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分析下一代移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )的創(chuàng )新發(fā)展規劃

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

　　到2009年底，移動(dòng)產(chǎn)業(yè)的全球用戶(hù)數量已超過(guò) 40 億，創(chuàng )造收入逾 7,000 億美元。此外，業(yè)界領(lǐng)先的移動(dòng)設備供應商 Ericsson 預計到 2020 年將實(shí)現 500 億個(gè)連接。盡管當前全球經(jīng)濟不景氣，但這似乎對移動(dòng)產(chǎn)業(yè)的影響微乎其微。

　　移動(dòng)產(chǎn)業(yè)整體預期將繼續保持增長(cháng)，這對無(wú)線(xiàn)服務(wù)領(lǐng)域的所有成員來(lái)說(shuō)無(wú)疑都是可喜的消息。但是，有一點(diǎn)我們必須要需要注意的是：本領(lǐng)域的強勢增長(cháng)主要集中在一個(gè)特定領(lǐng)域，那就是——移動(dòng)數據，這很大程度上是由于發(fā)達國家的語(yǔ)音和短信 (SMS) 市場(chǎng)已經(jīng)達到飽和的緣故使然。

　　在為升級移動(dòng)基礎架構進(jìn)行大規模投資之前，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(lái)的增長(cháng)型需求。新型處理器架構不僅必須提供統一的軟件支持，同時(shí)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架構的革命性發(fā)展規劃使設備制造商和服務(wù)供應商能全面應對未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )面臨的挑戰。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建基礎的通信處理器，該解決方案可以幫助通信公司在這一市值預計高達 8,500 億美元的市場(chǎng)中大幅提高其市場(chǎng)份額。

　　市場(chǎng)影響分析

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

　　1、有的應用依賴(lài)于 CPU，需要較高的 CPU 功能。這類(lèi)受 CPU 限制的應用通常為純控制層應用，如 xGSN控制層卡；

　　2、而其它應用則依賴(lài)于線(xiàn)程，需要處理器提供更多線(xiàn)程。這類(lèi)線(xiàn)程依賴(lài)型器件通常是經(jīng)典的以數據層為中心的應用，如 RNC 中的傳輸卡。

　　圖1顯示出，一系列不同應用對內核性能和內核數量有著(zhù)平衡的要求，這是市場(chǎng)成功的關(guān)鍵。

　　例如，要想滿(mǎn)足移動(dòng)寬帶的要求，RNC 用戶(hù)層應用需要用戶(hù)密度、每個(gè)處理器采用 4 到 8 個(gè)內核，以及用戶(hù)峰值吞吐量（CPU 性能應高于 1.5 GHz）的正確混合。因此，未來(lái)的通信處理器必須實(shí)現多核處理器和強大 CPU 內核的最佳平衡。

　　重建網(wǎng)絡(luò )基礎架構面臨的挑戰

　　移動(dòng)通信市場(chǎng)需要多核處理器才能滿(mǎn)足消費類(lèi)產(chǎn)品的發(fā)展趨勢。但是，當前的多核解決方案應用范圍有限，不能充分滿(mǎn)足未來(lái)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，就是以數據層為中心，因而都不能有效滿(mǎn)足消費者對移動(dòng)服務(wù)和數據密集型應用的需求。

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

圖1：網(wǎng)絡(luò )應用基本情況

圖2：現有多核解決方案存在的問(wèn)題

　　安全性是移動(dòng)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(guò)專(zhuān)用網(wǎng)絡(luò )傳輸數據，而目前移動(dòng)通信正轉而采用公共非保護的全 IP 型網(wǎng)絡(luò )。因此，設備制造商與服務(wù)供應商必須開(kāi)發(fā)出可確保客戶(hù)隱私的新方法，這就要求芯片技術(shù)設計人員必須做出相應努力，在設計方案中集成安全性引擎，以保護通過(guò)公共網(wǎng)絡(luò )的數據傳輸。

　　LSI 通過(guò)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(guò)應用其廣博的專(zhuān)業(yè)知識高效解決移動(dòng)通信產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰，從而始終保持業(yè)界領(lǐng)先地位。首先，LSI 的發(fā)展規劃將采用業(yè)經(jīng)驗證的高性能計算內核。所采用的處理器內核將建立在標準化指令集體系架構 (ISA) 的基礎之上，以確保設備制造商能使用業(yè)界標準化的開(kāi)發(fā)工具。內核將與廣泛部署的軟件庫相兼容，并支持對稱(chēng)多處理 (SMP) 架構，從而進(jìn)一步支持便攜式軟件架構的開(kāi)發(fā)。其次，LSI 解決方案將使用 Virtual Pipeline™ 片上系統 (SOC) 架構，它是一種超級高效的消息傳輸架構，可實(shí)現處理器內部以及處理器之間的通信。Virtual Pipeline 架構可支持下一代網(wǎng)絡(luò )應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(yíng)商無(wú)論數據包大小、系統負載情況或協(xié)議類(lèi)型都能預測網(wǎng)絡(luò )節點(diǎn)的整體網(wǎng)絡(luò )性能。最后，處理器需具有可擴展性，能幫助設備制造商針對各種網(wǎng)絡(luò )應用實(shí)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(mǎn)足業(yè)界預測的發(fā)展趨勢。非對稱(chēng)多核方案使處理器不僅能完成數據和控制層操作，而且還使 LSI 提供的解決方案能夠將網(wǎng)關(guān)從工作負載中解放出來(lái)，并滿(mǎn)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，共同幫助設備制造商和服務(wù)供應商在動(dòng)態(tài)發(fā)展的移動(dòng)通信市場(chǎng)獲得成功。

圖3：LSI 解決方案的主要特性

  1. 業(yè)經(jīng)驗證的內核：DSP、DPI、TM、CPU

  2. 采用 Virtual Pipeline 的多核架構

  3. 可擴展的平臺方案：接入內核


圖4：LSI 面向網(wǎng)絡(luò )應用的多核方案

　　總結

　　通過(guò)對通信產(chǎn)業(yè)進(jìn)行分析，我們發(fā)現當前網(wǎng)絡(luò )的傳統數據層和控制層功能已經(jīng)很難滿(mǎn)足移動(dòng)消費者的需求。設備制造商和服務(wù)供應商必須開(kāi)發(fā)和實(shí)施更加強大穩定的基礎架構，才能支持移動(dòng)服務(wù)以及幾乎無(wú)限制的在線(xiàn)內容存取功能。但是，當前的芯片技術(shù)解決方案還難以支持未來(lái)網(wǎng)絡(luò )運營(yíng)商在降低成本的同時(shí)又達到乃至超越性能目標的雙重要求。不過(guò)，LSI 提供的解決方案采用了業(yè)經(jīng)驗證的內核、創(chuàng )新型 Virtual Pipelines SoC 架構以及高度可擴展的平臺，能夠大幅簡(jiǎn)化通信市場(chǎng)不斷轉變的需求。LSI 的非對稱(chēng)多核架構策略將成為業(yè)界領(lǐng)先的平臺，幫助服務(wù)供應商和設備制造商在未來(lái)移動(dòng)通信市場(chǎng)中穩操勝券、捷足先登。

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