集微網消息, 全球5G發展已進入商用部署的關鍵時期, 在5G標準凍結的基礎上, 5G商用進程不斷加速. 北京時間6月14日, 3GPP批准了5G標準獨立組網功能凍結, 這意味著首個具備真正完整意義的國際5G標準正式問世, 5G發展開始進入新的裡程碑.
今天, 為推進5G技術產業和融合應用的創新發展, 支撐全球統一5G標準和產業生態構建, IMT-2020(5G)峰會在深圳正式召開, 向國內外業界集中發布我國最新5G研究和試驗成果, 包括華為, 高通, 紫光展銳, 大唐等多家企業全面展示5G最新進展.
5G更需要與人工智慧融合
伴隨著標準的凍結, 5G技術研發試驗在加速推進, 按照規劃, 我國將於今年年底前推出符合第一版本5G國際標準的商用系統設備, 按時完成第三階段系統組網測試, 匯聚系統, 晶片, 終端等各方面力量, 打造完整產業鏈, 為5G商用奠定產業基礎.
上海諾基亞貝爾執行副總裁章旗表示, 5G網路首先是要高能的, 其次是在整體的頻譜利用上必須是高效的, 並且這個網路要具備智能的, 可以主動設置網路的能力和性能, 以滿足5G帶來的融合事物需求, 將其高效地組成一個物聯網, 並對之賦予智能性.
那麼如何做到呢? 章旗稱, 諾基亞在晶片級發布了支援未來網架構的ReefShark, 包含數字化前端, RFIC前端模組及收發器和基帶處理器. 在這個未來網架構裡面, 目標是要高能高效, 對能源使用率提高到60%. 5G晶片更需要AI的嵌入, 讓計算更加智能, 讓5G網路更加智能, 也更需要AI融入在裡面.
高通技術副總裁李維興也表示, 透過5G要跟人工智慧的結合, 不光只是把人工智慧放在雲端, 事實上是把人工智慧開放到邊緣計算, 邊緣計算有非常多的優勢, 這都證實了5G事實上就是提供一個統一的連接架構, 它不只是一個數據, 速度的增長, 更是新一代的連接跟計算的架構.
華為: 5G改變社會不是一個口號, 並將引爆新的終端
'當我們談到5G的時候, 我們經常會講4G改變生活, 5G改變社會. ' 華為技術有限公司分組核心網首席營銷專家尹東明表示. 他認為有兩方麵包括其中, 一方面會有越來越多的用戶和不同的用戶使用5G的業務, 這樣的話, 對5G的網路能力將會帶來新的需求, 比以前的網路要求更高.
據透露, 截止目前華為已經在全球完成了超過15個5G核心網的POC測試, 商用版本也已經能匹配5G商用網路的進程. 5G改變社會, 越來越多跨行業的夥伴參與到這個進程當中來. 今年3月, 華為與中國移動, 騰訊, 德國電信, 通用電氣等企業於巴塞羅那宣布成立5G切片聯盟. 具體到切片項目上, 主要將切片應用到更多垂直行業市場, 例如AR/VR方面的創新, 還有一些華為和軟銀正在驗證的車聯網的創新項目也在進行中.
尹東明表示, 在5G切片聯盟的項目裡面, 還有子項目叫切片商城, 希望通過商業閉環促進創新, 以完成實際應用. 所以5G改變社會不是一個口號, 業界在積極努力通過實際行動和貢獻把它變為現實.
此外, 5G的到來會引爆一些新的終端, 終端的爆發跟終端本身的成本和網路相關的因素有關. 像智能手機的普及, 就源於3G和4G在頻寬上的普及. 這也是5G對於整個產業帶來的價值, 所以會有更多人為享受到這種價值而參與其中.
高通: X50可滿足5G標準的商用手機
'根據5G商業的判斷, 針對5G所開發出來的產品以及服務會有12.3萬億美元這麼大市場. ' 高通技術副總裁李維興表示, 這不只是通信行業在新技術上的延展, 實際上對各種不同場景的使用方式也提供重要契機. 目前, 業界合作夥伴都努力將5G NR (不管是NSA還是SA) , 依照產業進程向前部署. 從5G R15版本開始, 通信行業裡面往後走都將是非常長時間的部署, 高通在5G上面的研發投入其實也有10年時間, 在5G NR方面做了許多具體的事情.
