锔a(bǔ)充道。

無線運(yùn)營商也在進(jìn)行技術(shù)開發(fā)，其中就包括“小型節(jié)點(diǎn)”，以更有效地應(yīng)對預(yù)期中的LTE網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)張。AT&T在去年表示，公司將部分采用小型節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容，同樣有此打算的還有Verizon、Sprint、Telefónica、Vodafone、中國移動以及其他一些公司。大型基站供應(yīng)商，比如愛立信、阿爾卡特-朗訊、諾基亞和西門子也在升級自己的產(chǎn)品。