在6月27日開幕的世界移動大會MWC上海展會上，聯(lián)想集團、中國移動、賽靈思（Xilinx）、Napatech、銳德世（Radisys）五家公司聯(lián)合推出了業(yè)界首個支持多形態(tài)加速硬件、軟硬件充分解耦的移動接入網(wǎng)云化方案 。
聯(lián)想集團副總裁、聯(lián)想研究院企業(yè)服務(wù)云計算實驗室和5G實驗室負(fù)責(zé)人黃瑩博士表示：“無線網(wǎng)基站云化與虛擬化是5G時代的重要技術(shù)方向，對運營商優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)效率、促進業(yè)務(wù)創(chuàng)新、提升用戶體驗等方面，均具有深遠意義。聯(lián)想致力打造基于NFV技術(shù)的端到端產(chǎn)品與服務(wù)，在硬件加速與整體軟、硬件解決方案等方面持續(xù)創(chuàng)新，助力運營商網(wǎng)絡(luò)云化、虛擬化與智能化的轉(zhuǎn)型。”
今年2月，中國移動聯(lián)合全球多家運營商，在C-RAN理念的基礎(chǔ)上進一步發(fā)起了開放智能無線網(wǎng)絡(luò)（O-RAN）聯(lián)盟，首次提出“智能管控、開放接口、開源白盒”無線接入網(wǎng)的核心理念，將進一步推進無線網(wǎng)基站的云化和虛擬化，最終實現(xiàn)軟硬件解耦的開放設(shè)備。NFV虛擬化平臺需要通過引入加速硬件設(shè)備進一步提升性能、優(yōu)化能效、節(jié)省成本，這已在業(yè)界形成了共識。而目前加速器方案存在功能專一、接口不統(tǒng)一等問題，造成軟硬件無法解耦。在這一背景下，中國移動從運營商實際需求出發(fā)，提出引入硬件可編程、且接口統(tǒng)一封裝的硬件加速解決思路。與聯(lián)想集團聯(lián)合行業(yè)伙伴積極探索這一理念下的NFVI解決方案，取得了階段性成果。
中國移動研究院首席科學(xué)家易芝玲博士表示：“中國移動致力于推進統(tǒng)一的硬件加速器封裝接口方案的研究，感謝聯(lián)想公司及合作伙伴的支持。這一方案是在保證軟硬件解耦的基礎(chǔ)上，利用可編程通用硬件加速器提升NFV平臺的整體能效，降低綜合成本。無線云平臺是支撐O-RAN整體方案的基礎(chǔ)，歡迎業(yè)界更多的合作伙伴加入到我們的研究中來，為實現(xiàn)開放、智能的無線接入網(wǎng)而努力。”
本次聯(lián)合展示采用聯(lián)想ThinkCloud Accelerator云加速器方案，包括聯(lián)想ThinkCloud NFVI電信級云平臺軟件，以及x86服務(wù)器與交換機硬件；其中ThinkCloud NFVI可自動適配不同廠商、不同形態(tài)的加速硬件設(shè)備，并通過對加速硬件的抽象與虛擬化，向網(wǎng)元應(yīng)用提供一套統(tǒng)一的API接口，降低應(yīng)用開發(fā)與移植復(fù)雜度，促進應(yīng)用軟件與加速硬件的充分解耦。
聯(lián)合展示中的加速硬件設(shè)備包括基于賽靈思FPGA可編程芯片的Napatech智能網(wǎng)卡和基于ASIC專有芯片的第三方板卡。賽靈思FPGA可編程芯片提供了靈活的硬件邏輯編程和可重配置能力與強大的計算性能和能效，可以適用從邊緣到核心的眾多NFV應(yīng)用場景。基于賽靈思FPGA芯片，Napatech智能網(wǎng)卡方案實現(xiàn)了對Open vSwitch （OVS）虛擬交換機與無線基站PDCP加解密等轉(zhuǎn)發(fā)與計算密集型運算的加速，大幅降低CPU負(fù)載，提升性能，節(jié)約成本。
