新科技速遞
雖然以OpenRAN(O-RAN)技術無線接入網的5G基站,有不少新發展,流動運營商的基站仍採用專用硬件為主;愛立信、華為、中興核心網,仍以專用ASIC芯片和FPGA建立RAN基站。
各家設備製造之中,以諾基亞支持O-RAN最力。O-RAN屬公開制式,可在標準工業配置硬件,運行開放式的網絡架構,降低成本,也更易於整合。本港的應科院(ASTRI)研發出端至端的O-RAN系統,部署在香港國際機場。
理論上,任何一個O-RAN設備商的RAN,可與任何設備商的核心網無縫連接;雖然開放硬件是大勢所趨,實際上5G的O-RAN,仍很少商用的部署;礙於功耗過高,性能也不及專屬設備,營運商多採取觀望態度。
不過O-RAN的困境,有望被RISC-V處理器打破。全球的RISC-V投資正加速,較早前李家傑已宣佈投資上海賽昉科技,推出全球首款RISC-V的AI單板電腦,支援Linux作業系統,可應用在工業自動化和邊緣AI視覺運算等。
RISC-V打入O-RAN
美國初創EdgeQ剛宣佈以RISC-V開發新一代O-RAN,採用FPGA,RISC-V可加入新指令集(ISA),具備AI功能,可隨時更新算法,功耗成本再降5成,流動運營商有更大靈活性選擇設備,5G基站以RISC-V完全取代ASIC,指日可待。
EdgeQ又宣佈高通前行政總裁Paul Jacobs以及科技總監Matt Grob加入了EdgeQ顧問團隊,Jacobs為當代無線電通訊的大師級人物;2G至5G時代取得不少突破,他加入EdgeQ,意味O-RAN有望起飛。
EdgeQ宣佈以RISC-V架構,推出首個5G開放、可編程、整合人工智能的開發平台,以建立新一代基站,挑戰愛立信和華為的地位。EdgeQ採用了RISC-V架構 IP 主要供應商之一,台灣晶芯科技(Andes Technology)RISC-V的IP,以AndesCore核心架構的ACE方案(Andes Custom Extension),令EdgeQ可為無線架構加入新的性能、功能、特定的功耗。
小題:台灣進軍RISC-V設計
晶芯ACE方案讓客戶自行創建ISA指令集,在特定領域加速指令,甚至調整軟/硬件區隔,提供了優化,以整合處理器、系統架構、作業系統、軟體開發工具及設計平台的IP等。
目前,5G基站亦採用FPGA,兼容ASIC的SoC設計,垂直結構緊密,性能功耗遠較O-RAN為佳。EdgeQ創辦人Vinay Ravuri指出,RISC-V可採用FPGA可編程性,以軟件不斷升級,又減低功耗。RISC-V設計介乎於開放和封閉之間,靠FPGA不斷伸延性能指令,以機器學習無縫整合各個系統,為通訊芯片不斷升級算法。
晶芯科技來頭不少,為台灣首家商業化處理器IP的企業,聯發科(MediaTek)持有13.25%股權;近年晶芯積極推動RISC-V陣營,晶芯也是RISC-V基金會創始會員,處理器開放架構的貢獻者之一。晶芯原本開發32及64位元的RISC處理器,投入RISC-V開發IP後,去年超越五成收入來自RISC-V,擁有數碼訊號處理器指令集(DSP ISA)等高端技術,功能成熟。
RISC-V版圖拓大
晶芯總經理林志明指,晶芯32位元A25處理器具備信號處理(DSP)延伸指令集及浮點SIMD伸延指令,為浮點向量運算提供超高AI性能,包括FFT的DSP函數、矩陣等AI計算。
RISC-V屬於開源免費的處理器架構、以模組化加入新ISA,並可取代英特爾x86與ARM架構。2015 年, RISC-V架構的加大柏克萊分校開發團隊成立SiFive,專門開發RISC-V的IP,成員包括參與RISC-V的3位教授;Krste Asanovic、Andrew Waterman 和Yunsup Lee。
RISC-V國際基金會亦於同年成立;維護RISC-V指令架構完整性和非碎片化。SiFive及晶芯亦合作推動RISC-V;晶芯貢獻了RISC開發專長,支援擴展指令集架構(ISA)生態。
去年,晶芯又與多家台灣科技企業;包括力晶、智成、神盾、聯發科、瑞相、力積電、力旺、嵌譯等組成台灣RISC-V聯盟,RISC-V低功耗特性,初期多在可穿戴和物聯網應用,隨著上海賽昉科技夥拍了SEEED和Beagleboard推出單板AI電腦,應用可望至智能工業。
未來包括了車載系統的ADAS 系統亦可望應用RISC-V;但車載系統對環境溫濕、使用年限、故障率與供貨年限等,比工業或消費電子更嚴格許多,認證時間更長,但假以時日,預計亦轉用RISC-V架構。