5G發展即將進入商用階段,無論是晶片商、系統整合商與電信商皆加足馬力,期能率先推出相對應的解決方案,搶奪市場先機。然而5G標準制定還在持續進行中,許多細節尚未底定完成,此時亟需高彈性的現場可編程閘陣列(FPGA)技術做後盾,激發5G發展潛能,並促進其市場加速前進。
英特爾(Intel)可程式化解決方案事業群亞太區總經理暨業務總監Ro Chawla表示,目前5G還沒有進入商用化階段,此時非常需要FPGA可重新編程的功能做彈性調整。也基於此,該公司研發出可程式加速卡(Programmable Accleration Cards, PAC)FPGA,一方面降低FPGA使用的門檻,讓軟體工程師可以更容易使用FPGA,同時提供更高效、更快速與記憶體容量更大的方案,滿足5G應用市場。
Chawla提到,過去在4G時期,針對不同的應用,會需要相對應專屬性(Proprietary)軟/硬體解決方案。而進入5G時代,即可透過軟體定義網路(SDN)和網路功能虛擬化(NFV)方式對網路進行虛擬化,此模式僅須要結合CPU與FPGA加速器,即能採用相同的軟/硬體方案滿足5G多元應用。
英特爾可編程解決方案事業部業務經理林士元指出,5G需具備高頻寬、即時反應的能力,以現有基地台解決方案是無法滿足5G技術需求。而採用FPGA具備高度彈性、可編程的優勢,即是5G發展初期,非常適用的方案之一。
然而,FPGA加速器可說是一項新興技術,其生態圈與相關供應鏈也還在發展當中,面對5G市場挑戰又會在哪裡呢?林士元談到,面對5G應用與技術,需要補足的地方還有很多,舉例來說,無線通訊的訊號在空氣中傳輸時,會受到一些雜訊的干擾,如何透過編碼(Coding)方式避免被雜訊干擾,就是一項受到挑戰的問題。另外,在基地台端,FPGA結合RF模組的溝通,這種看似簡單的結合,也需要耗費3~4個月的時間處理。
相較於傳統FPGA,FPGA加速器的優勢在於高整合性與記憶體容量較大。艾睿電子資深應用工程師袁戎補充,在5G應用中,FPGA與RF模組整合需要採用JESD204B的通訊介面才有辦法支援,通常低階FPGA是沒有辦法提供這種介面;再者,5G技術包含許多複雜的設定,須要導入很多種演算法,故須更高的記憶體容量予以支援。
整體而言,FPGA市場正在持續成長當中,根據Morningstar分析報告指出,預計於2022年,傳統FPGA市場將有75億美元的銷售額,年複合成長率(CAGR)約9%;而加速器市場,包含FPGA、GPU、ASIC等元件,2021年,預計將有高達200億美元的銷售額,其市場商機不容小覷。