李維興透露, 針對5G NR移動原型系統, 6GHz以下對於中國非常重要, 在毫米波方面, 對全世界很多地方也是相當依賴. 高通推出的5G NR原型系統, 在烏鎮互聯網大會上也得到了認可. 在5G晶片參考設計方面, 高通正在努力與各大系統商做IoDT工作, 互聯互通交互測試.
據悉, 目前高通正在內部做5G晶片的研發測試, 包含類比機態 gNodeB的系統測試. 2016年高通宣布全球首個5GNR數據連接系統, 將整個系統做到互通, 隨後高通發布5G Modem X50, 已經有很多手機廠商與高通一起宣布, 將在X50的基礎上提供滿足3GPP, 5G R15標準的商用手機.
紫光展銳: 2020-2021年迎來大規模5G終端商用
'在5G時代, 國內運營商無線數據不限流量的策略推動了數據流量的大幅度發展. 在數據流量方面也同樣存在著摩爾定律, 每12-18個月左右每個人的數據流量會翻一翻的需求. 在5G的時代, 通過大寬和低時延的應用特點催生很多新一級的應用, 首當其衝的是移動娛樂方面. 5G eMBB能夠滿足這種需求; 5G智能手機將是5G最好的載體. ' 紫光展銳科技有限公司首席運營官王靖明說到.
在5G時代, 新5G的特點將能催生更多的, 甚至於萬億級的大型公司, 它的重要性是不言而喻的. 而5G的進展在不斷加速, 一方面是標準的研究, 另外一方面是互聯互通的測試.
王靖明表示, 今年年底到明年我們會全面進入到預商用階段, 預計到2019年預商用, 2020-2021年迎來大規模的5G終端商用, 2023年會迎來全行業商用. 作為中國的骨幹半導體企業, 我們已經為NSA和SA的到來同時做好了準備.
王靖明透露, 展銳計劃在2019年實現5G商用, 目標跟所有的系統設備供應商實現互聯互通的測試, 在真正商用之前, 在設備互通性方面達到比較高的水平. 同時, 展銳也跟各種儀器設備商進行合作, 在各方面都取得了很大的進展. 展銳自己的UniSoC Orca晶片主要是實現在5G方面使能很多大型的應用.
大唐移動: 已經和高通, 展銳打通5G測試
'5G標準完成是一個標誌性的事件, 它給我們提供了非常好的基礎, 產業可以全力投入, 確定了包括技術框架, 組網的基本架構, 對於產業各環節的目標, 還有未來的技術走向, 我們可以全面啟動. ' 大唐移動通信設備有限公司副總工蔡月民說.
從當前的產品狀態來看, 已經滿足了5G初期預商用的需求. 例如5G初期預商用所需的室外宏站, 熱點, 覆蓋等需求都有完整的解決方案, 並可支援不同的頻段.
當然, 產業成熟, 非常重要的階段就是協作. 蔡月民表示, 大唐跟產業界的各個合作夥伴, 包括終端晶片, 測試和儀錶公司開展合作. 我們跟高通, 前兩天剛剛把下行業務調通, 速度還是非常快的; 跟展銳, 5月份把上行打通, 下行現在進展比較快, 這個月底會把整個上下行, 包括訓練的全流程打通.
對於5G的挑戰, 蔡月民表示, 首先是商業化水平的提升, 包括基站的功耗. 以當前現狀來看, 5G的功耗相對4G還是有非常大的差距, 有2-3倍的提升, 對建網挑戰非常大. 在功耗方面, 有些工作已經在當前的設備平台實現, 後續還將有進一步的提升, 包括數字晶片, 射頻晶片的能力提升. 在產品設計方面, 包括工藝, 製造, 材料等, 散熱, 結構材料, 都將對體積, 重量有比較明顯的貢獻. 對於大規模商用, 現有的平台從能力上可以滿足需求. 不過, 從當前商業化水平來看, 大規模部署的水平仍需要進一步的提升. (校對/叨叨)
2.解決AI SoC互連挑戰非 '它' 莫屬?
某家AI SoC設計公司在進行前端設計 (邏輯設計) 時, 第一步進行功能設計, 即將SoC劃分為若干功能模組, 並決定實現這些功能將要使用的IP核. 此階段將直接影響SoC內部的架構及各模組間互動的訊號及未來產品的可靠性. 此時, 它先找的不是IP大廠ARM, CEVA等, 而是聯繫NetSpeed公司, 為何找的是它? 背後有什麼玄機?