賽靈思通信市場部副總裁Farhad Shafai表示：“為了滿足迅速演進的5G C-RAN對敏捷性，可擴展性及靈活性的需求, 在Napatech 智能網(wǎng)卡上利用賽靈思自適應(yīng)平臺展示了標(biāo)準(zhǔn)開放API加速。該智能網(wǎng)卡解決方案通過硬件抽象層API為運營商提供了易管理、易部署的解決方案, 并可利用靈活經(jīng)濟的方式滿足性能需求。利用運行在聯(lián)想服務(wù)器與云平臺軟件上的銳德世Radisys PDCP協(xié)議棧部署基于C-RAN加速平臺的加速器抽象層API，展示了電信云中基于FPGA的加速所帶來的靈活、保證時延及性能收益等優(yōu)勢！”
Napatech首席市場官Jarrod J.S. Siket表示：“目前NFV用于虛擬化RAN的部署模式是使用x86服務(wù)器，但實際上碰到了主要的性能瓶頸。 若是將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)與安全任務(wù)卸載到基于FPGA的SmartNIC，運營商可以使用通用服務(wù)器的架構(gòu)維持NFV模式來進行VNF處理，而不會影響LTE和5G應(yīng)用所需的性能、延遲成本和功耗目標(biāo)。”
面向O-RAN無線網(wǎng)基站的云化和虛擬化，銳德世Radisys提供高性能、高擴展性的4G與5G協(xié)議棧。此次合作中銳德世Radisys提供了PDCP協(xié)議棧虛擬化網(wǎng)元，該網(wǎng)元支持在單一虛擬機中運行，并可靈活擴容多虛擬機，滿足不同負(fù)載情況下處理能力的彈性伸縮。
銳德世Radisys副總裁、軟件及服務(wù)解決方案總經(jīng)理Neeraj Patel表示：“銳德世Radisys非常高興能與各方合作伙伴持續(xù)協(xié)作，共同推動本次面向真實場景部署的5G vRAN重要展示。在本次聯(lián)合展示中，我們的高性能PDCP軟件協(xié)議組，包括UE模擬器和網(wǎng)絡(luò)打流器，與我們生態(tài)合作伙伴的軟、硬件平臺相集成，推動了本次中國移動RAN加速展示的成功。”
基于硬件加速的無線接入網(wǎng)云化方案
在本次大會上，五家合作公司現(xiàn)場展示了PDCP虛擬化網(wǎng)元與NFVI軟、硬件平臺的充分解耦——同樣一套PDCP網(wǎng)元應(yīng)用，無需修改，即可自動適配基于FPGA和ASIC不同形態(tài)的加速設(shè)備，實現(xiàn)對ZUC編解碼算法的硬件加速；當(dāng)系統(tǒng)中不具備加速硬件時，網(wǎng)元應(yīng)用也可自動采用基于CPU的純軟件實現(xiàn)。在性能方面，與CPU純軟實現(xiàn)相比，采用賽靈思FPGA的Napatech智能網(wǎng)卡方案可提升ZUC編碼吞吐量10倍、PDCP整體吞吐量3倍，并且實現(xiàn)時延的20倍降低。
展望下一階段工作，五家合作公司計劃將進一步優(yōu)化方案、提升性能；同時也期望業(yè)界有更多合作伙伴加入聯(lián)合研發(fā)，促進開源社區(qū)接納可編程通用加速器的方案，以及統(tǒng)一的封裝接口方案，最終促進NFVI高能效解決方案的成熟，加速NFV在無線側(cè)的應(yīng)用產(chǎn)業(yè)落地。
關(guān)于賽靈思
賽靈思致力于通過開發(fā)高度靈活和自適應(yīng)的處理平臺，為從端點到邊緣再到云端的多種不同技術(shù)的快速創(chuàng)新提供支持。賽靈思是 FPGA、硬件可編程 SoC 及 ACAP 的發(fā)明者，旨在提供業(yè)界最具活力的處理器技術(shù)，實現(xiàn)自適應(yīng)、智能且互連的未來世界。如需了解更多信息，敬請訪問賽靈思中文網(wǎng)站：http://china.xilinx.com/。