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软硬协同服务云边端,Arm 扩展 5G 生态 “朋友圈”

自动驾驶、在线医疗、工业互联网……这些为居民生活带来便利、为企业带动生产提效降耗的应用,对信息通信更快响应、更低时延提出了要求。这些需求直接拉动了 5G 网络基础设施的建设。而随着 5G 连接数的与日俱增,能耗将成为网络运营支出的最大开销。

因此,以高性能、低功耗著称的 Arm 架构将在这个领域发挥作用。凭借自身的技术优势,Arm 覆盖云、边、端完整的 5G 基础设施解决方案正广泛地支撑 AR/VR、自动驾驶汽车、智慧城市、边缘机器学习等应用场景,同时也为建设 5G 网络的合作伙伴提供了更富创新活力、软硬件协同体系更加完备的产业生态,并携手国内合作伙伴,为本土 5G 发展注入新动能。

提能降耗,服务 5G 云边端融合创新

当前,5G 网络正逐步应用在电网、制造业、交通等诸多领域,成为降低电力能源损耗、提升生产效率、促进车路协同建设的重要抓手。然而,高能耗正成为 5G 网络推广进一步布局的最大拦路虎。相关数据显示,典型条件下,采用 64T64R mMIMO 配置的 5G RAN 功耗高达 2.7 千瓦/时,相较于 4G LTE 0.8 千瓦/时的功耗提高了约 237%。

针对 5G 高能耗的痛点,Arm 可提供更高的每瓦性能和更出色的吞吐率,从而帮助合作伙伴实现显著的成本优势。例如,NTT Docomo 与 NEC 完成的基于 AWS Graviton2 云处理器的 5G 核心网络试验项目,比现有的处理器架构能耗降低 72%。

作为 5G 网络部署的关键组成,5G 无线接入网 (5G RAN) 使用 5G 射频为设备提供无线连接。与 3G、4G 等过往的无线平台相比,5G 强调更高的性能和更多的功能,这意味着 5G RAN 需要更复杂、更强大的基础设施。针对这一需求,Arm 提供了无线接入网针对云、边、端不同环节的优化方案。例如,在云端建设方面,HPE 和 Supermicro 推出的商用 Arm 服务器,搭载基于 Arm Neoverse 平台的 Ampere Altra处理器,为云原生工作负载提供了优异的计算能力和每瓦特性能,满足了云服务商对算力和能耗比的两大要求。在无线接入侧,5G RAN 具有紧密耦合的软硬件加速器,此类器件占蜂窝部署的 90% 以上,覆盖无线多代接入技术,而目前基站底层已广泛采用了Arm CPU。诺基亚和三星等设备供应商也在其 5G 网络中加大部署基于 Arm 架构的硬件,诺基亚的 ReefShark 和三星的基带系统芯片已部署到包括中国移动、沃达丰、日本 NTT DOCOMO、法国电信公司 Orange 和澳洲电讯等网络中。

除了服务于现有 5G 无线接入网,Arm 也在为无线接入网的升级优化提供自己的方案。虚拟 RAN (vRAN) 和 CloudRAN 是网络资源优化配置的重要技术方向。vRAN 使网络运营商能够使用软件以编程的方式控制和部署其网络资源;CloudRAN 能够帮助服务商实现供应商多元化,从而提升部署的灵活性。在 5G 网络创新技术部署过程中,Arm Neoverse已经成为合作伙伴开发和部署 vRAN 和 CloudRAN 的重要平台。目前,基于 Neoverse 平台的应用,市面上已诞生了很多成功案例。例如 NVIDIA 融合加速器可为 5G vRAN 和 AI 工作负载提供 GPU 和 DPU 加速的信号和数据处理,该加速器集成了 Radisys 和 Capgemini Engineering 等多家 Arm 合作伙伴的技术。

开源创新,共筑 Arm 软硬件协同生态

打造更顺畅且无障碍的开发体验,离不开良好的软硬件协同技术生态。在硬件基础上,Arm 为合作伙伴提供了全面且兼容性强的软件生态支持,其中包括领先的操作系统供应商、容器和虚拟化环境、独立软件供应商 (ISV)、开源软件项目、行业标准和倡议等。