互連成巨大挑戰
這一切源於AI SoC的互連需求. NetSpeed大中華區銷售總監黃啓弘認為, AI技術在安防, 自動駕駛, 醫療等應用中正漸入佳境, 這些新興應用對處理能力提出進階需求, 推動著架構發生巨大的變化, 並改變著SoC的設計模式.
要知道, SoC互連結構已經成為片上通信的核心問題, 將直接決定晶片的性能. 如何優化SoC的互連結構, 以滿足幾十甚至幾百個IP核之間通信的需要, 發揮每個IP核的性能, 實現高性能高效率的互連是SoC互連一直應對的挑戰. 而對於新興的AI SoC來說, 互連的考量只多不少.
黃啓弘具體介紹說, AI SoC架構因為需要做大量的演算法處理, 無論是在訓練側和推進側都需要大量矩陣乘法, 同時要求低延時, 頻寬應達到TB/s級別. 並且, AI系統內核數量眾多, 大量採用並行架構, 需要任意位置數據交換, 實現快速有效的點對點通信, 並支援長突發傳輸.
AI作為一個新興的技術, 其對算力的 '鼎力支援' 也必然要求互連IP的 '配合' , 而以往傳統架構運行方式如採取緩存等進行數據匯流排交換的模式已然 '落伍' .
Orion AI的出擊
基於業界需求, NetSpeed推出業界首款以AI為基礎的SoC晶片內部互連解決方案Orion AI.
'Orion AI架構的創新在於: 一是可編程多播, 是業界唯一基於廣播推送的可配置多播網路IP, 可動態控制下一點到多點的傳播以提高效率; 二是可擴展的解耦架構, 實現模組化, 可擴展的多層堆疊架構; 三是無需回應發送資訊模式, 協議上支援與片上網路解耦, 支援無需回應傳輸與有回應傳輸; 四是端到端的QoS規劃, 支援虛擬化通道, 控制頻寬與延遲. ' 黃啓弘著重表示, '目前NetSpeed在Orion AI上已申請了130多項專利. '
因而, Orion AI的創舉將互連性能大幅提升. 黃啓弘進一步指出, 一方面, 片上頻寬吞吐量高達萬億位元組, 並具備支援數千計算引擎的底層架構, 為極致性能助力. 另一方面, 它支援多播與廣播等先進特性, 提供超寬數據通路, 介面頻寬高達1024位, 內部結構頻寬更高, 支援1000個內核, 並可支援高達4K位元組的長突發傳輸, 在高效率和低延遲方面樹立了新標杆.
更值得一提的是, Orion AI提供智能設計環境, 由內置AI的圖靈機器學習引擎提供支援, 該引擎使用監督學習來探索和優化SoC的互連, 從而可尋求最有效率方案並提供持續的設計反饋. Linley Group首席分析師Linley Gwennap提到, 這是一種以AI為核心的設計方法, '就像有一位隨時線上的建築大師給出設計建議. 處理器架構師可以採納圖靈的建議, 然後花時間去解決SoC設計中的其他難題. '
大幅縮減開發時間
可以說, Orion AI是伴隨著AI的成長而成為新的IP需求的, 而NetSpeed發現並著力解決這一挑戰, 亦決定其成全了一個全新的IP市場.
黃啓弘針對《集微網》記者的問題提到, 互連IP成本佔整體AI成本的3%-10%左右 . 而客戶通過採用Orion AI, 在RTL階段就可進行互連設計, 大幅縮減前端設計與後端設計的試錯周期, 平均可節約3-4個月時間, 甚至6個月時間. 這在平均12-18個月晶片的設計周期中顯然十分 '實在' .
而市場層面也給予了積極的回應. 據悉, 目前客戶已有特斯拉, 英特爾, 亞馬遜這般級別的大客戶, 以及國內地平線機器人, 寒武紀, 百度以及Esperanto等領先的AI公司. 黃啓弘提及, 針對大客戶的需求, 會對互連性提出特殊要求, 因而NetSpeed會提供定製化的IP服務.
'NetSpeed提供非加密的互連IP, 在授權模式和費用上都可根據中國客戶需求進行靈活調整. ' 顯然, 黃啓弘的這番話表明NetSpeed對於中國AI市場潛能的寄望.
NetSpeed睬准了AI互連的節點, 成為AI時代的又一掘金者. 在AI SoC層面還有哪些新的IP需求, 如何滿足這些需求呢, 或許下一個機會就在眼前.
