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分析下一代移動網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)新發(fā)展規(guī)劃

LSI 公司Tareq Bustami、Charlie Kawwas 2010/04/09

　　到2009年底，移動產(chǎn)業(yè)的全球用戶數(shù)量已超過 40 億，創(chuàng)造收入逾 7,000 億美元。此外，業(yè)界領(lǐng)先的移動設(shè)備供應(yīng)商 Ericsson 預(yù)計到 2020 年將實現(xiàn) 500 億個連接。盡管當前全球經(jīng)濟不景氣，但這似乎對移動產(chǎn)業(yè)的影響微乎其微。

　　移動產(chǎn)業(yè)整體預(yù)期將繼續(xù)保持增長，這對無線服務(wù)領(lǐng)域的所有成員來說無疑都是可喜的消息。但是，有一點我們必須要需要注意的是：本領(lǐng)域的強勢增長主要集中在一個特定領(lǐng)域，那就是——移動數(shù)據(jù)，這很大程度上是由于發(fā)達國家的語音和短信 (SMS) 市場已經(jīng)達到飽和的緣故使然。

　　在為升級移動基礎(chǔ)架構(gòu)進行大規(guī)模投資之前，分析技術(shù)的發(fā)展趨勢，并明確最有效的投資資源利用方式至關(guān)重要。因此，我們非常有必要了解哪些處理器能夠最好地支持未來的增長型需求。新型處理器架構(gòu)不僅必須提供統(tǒng)一的軟件支持，同時還要具備高級別的通信安全性。

　　LSI 面向高級通信處理器基礎(chǔ)架構(gòu)的革命性發(fā)展規(guī)劃使設(shè)備制造商和服務(wù)供應(yīng)商能全面應(yīng)對未來移動網(wǎng)絡(luò)面臨的挑戰(zhàn)。LSI™的解決方案集成了業(yè)經(jīng)驗證的可編程可擴展元件為構(gòu)建基礎(chǔ)的通信處理器，該解決方案可以幫助通信公司在這一市值預(yù)計高達 8,500 億美元的市場中大幅提高其市場份額。

　　市場影響分析

　　推動通信產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)展的兩大最主要力量是移動服務(wù)需求以及移動寬帶接入。從上述兩個方面結(jié)合底層處理器或 CPU 技術(shù)對移動應(yīng)用進行分析，我們不難發(fā)現(xiàn)技術(shù)的相關(guān)發(fā)展趨勢。一方面是應(yīng)用所需要的CPU 內(nèi)核性能，另一方面是應(yīng)用所需要的內(nèi)核或線程的數(shù)量。這兩方面相結(jié)合，就能反映出處理器市場的多方面發(fā)展趨勢。圖 1 給出了各種器件單位內(nèi)核性能和所需內(nèi)核數(shù)量的比較。根據(jù)該圖分析應(yīng)用的交集，我們能夠得出以下結(jié)論：

　　1、有的應(yīng)用依賴于 CPU，需要較高的 CPU 功能。這類受 CPU 限制的應(yīng)用通常為純控制層應(yīng)用，如 xGSN控制層卡；

　　2、而其它應(yīng)用則依賴于線程，需要處理器提供更多線程。這類線程依賴型器件通常是經(jīng)典的以數(shù)據(jù)層為中心的應(yīng)用，如 RNC 中的傳輸卡。

　　圖1顯示出，一系列不同應(yīng)用對內(nèi)核性能和內(nèi)核數(shù)量有著平衡的要求，這是市場成功的關(guān)鍵。

　　例如，要想滿足移動寬帶的要求，RNC 用戶層應(yīng)用需要用戶密度、每個處理器采用 4 到 8 個內(nèi)核，以及用戶峰值吞吐量（CPU 性能應(yīng)高于 1.5 GHz）的正確混合。因此，未來的通信處理器必須實現(xiàn)多核處理器和強大 CPU 內(nèi)核的最佳平衡。

　　重建網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)架構(gòu)面臨的挑戰(zhàn)

　　移動通信市場需要多核處理器才能滿足消費類產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。但是，當前的多核解決方案應(yīng)用范圍有限，不能充分滿足未來通信發(fā)展的性能與靈活性需求。圖 2 表明，當前通信處理器的功能不是以控制層為中心，就是以數(shù)據(jù)層為中心，因而都不能有效滿足消費者對移動服務(wù)和數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用的需求。

