運用FPGA卸載5G O-DU處理負擔，賽靈思推出電信加速卡

今年以來，除了人工智慧、大數據分析等資料應用當紅，最受各界矚目的莫過於5G通訊技術與邊緣運算的發展，而5G無線存取網路服務的架構，包含了基地臺（射頻單元，RU）、邊緣設備（分散式單元，DU），以及核心網路路由器（集中單元，CU），而衍生了許多商機，近期許多IT廠商也推出相關產品來因應建置需求，例如，去年2月，英特爾發表了Intel FPGA PAC N3000，可加速邊緣設備與核心網路的虛擬化應用，同年10月，Nvidia推出Aerial SDK，可搭配V100 GPU、Mellanox SmartNIC，以及Kubernetes與容器這類雲端原生系統軟體，組成5G CloudRAN的邊緣運算系統。

到了今年9月，賽靈思（Xilinx）發表了T1 Telco Accelerator Card，可用於開放式無線存取網路（O-RAN）的分散式單元（O-DU），以及虛擬基頻單元（vBBU）。目前他們已開始向全球客戶提供樣品，預計於2021年初開始量產。

從外觀來看，T1這套產品的形式是一張單插槽、半高全長的PCIe介面卡，可安裝在標準伺服器機箱，提供5G虛擬化O-DU平臺所需的即時通訊協定處理效能。在運算規格的搭配上，它採用了Zynq UltraScale+ MPSoC ZU19EG晶片，以及Zynq UltraScale+ RFSoC ZU21DR晶片，分別針對O-RAN的前傳（fronthaul）通訊協定，以及即時基頻（Layer 1）的處理，提供加速機制。

舉例來說，T1可卸載線路效率與需要大量運算的相關功能，像是運用強化低密度同位元檢查（LDPC）與渦輪碼編解碼器（Turbo Codec），來進行通道編解碼處理，以及傳輸速率匹配與解除匹配，混合式自動重送請求（HARQ）的緩衝管理，而不需用到中央處理器核心，使其可以支援其他服務的執行，更有能力去實現虛擬化的應用。

而有了這樣的特色，賽靈思認為，搭配T1之後，可大幅減少系統所需要的處理器核心數量，讓O-DU提供更好的5G效能與服務品質，相較於同類型產品，也能降低整體系統的耗電量與成本開支。

關於T1卸載處理效能成效，賽靈思也揭露了一些數據。相較於一般伺服器，若搭配T1，在關鍵通道的編碼處理上，編碼與解碼吞吐量的表現，可分別提升至45倍與23倍，而可減少處理器使用的核心數量。

除此之外，用於O-RAN的前傳終端點（fronthaul termination）時，T1可搭配本身的50 Gbps光纖網路埠，針對5G NR技術、4個收發器（TRX）的多個部分，以佔用頻寬（OBW）為100 MHz的方式來進行處理，而且，前傳頻寬與L1頻寬能相互匹配，提供更好的規模擴展能力，因此，若5G環境的布建需要搭配更多基地臺，只需在伺服器當中加裝更多張T1。

而在賽靈思目前公布的T1導入案例當中，他們怎麼用？有一家產品工程和製造公司VVDN，他們針對O-RAN的前傳與5G NR通道編碼功能開發了軟體智財，而這些處理可卸載到賽靈思專為O-DU加速所設計的T1，各自由MPSoC ZU19EG和RFSoC ZU21DR來進行處理。

VVDN在此運用的L1卸載設計，可搭配BBDEV（Baseband Device）標準API，而這個API會是很容易相容於5G L1軟體堆疊的介面。他們的O-RAN切割也可搭配2個25Gb/s 乙太網路或eCPRI（enhanced Common Public Radio Interface，可用於5G前傳）介面，而能提供7到20多個前傳設計，可支援DPDK標準API，相容於5G L1軟體堆疊。

就產品定位與作用而言，賽靈思認為，T1的推出能簡化5G部署，因為經由生態系統的合作廠商搭配，他們能提供立即可用的解決方案，並且同時涵蓋O-RAN前傳與5G NR L1的參考設計，同時，也有經過預先驗證的軟體，能讓營運商、系統整合商、OEM廠商更快在市場上推出相關服務。

產品資訊

賽靈思T1 Telco Accelerator Card
●原廠：賽靈思
●建議售價：廠商未提供
●外形：全高、半長PCIe介面卡
●I/O介面：PCIe 3.0 x16或2個PCIe 3.0 x8
●搭配記憶體容量：4GB（PL）、2GB（PS）
●耗電量：75瓦以下
●運算晶片：Zynq UltraScale+ MPSoC ZU19EG，以及Zynq UltraScale+ RFSoC ZU21DR
●傳輸介面：2個QSFP28埠
●前傳效能：50Gb/s，A/A各為25Gb/s，A/S各為25Gb/s

【註：規格與價格由廠商提供，因時有異動，正確資訊請洽廠商】