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解決5G複雜性挑戰 需從根本最佳化平台

圖一 : 5G將引爆Edge Computing 的需求,介於終端到雲端之間的裝置將越來越多。
圖一 : 5G將引爆Edge Computing 的需求,介於終端到雲端之間的裝置將越來越多。

【作者: 王岫晨】

從雲端運算、雲服務、邊緣運算等,所有的生態系廠商都會因5G受益。

5G將引爆Edge Computing 的需求,介於終端到雲端之間的裝置將越來越多。

這不僅是處理器廠商的機會,也是全球產業及台灣產業的機會。

在5G即將來臨的前夕,關於5G現階段發展最重要的瓶頸,也成為業界相關廠商必須儘速加以解決的一大挑戰。對於終端用戶來說,最直接感受到5G威力的方式,當然就是透過智慧手機,以及生活中無所不在的物聯網絡。在5G時代,如何讓各不同行動終端都能享用到5G帶來的綜效,處理核心將是最重要的關鍵。

5G帶來全新挑戰

Arm客戶事業群市場行銷總監蔡武男指出,5G的高速、低遲延與更多的連結數量,將會帶來以下的挑戰:o 同步提升運算與儲存能力:可以想見從端到雲,5G時代將運算與儲存更大量的數據資料。

o 符合能耗與效率的提升與平衡:5G的速度快,裝置同時間處理更多資料量,因此耗電量也更大。散熱、裝置外型(Form Factor)、電池效能等等,都將是額外成本。對系統廠的設計而言,從端到雲,如何找到最好的平衡與最佳組合(Right Fit),以符合運算及儲存需求(請注意並不見得每樣都找是最高效能的)。因此,5G時代的運算需求,將呈現相當多樣化。處

o 端點運算再要兼顧體積與Form Factor:end device來看,若要兼顧能耗與效能的平衡,就還有SizeForm Factor的考量。其中,Form Factor又與如何能兼顧低耗電與能效來符合系統需求有關。

o 不可妥協的安全防護:處晶片設計在高速、高連結的5G時代,以及萬物聯網的場景下,收集了許多個人的或機密的數據,如何保護隱私、保護關鍵數據就更為重要。

打造5G解決方案

因應5G運算多樣需求

未來新的工作負載是以使用案例為設計基礎的,要解決未來的複雜性挑戰,必須從根本上最佳化硬體、軟體、平台安全性和工具。

未來新的工作負載是以使用案例為設計基礎的,要解決未來的複雜性挑戰,必須從根本上最佳化硬體、軟體、平台安全性和工具。以Arm為例,提供從系統整體出發,結合硬體IP(矽智財)、軟體架構和最佳化工具,一次解決未來運算複雜性的「全面運算」(Total Compute)解決方案。

蔡武男認為,Total Compute解決方案能以CPU為任務控制核心,再透過System IP確保AI運算的工作負載能達到最佳分配。整體來說,Total Compute可為開發人員提供一個更容易運用的未來生態系統。碎片化的軟體和開發人員生態系統,除面臨需提升各種裝置的存取效能以推展AI應用的挑戰外,複雜的運算又進一步提升效能的需求。

大量的運算效能與能耗效率的提升

圖二 : 若要兼顧能耗與效能的平衡,就必須考量Size與Form Factor。
圖二 : 若要兼顧能耗與效能的平衡,就必須考量Size與Form Factor。

5G解決方案必須承諾結合整體安全性與系統的改善,並帶來大量的運算效能與能耗效率的提升,以確保與合作夥伴所在的生態系,能在各個真實世界的使用場景中,提供更為沉浸的體驗。蔡武男以剛發表的Cortex-A78為例,它是 Arm 歷來針對行動裝置設計出效能最高的 Cortex-A CPU。受惠於在 1 瓦功率消耗下效能比 Cortex-A77 裝置增加 20%,以及利用更佳的終端機器學習(ML)效能對運算工作負載進行更有效率的管理, 將帶來持續多日、沉浸式的 5G 體驗。此外,由於 Cortex-A78 每一瓦可以產出更高的效能,非常適合具有多個或較大螢幕的新型可折疊式裝置所帶動的更大整體運算需求。

圖三 : 5G的各種應用情境
圖三 : 5G的各種應用情境

再以基於 Valhall 架構的Mali-G78為例,其繪圖效能較前一代又再提升 25%,並可讓行動裝置電池用得更久,讓使用者在行進間可享用更久的視聽娛樂體驗。對開發者而言,這意謂著可以更容易將他們的最佳化內容無縫運行在 Arm Mali GPU 上。

為終端裝置賦予 AI 能量

AI 的發展從雲端到邊緣端,現在也逐漸延伸到終端裝置,為推動裝置的智慧轉型。Arm 為其 AI 平台新增Arm Cortex-M55 處理器與 Arm Ethos-U55 微神經網路處理器(NPU),並搭配既有完整的硬體 IP、軟體框架和生態系統,以極大化物聯網終端裝置的機器學習表現要知道2020年5G值得關注的發展趨勢,首先要先了解5G的既有特色。以下幾點列出了5G的特性與優勢。

o 更快的速度:初期傳輸速度將是4G 的10倍以上,可帶動8K、AR/VR的應用。

2020年8月(第346期)數位分身:Digital Twin
2020年8月(第346期)數位分身:Digital Twin

**刊頭圖(source: pxhere.com)

【欲閱讀更豐富的內容,請參閱CTIMES雜誌 2020 年第 346 期 8 月號】

值得關注的5G趨勢

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