　　全球移動市場展望：當前全球經(jīng)濟不景氣對持續(xù)增長的影響非常有限，IDC 公司，2009年2月。

圖1：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用基本情況

圖2：現(xiàn)有多核解決方案存在的問題

　　安全性是移動產(chǎn)業(yè)面臨的又一大難題。前代手機采用異步傳輸模式 (ATM) 通信通過專用網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，而目前移動通信正轉(zhuǎn)而采用公共非保護的全 IP 型網(wǎng)絡(luò)。因此，設(shè)備制造商與服務(wù)供應(yīng)商必須開發(fā)出可確保客戶隱私的新方法，這就要求芯片技術(shù)設(shè)計人員必須做出相應(yīng)努力，在設(shè)計方案中集成安全性引擎，以保護通過公共網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸。

　　LSI 通過提供創(chuàng)新型解決方案，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展趨勢

　　LSI 在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域通過應(yīng)用其廣博的專業(yè)知識高效解決移動通信產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)，從而始終保持業(yè)界領(lǐng)先地位。首先，LSI 的發(fā)展規(guī)劃將采用業(yè)經(jīng)驗證的高性能計算內(nèi)核。所采用的處理器內(nèi)核將建立在標準化指令集體系架構(gòu) (ISA) 的基礎(chǔ)之上，以確保設(shè)備制造商能使用業(yè)界標準化的開發(fā)工具。內(nèi)核將與廣泛部署的軟件庫相兼容，并支持對稱多處理 (SMP) 架構(gòu)，從而進一步支持便攜式軟件架構(gòu)的開發(fā)。其次，LSI 解決方案將使用 Virtual Pipeline™ 片上系統(tǒng) (SOC) 架構(gòu)，它是一種超級高效的消息傳輸架構(gòu)，可實現(xiàn)處理器內(nèi)部以及處理器之間的通信。Virtual Pipeline 架構(gòu)可支持下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用所必需的確定性行為。具備確定性的性能，才能符合服務(wù)水平協(xié)議 (SLA) 的要求，確保網(wǎng)絡(luò)運營商無論數(shù)據(jù)包大小、系統(tǒng)負載情況或協(xié)議類型都能預(yù)測網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的整體網(wǎng)絡(luò)性能。最后，處理器需具有可擴展性，能幫助設(shè)備制造商針對各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用實施 LSI 解決方案。圖 3 顯示了 LSI 多核解決方案的重要優(yōu)勢。

　　圖4顯示了 LSI 多核處理器如何滿足業(yè)界預(yù)測的發(fā)展趨勢。非對稱多核方案使處理器不僅能完成數(shù)據(jù)和控制層操作，而且還使 LSI 提供的解決方案能夠?qū)⒕W(wǎng)關(guān)從工作負載中解放出來，并滿足企業(yè)級路由器對多核和單核高性能功能的要求。所有關(guān)鍵的組成部分都能協(xié)同工作，共同幫助設(shè)備制造商和服務(wù)供應(yīng)商在動態(tài)發(fā)展的移動通信市場獲得成功。

圖3：LSI 解決方案的主要特性

  1. 業(yè)經(jīng)驗證的內(nèi)核：DSP、DPI、TM、CPU

  2. 采用 Virtual Pipeline 的多核架構(gòu)

  3. 可擴展的平臺方案：接入內(nèi)核


圖4：LSI 面向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的多核方案

　　總結(jié)

　　通過對通信產(chǎn)業(yè)進行分析，我們發(fā)現(xiàn)當前網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)層和控制層功能已經(jīng)很難滿足移動消費者的需求。設(shè)備制造商和服務(wù)供應(yīng)商必須開發(fā)和實施更加強大穩(wěn)定的基礎(chǔ)架構(gòu)，才能支持移動服務(wù)以及幾乎無限制的在線內(nèi)容存取功能。但是，當前的芯片技術(shù)解決方案還難以支持未來網(wǎng)絡(luò)運營商在降低成本的同時又達到乃至超越性能目標的雙重要求。不過，LSI 提供的解決方案采用了業(yè)經(jīng)驗證的內(nèi)核、創(chuàng)新型 Virtual Pipelines SoC 架構(gòu)以及高度可擴展的平臺，能夠大幅簡化通信市場不斷轉(zhuǎn)變的需求。LSI 的非對稱多核架構(gòu)策略將成為業(yè)界領(lǐng)先的平臺，幫助服務(wù)供應(yīng)商和設(shè)備制造商在未來移動通信市場中穩(wěn)操勝券、捷足先登。

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