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加速邊緣計(jì)算的發(fā)展

2020-11-03 09:38 物聯(lián)網(wǎng)世界

導(dǎo)讀:隨著5G實(shí)施的加速,它們帶來了數(shù)十億新的連接設(shè)備、數(shù)PB的額外網(wǎng)絡(luò)流量和數(shù)百萬個新的5G基站。

5G的推出速度比之前任何一代無線技術(shù)都要快。Omdia的研究顯示,5G訂閱量在20年第1季度增長了四倍,超過6400萬,并有望在2024年底達(dá)到100億。就用戶而言,這是4G采用率的4倍。

隨著5G實(shí)施的加速,它們帶來了數(shù)十億新的連接設(shè)備、數(shù)PB的額外網(wǎng)絡(luò)流量和數(shù)百萬個新的5G基站。目前全球約有7000萬個基站位置。

大多數(shù)人表示,他們預(yù)計(jì)在未來五年內(nèi),他們的天線數(shù)量將增加一倍或三倍。這相當(dāng)于在未來五年內(nèi)將有近1.5億個新的基站。

規(guī)模問題

運(yùn)營商如何規(guī)劃基站的快速擴(kuò)張?他們?nèi)绾谓档统杀荆ㄟ\(yùn)營成本和資本支出),將電力消耗降至最低,在無照明的數(shù)據(jù)中心部署零接觸解決方案,并減少硬件SKU和配置?作為第一步,運(yùn)營商正在實(shí)行大部分的虛擬化操作。他們從4G核心開始,向無線接入網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)移——根據(jù)Omdia的調(diào)查,其中近80%將在2024年底實(shí)現(xiàn)虛擬化。

來源:Omdia

然而,運(yùn)營商仍在努力解決一個問題,即如何部署一個高度分布的邊緣,這個邊緣可能有數(shù)十萬個,甚至更多。這種分布式邊緣必須是經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的,并且必須保持虛擬化、云本機(jī)實(shí)現(xiàn)的靈活性和靈活性。邊緣計(jì)算位置還必須能夠支持5G設(shè)計(jì)所圍繞的應(yīng)用:增強(qiáng)移動寬帶(eMBB)、大規(guī)模機(jī)器對機(jī)器通信(mMTC)和超可靠低延遲通信(URLLC)。雖然5G的實(shí)施最初集中在eMBB上,但這三種應(yīng)用類型的網(wǎng)絡(luò)需求都在快速增長。

來源:Heavy Reading

用FPGA擴(kuò)充解決方案

eMBB平臺和商業(yè)應(yīng)用程序的優(yōu)勢是低成本的。因此,運(yùn)營商正在擴(kuò)充其基于商用現(xiàn)貨的、純軟件的解決方案,采用針對聯(lián)網(wǎng)和安全功能進(jìn)行優(yōu)化的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)。這些定制平臺利用(FPGA)技術(shù)實(shí)現(xiàn)更高的靈活性、靈活性和可擴(kuò)展性。它們以更高的性能和更低的延遲來補(bǔ)充軟件解決方案,同時釋放出有限且昂貴的CPU核心。

為了滿足虛擬網(wǎng)絡(luò)功能(VNFs)的性能目標(biāo),運(yùn)營商已經(jīng)意識到數(shù)據(jù)平面加速(很可能是通過基于FPGA的SmartNIC)是必需的?;贔PGA的加速解決方案使運(yùn)營商能夠?qū)崿F(xiàn)更高的速度和更低的延遲,同時通過減少所需的CPU核數(shù)來降低功耗和基于服務(wù)器的資本支出。

有些網(wǎng)絡(luò)非常適合在基于x86的cpu上運(yùn)行。其他測試壟斷了通用處理器,在此過程中浪費(fèi)了資本支出、占地面積和電力。從加速和卸載中獲益的工作負(fù)載,特別是在網(wǎng)絡(luò)邊緣,是與網(wǎng)絡(luò)和安全相關(guān)的任務(wù),如交換、路由、操作處理、流管理、負(fù)載平衡和加密。示例工作負(fù)載包括開放式vSwitch(OVS)、5G/用戶平面功能(UPF)、段路由頭(SRH)、鍵值存儲(KVS)和覆蓋網(wǎng)絡(luò)隧道協(xié)議,如VXLAN和使用通用路由封裝(NVGRE)的網(wǎng)絡(luò)虛擬化。

性能、成本和標(biāo)準(zhǔn)化的交叉點(diǎn)

運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中使用特定的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備是可數(shù)的。然而,普通的舊COTS服務(wù)器,如普通的舊電話服務(wù)(POTS),同樣面臨著危險(xiǎn)。利用COTS服務(wù)器和FPGAs為運(yùn)營商提供他們想要的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)平臺和他們必須具備的高性能。