3.困難重重的GaN功率半導體, 為什麼大有可為
集微網消息, 過去十多年來, 我們使用的筆記本變得越來越輕薄, 而與之配套的電源適配器卻保持了一如既往的笨重, 這其中的原因就在於功率器件的性能局限, 使得電源設計無法實現小型化.
如何改變這種情況呢? 這就需要半導體廠商, 尤其是功率半導體廠商在產品上實現突破, 改變功率半導體市場不溫不火的狀態.
隨著電動汽車, 電力和光伏逆變器等市場對於功率半導體的需求, GaN功率半導體異軍突起, 或將推動市場井噴式發展.
作為世界上一家 GaNPower IC 公司, Navitas (納微) 半導體公司不僅看到了GaN功率半導體未來的發展前景, 也看到了未來廣大的應用市場, 那麼納微又是如何應對的呢?
如何解決功率半導體痛點
一般來說, 傳統的電源解決方案往往需要數十種分散的元器件進行組合才能夠提供完整的功能, 這就導致電源龐大的體積難以縮小.
在智能手機, 電腦等設備都在走向輕薄化和小型化的今天, 龐大的電源顯得那麼格格不入, 難以跟上潮流, 其原因也就在於此.
而納微帶來的就是能夠解決這一問題的方法.
據了解, 納微半導體公司於 2013 年在美國加利福尼亞州El Segundo 成立. 該公司擁有強大且不斷增長的功率半導體行業專家團隊, 在材料, 器件, 應用程序, 系統和營銷, 以及創新的成功記錄, 其創始人擁有超過200項專利.
那麼納微是如何解決功率半導體的痛點的呢?
按照納微半導體公司FAE和技術市場總監黃萬年的話來說, 納微旗下的業界第一款GaNFast™單片式功率IC已經將GaN驅動器, GaN FET和GaN邏輯整合在晶片內部, 無需用戶再次搭接驅動電路, 即可同時實現MHz級頻率和更高效率運行, 因此設計電路大大簡化, 隨著元器件減少, 體積隨之減小.
這也就意味著移動快速充電器和適配器, LED電視, 電動汽車/混合動力汽車, LED照明和新能源解決方案可採用更小, 更輕, 更低系統成本的功率轉換技術.
對比傳統矽材料器件, 黃萬年表示, 納微的GaN功率晶片具有在體積大小, 重量, 成本方面的巨大優勢, 同時將節能水平提升了5倍.
成熟的市場機遇並不多
現在電力電子產業正進入一個令人興奮的新材料, 新器件, 新磁學, 新控制器及富有想象力的拓樸的新時代.
如何在這樣的時代, 為市場提供更好的, 更符合市場要求的產品, 才是一個廠商的生存之道, 尤其是在競爭激烈的領域.
雖然目前來看, GaN功率半導體的市場規模依舊不大, 來自於價格, 技術等方面的挑戰短期內很難克服, 市場對這一產品的接受程度也不高.
但是, 納微半導體相信, 只有在看到這一市場未來大有可圖的時候進入市場, 才是最好的發展時機, 當市場成熟之後, 激烈的競爭下留下的生存空間並不多.
因此, 一方面納微半導體推出了GaNFast™功率IC滿足市場對於不同應用的需求. 另一方面也在積極的擴充市場.
目前來看, 納微主要面向的是20到300W的消費類應用市場, 這一類市場對於設備的要求並不高, 而納微的優勢就在於能夠提供高度整合的封裝, 這是其他廠商所不具備的.
黃萬年強調: '除了消費類市場之外, 納微還關注大功率, 高頻率的應用市場, 太陽能市場的能源轉化問題, 能源存儲市場的儲能問題以及電動汽車的高整合度問題, 都是納微未來想要解決的. '
比如, 在汽車解決方案中, 由於汽車應用對於安全性的要求比較高, 這就需要採用很多的保護電路, 而納微的解決方案就能夠將保護電路整合起來, 在實現高整合度, 小型化的同時, 保證產品的可靠性.
'納微非常看好未來GaN功率半導體的發展, 為了應對市場的需求, 納微也在積極的進行研發, 開設GaNFast研發中心, 尤其是在中國市場. ' 黃萬年強調.
設立研發中心, 深入中國市場
早在今年4月份, 納微就宣布在中國市場大舉擴張, 包括開設深圳銷售辦事處及應用實驗室, 並且獲得文曄科技加盟為新的中國分銷商.