在操作系统方面,主流操作系统的发行版基本都对 Arm 架构提供官方支持。在龙蜥等社区版操作系统,也都原生支持 AArch64 系统。此外,在编程语言、编译器、加速库等方面,Arm 也有专业团队提供优化支持。

今年早些时候,为满足无线接入网合作伙伴的开发需求,Arm 通过采用 BSD 开源许可证,将 Arm RAN 加速库 (RAN Acceleration Library, RAL) 正式开源,在保留原作者版权信息的前提下,开发者可以自由使用、修改或分发RAL代码。与传统软件实现方案相比,Arm RAL 可以显著提升性能表现。例如,循环冗余校验的检错能力可提升 20 倍,Polar 编码整体性能可提升四倍。自 2020 年推出以来,Arm RAL已被5G生态伙伴广泛采用,多家 OEM/ODM 厂商、独立软件开发商和系统集成商正使用Arm RAL开发5G基础设施解决方案。

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Arm 软件生态系统建设已卓有成效。Arm 已为超过 1200 个开源项目提供支持,覆盖从云到边缘、到端的各类技术领域。约有 100 多家独立软件供应商为 Arm 架构提供商业支持。在容器领域,支持 Arm 架构的 Docker 镜像数量超过 10 万个,可供免费下载使用。针对 Arm 架构进行的 CI/CD 构建时间已经超过每月 100 万分钟。此外,主流云服务提供商也为基于 Arm 架构的实例提供了软件优化和支持,为用户提供了强大的生态环境。

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Arm 中国区业务全球副总裁邹挺

Arm 中国区业务全球副总裁邹挺表示:“Arm 架构在性能、能效、总拥有成本,以及灵活性等方面具有技术优势。越来越多的 5G 生态合作伙伴选择了 Arm 架构,携手 Arm 共同驱动 5G 应用的多样化与创新,为 5G 生态发展做出贡献。”

携手合作伙伴,助力 5G 创新与应用落地

正如上文中提到的诸多案例,在全球范围内,Arm 已经拥有了广泛的 5G 领域合作伙伴。现在,Arm 正将自身积累的技术优势和成功经验持续带到中国,为更多国内 5G 领域合作伙伴提供业务助力。

去年,联想就已推出了基于 Arm 架构的云化 5G 专用网络,为联宝(合肥)电子科技有限公司产线打造了 5G 智慧工厂样板工程。为了加强对国内5G合作伙伴的支持力度,促进行业高效协同及可持续发展,Arm 于今年上半年宣布与联想合作成立 Arm 5G 解决方案实验室。作为 Arm 在国内首个 5G 解决方案实验室,该实验室的推出为 Arm 的中国本土软硬件开发者、运营商和云服务提供商带来一个开放、创新的实体支撑中心,使其能够在基于 Arm 架构的技术上进行快速构建和测试,从而帮助企业缩短产品上市时间,进而促进 5G生态系统的创新及多样化发展。

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Arm 与联想共同揭幕 Arm 在国内的 5G 解决方案实验室

7 月,联想携手 Arm 发布了首款基于 AWS Graviton 平台的 5G 云专网解决方案。该方案同时也是首款通过 Arm 在国内 5G 解决方案实验室验证的系统,将为企业用户带来弹性分配与快速部署等云服务优势,节省硬件采购与维护的成本,加速企业实现 5G+ 创新应用。

通过 Arm 5G 解决方案实验室,Arm 将持续助力本土合作伙伴在各个垂直领域实现技术创新。目前,该解决方案实验室已获得国内生态系统合作伙伴的大力支持和踊跃加入,其中包括鸿钧微电子、云豹智能、极芯通讯、创芯慧联、创智联恒、锐捷网络等芯片和硬件供应商,亚马逊云科技、爱瑞无线、世炬网络等云服务和软件合作伙伴。在全球范围内,Arm 目前共设立了两处 5G 解决方案实验室,并已有超过 150 位 5G 生态合作伙伴加入,携手推进 5G 创新发展。

面向未来,Arm 技术将服务于 5G 越来越多样化的应用场景。依托于现在的诸多成功应用实例,这既为 Arm 开拓更广泛的合作伙伴打下了坚实的技术基础,也将助力 Arm 与合作伙伴共同赋能新的应用场景,并探索技术创新的更多可能,携手构建基于 Arm 平台的未来。

责任编辑:姬晓婷


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