我們正在見證一個巨大的計算機創(chuàng)新階段。全球5G快速加速推廣與數(shù)據(jù)密集型工作負荷和人工智能生成的突破性發(fā)展相交叉。整個計算生態(tài)系統(tǒng)需要前所未有的靈活性，以創(chuàng)新和探索新的加速、新的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和新的方法來滿足日益增長的數(shù)據(jù)消費需求。半導體設計成本上升和全球能源預算收縮帶來的額外挑戰(zhàn)意味著我們正在轉(zhuǎn)型全球計算基礎(chǔ)設施。

5G和人工智能的結(jié)合有很大的機會。5G技術(shù)可以為人工智能應用程序提供高吞吐量、低延遲和可靠的連接，以收集、傳輸和處理大量數(shù)據(jù)。人工智能作為回報，可以幫助5G網(wǎng)絡動態(tài)分配資源，管理流量，檢測異常。人工智能還可以利用5G為用戶和設備提供個性化、情境化的智能服務。這兩種技術(shù)將真正改變我們的交流、工作和生活方式。

但是每個故事都有兩個方面。5G和人工智能給數(shù)據(jù)中心的運營商和客戶帶來了巨大的挑戰(zhàn)，因為兩者都會產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)，需要以靈活、及時、經(jīng)濟、節(jié)能的方式進行存儲、處理和分析。為了充分利用這一機會，數(shù)據(jù)中心架構(gòu)師需要圍繞計算的設計、構(gòu)建和部署尋找改變方法。

RAN虛擬5G：邊緣數(shù)據(jù)中心的關(guān)鍵推動者。

虛擬無線接入網(wǎng)絡是支持5G的關(guān)鍵創(chuàng)新之一(vRAN)。VRAN是一種相對較新的部署模式，正在流行中。它將蜂窩基帶處理功能與硬件解耦，并在通用服務器上運行作為軟件。

這樣可以為5G網(wǎng)絡的部署和管理提供更大的靈活性、可擴展性和效率。通過多種方式可以實現(xiàn)虛擬化5G基礎(chǔ)設施的規(guī)模經(jīng)濟。首先，結(jié)合相同的計算基礎(chǔ)設施，為5G連接和邊緣應用提供服務，使連接和數(shù)據(jù)處理更加接近源；其次，軟件驅(qū)動的云原生基礎(chǔ)設施可以實現(xiàn)動態(tài)資源分配、負載平衡、配置更快、網(wǎng)絡管理自動化，對運行效率影響很大。第三，通過光纖連接，vRAN可以將多個基站匯集到集中式服務器池中，從而減少5G基礎(chǔ)設施的復雜性。

vRAN可以在減少延遲和提高性能的同時，促進邊緣計算，使計算能力更接近最終用戶及其設備。但為了充分發(fā)揮其潛力，VRAN需要一個計算平臺來支持高吞吐量、低延遲和確定性的無線電信號處理，同時保持非常高的計算效率。它還需要一個高速網(wǎng)絡接口來處理服務器、無線電和終端設備之間的大量數(shù)據(jù)流，這進一步強調(diào)了對改變方法的需求。

今天的5G數(shù)據(jù)中心：CPU和DPU

傳統(tǒng)的通用CPU不能處理復雜多樣的5GvRAN堆棧工作負載。數(shù)據(jù)中心的流量急劇增加，包括操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡層、應用程序和協(xié)議，通過將所有網(wǎng)絡功能虛擬化為軟件，從而降低了CPU的效率。為應對這一挑戰(zhàn)，CPU需要一種特殊的加速設備，可以卸載CPU的網(wǎng)絡任務，以提高其性能和效率。數(shù)據(jù)處理單元是當今5G數(shù)據(jù)中心最受歡迎的加速設備之一。

DPU是一種具有嵌入式處理器或編程邏輯的網(wǎng)卡，可以執(zhí)行數(shù)據(jù)包處理、加密/解密、壓縮/解壓、負載平衡、防火墻、路由/交換和服務質(zhì)量等網(wǎng)絡功能。(QoS)。通過接管部分網(wǎng)絡相關(guān)任務，DPU可以幫助降低服務器的CPU利用率和功耗，從而實現(xiàn)網(wǎng)絡功能的靈活性和可編程性，并根據(jù)不同的場景進行配置和優(yōu)化。

異構(gòu)計算為未來的工作負荷增加了更多的靈活性。

盡管今天的5G數(shù)據(jù)中心已經(jīng)使用CPU和DPU來支持vRAN和其它5G應用，但是下一代5G數(shù)據(jù)中心將需要在硬件架構(gòu)、軟件平臺和服務模型等方面提供更大的靈活性。舉例來說，數(shù)據(jù)中心可以使用GPU來處理復雜的數(shù)學、圖形、視頻或其它大型數(shù)據(jù)集；GPU或TPU用于機器學習工作負載；為了解決更多的定制工作負荷，F(xiàn)PGA可以用來編程邏輯。

這種類型的異構(gòu)計算有助于提高智能邊緣數(shù)據(jù)中心的性能、效率和可擴展性。這些數(shù)據(jù)中心可以提供更接近最終用戶的RAN服務、云計算能力和人工智能應用服務。最終，將更專業(yè)的計算轉(zhuǎn)移到更接近設備和最終用戶的位置，可以改善許多下一代用例，以改善延遲，實現(xiàn)5G承諾。

最近，軟銀、英偉達和Arm宣布合作，旨在為人工智能和高性能計算(HPC)建立世界上最先進的數(shù)據(jù)中心。這是目前這類數(shù)據(jù)中心轉(zhuǎn)型的最佳例子之一，具有特殊的處理功能。本次合作有望為基于NvidiaGH200GraceHopper超級芯片的生成AI和5G/6G應用提供一個開創(chuàng)性的平臺，軟銀計劃在日本各地新的分布式AI數(shù)據(jù)中心推出這個平臺。新數(shù)據(jù)中心的分布將比過去使用的數(shù)據(jù)中心更加均勻，并且可以處理人工智能和5G工作負荷。這樣，它們就可以更好地以低延遲的峰值能量運行，并且大大幅降低。

軟銀將與英偉達合作建立數(shù)據(jù)中心，在多租戶通用服務器平臺上托管生成型人工智能和無線應用，以便在全球范圍內(nèi)快速部署生成型人工智能應用和服務，從而降低成本，提高能效。

這種類型的創(chuàng)新代表了5G和人工智能的重要轉(zhuǎn)折點。整個數(shù)據(jù)中心圍繞特殊處理提供的目標性能構(gòu)建，為運營商提供了實現(xiàn)vRAN潛力所需的運營效率。此外，特殊處理使運營商能夠在同一物理位置共同管理計算密集型服務，如人工智能或3D視頻會議，從而更接近數(shù)據(jù)和用戶。這一點非常重要，因為靈活性、低延遲性和性能效率保證了計算資源的最佳使用和所需的資本和能源成本，從而改變了整個數(shù)據(jù)中心的TCO(總成本)公式。

當我們展望下一代5G數(shù)據(jù)中心時，我們對靈活高效的計算平臺的需求非常重要。在5G和人工智能的推動下，下一代數(shù)據(jù)中心將被定義為適應新技術(shù)和工作負載的能力，并為企業(yè)和消費者提供所需的性能和效率——我們將繼續(xù)看到高效、專業(yè)的硅作為這一領(lǐng)域創(chuàng)新和轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。

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