6月21日, 納微宣布在杭州開設新的GaNFast設計中心, 以幫助開創性的合作夥伴客戶設計尖端的轉換器.
納微首席執行官Gene Sheridan表示: '繼深圳銷售辦事處建立之後, 我們又大量投資於新的杭州GaNFast設計中心以促進技術發展, 並且為中國客戶提供更強大支援. '
'GaNFast設計中心擁有經驗豐富, 業績驗證的高水平應用工程師組成的團隊, 他們將專門負責開發新的高頻電源系統, 並協助客戶充分發揮GaNFast功率IC的關鍵性能和優勢. ' 納微高級應用總監兼新研發中心負責人徐迎春強調. '納微非常期待展示如何在氮化鎵組件中實現功率, 驅動和邏輯的單片化整合, 為智能手機, 計算機, 消費產品, 電視和新能源應用提供新一代高效, 高密度的充電器及適配器. '
未來, 隨著納微的GaN功率半導體從消費類市場深入到大功率, 高頻率電源市場, 納微將有計劃的擴充杭州研發中心的規模, 以便更好的為客戶服務.
也許從目前來看, GaN功率半導體想要實現爆發還有很多問題需要解決, 但是在納微半導體看來, 不存在問題的市場才是大有問題, 不成熟的GaN功率半導體市場, 才潛藏著巨大的機遇! (校對/爾目)
4.ARM的新CPU和GPU核能否衝擊英特爾老巢?
在連續創造驚人的數字之後, ARM的目光更為長遠. 據最新數據顯示, 截止2017年底基於Arm的晶片出貨量已達1200億片, 約佔整體市場四成份額. Arm資深市場營銷總監Ian Smythe表示, 到目前為止基於Arm的晶片出貨量應已突破1300億, 未來將邁向2000億. 2035年預計將有一萬億的互聯設備, 而5G, AI, 安全, 全計算等技術將大行其道, 以為用戶提供更自由更互連的浸入式體驗. 基於此Arm IP產品線再添生力軍, 在CPU和GPU層面均實現躍升, 除著力渲染可將智能手機實現PC性能之外, 染指筆記型電腦市場的野心愈加明晰.
Cortex-A76的野心
去年Arm發布的Cortex-A75針對AI和ML能力進行了特別優化, 同時引入了TrustZone技術 (晶片級安全技術) 和DynamIQ big.LITTLE拓撲特性. 而今年Arm宣布最新旗艦CPU——Cortex-A76, 相比上一代在性能上實現了35%的提升, 同時降低了40%的功耗, 並在機器學習能力上提升了4倍.
'實現上述進步的原因在於, Cortex-A76雖採用和前一代相同的v8.2指令集, 但內建的微處理器架構則是從頭開始研發, 實現了諸多重大改進, 包括解耦合分支預測與指令預取, 解碼寬度更大, 更高的整數與向量與浮點運算單元等. 同時, Cortex-A76是針對7nm工藝定製的全新架構, 在搭配7nm工藝時主頻可達到3.0GHz. ' Ian Smythe強調.
這一性能相當於PC端英特爾旗下的酷睿i5-7300, 如果SoC廠商緩存設計得更好, 其性能甚至可以媲美i7. 聯想到此前新一代高通驍龍1000版Windows 10ARM筆記本, 表明Arm正著力染指PC市場, 但能否借Cortex-A76挑戰英特爾/AMD在PC領域的權威還待合作夥伴的力道以及生態的配合. 同時Cortex-A76還意欲為智能手機帶來筆記本級別的性能, 過發揮比前一代產品高達4倍的機器學習性能, 解決雲端持續互動衍生出的延遲以及安全方面的問題. Cortex-A76可謂 '身兼重任' .
此外, Arm還提供獨特的POP技術. Ian Smythe提及, 基於台積電16FFC的Cortex-A76 POP IP, 可提供目前最佳性能; 而對於那些尋求頂尖製程並鎖定高端應用的客戶, 使用台積電7FF製程的Cortex-A76和Cortex-A55 POP IP將於2018年第四季度上市. Arm POP IP可加速產品的實現, 縮短上市時間, 並充分利用DynamIQ big.LITTLE的靈活性.
GPU和VPU的跨越
GPU可說是Arm未來要發展AI計算生態的主要角色, 從第一代BiFrost架構開始, 就已經針對AI計算所需要的各種場景, 包含機器學習中的訓練以及推理加速等進行優化. 時間節點到了2018年中, Mali-G76新晉成為Arm最新旗艦GPU.