5G
Arm針對物聯網資料洪流強化生態系統
第五波運算技術的匯集,像是人工智慧(AI)、5G 與物聯網(IoT)持續帶動令人驚訝的變化,並驅動全新的資料消費模型。在僅考量IoT的情況:即使還在發展初期,我們已經看到它褪去全球微型感測器網路的原始面貌,進一步擴展並包含所有高效能的端點:從智慧影像感測器到自駕車輛。
隨著IoT持續成長並帶動全球數位轉型,往上游雲端帶來巨大的資料海嘯,讓長期以來針對下游分配優化的網路基礎建設出現裂痕。它也驅動出一個迫切的需求,就是整個全球網際網路的架構,運算必須更為分散,因此對Arm Neoverse邊緣運算解決方案的需求也與日俱增。整個生態系統已經對這個挑戰作出回應,而針對我們過去一年內的進展,Neoverse已將過去的原始願景,轉換成今日能夠實現的應用。
展望未來,Arm將聚焦在為次世代的基礎設施科技奠定基礎,重點則擺在AI要如何才能更為分散。另外,隨著決策的要求朝邊緣移動,AI將扮演雙重的角色。除了依據資料本身包含的資訊作出及時決定外,當大量的資料需要導引至正確的位置時,AI從流量管理到封包檢驗都必須發揮功能。這同時是訓練與推論的問題,而傳統的電腦系統根本跟不上。傳統上在互聯網邊緣的網路橋接器現正迅速成為智慧運算平台,最終將導致我們稱為AI Edge的浮現,並在2025 年前為運算半導體潛在市場範圍(TAM)帶來高達300億美元的機會。
我們預計2035年達成的一兆個IoT裝置的世界,這將帶來全新規模的基礎設施與架構上的挑戰,技術也需要與時俱進才足以應付。在邊緣運算方面,這意謂 Arm將持續大量投資硬體、軟體與工具的開發,以便在基礎設施堆疊的每一個點,都賦予智慧決策能力。另一方面也說明在處理器層級與整個網路 - 從雲端到邊緣到端點裝置,將廣泛使用異質運算。
定時/同步傳輸一次到位 5G-TSN開創IIoT新時代
IEEE 802.1工作組主席Glenn Parsons表示,只有標準化的無線技術才能實現關鍵物聯網(Critical IoT)應用。5G做為工業通訊的單一無線技術,適用於所有聯網標準,包含802.15.4、WirlessHART、ISA100.11與Wi-Fi的聚合,其本身可提供工業應用場景降低布線/開發成本與靈活性。
另一方面,TSN技術本身可提供安全可靠地傳輸數據、保證數據傳輸的低延遲、聚合不同的網路節省運營成本、簡單的系統配置和操作和開放的生態系統,兼具高流量融合(High Traffic Mix)、確定性(Deterministic)、低延遲、安全、可靠與高吞吐量等效能,在傳統昂貴、分散、不可互操作和分段的通訊基礎架構中,可說是帶來一束曙光,點燃工業物聯網端到雲的互連互通願景。
u-blox蜂巢式產品中心5G技術主管暨英國UK5G諮詢委員會委員陸曉指出,3GPP工作小組在TSN和5G網路結合上提出了幾個方案。TSN主要是通過802.11AS/gPTP協定來實現同步,例如針對單一時域,5G系統和TSN的協同則需要通過解讀gPTP協定來實現協同工作。UPF(User Plane Function)引入並做為5G系統和TSN的橋樑。在5G系統另一端,在UE端和End Station終端分別引入新的介體來解讀並傳輸時域和同步訊號。
Parsons談到,5G-TSN的整合是工業物聯網系統中非常重要的組成。3GPP R16提供了整合5G-TSN的工具,像是5G需要支援TSN的控制器協作(802.1Qcc)、時間同步(Time Synchronization)(802.1AS)、TSN限制延遲(Bounded Latency)(如802.1Qbv)與TSN可靠性(802.1CB)要求等面向。
隨著R16最終版本底定在即,R17具體標準制定方向會在2019年年底在3GPP全會上確認,屆時也會落實TSN在R17的制定方向。從現有的產業討論方向來看,主要方向以優化TSN為首要,例如減少訊號跳動(Jitter)、延遲、增強同步性,以及擴展TSN應用場景等重點。
工業4.0無線端對端通訊要求相對於傳統無線通訊要求要高得多,對於不同的應用場景、網路的服務品質機制(Quality of Service, QoS)、可靠性與安全性要求皆大不相同。舉例來說,控制級通訊對於即時性(Real-time)要求達毫秒等級低延遲、可靠性則必須達99.9999%的水準,不僅如此,抗干擾性和安全性的要求等級也相對較高。雖然新設備的引入會增加投資成本,但從長遠來看,5G技術的引入將簡化工廠布局和靈活度,為工業製造業帶來新的應用場景和商業模式,從而加速工業領域的數位化進程。
Arm致力在共同架構下達到數位沉浸完全運算
5G、人工智慧(AI)、各種實境技術與物聯網(IoT)的加速發展正在改變運算需求。要達到數位沉浸所需要的效能,將超越今天所具有的一切,並朝Total Compute的世界邁進。這需要在設計矽智財時採用非常不同的方法,重點必須深度聚焦在效能、安全性與開發人員存取性的優化。
未來需要的不會是更多現有的東西,而是思考方式的改變。Arm藉由矽智財、軟體乃至於工具內部以及彼此間的全面優化,從聚焦在產品演進轉移至使用案例與體驗導向的系統解決方案,以提供一個安全的基礎,並達成未來複雜運算挑戰所需的效能。
自從推出Cortex-A73後,Arm便逐步且逐世代地提升機器學習(ML)效能,努力大幅拓寬針對ML的CPU涵蓋。為了實現這個全新的數位世界,運算能力將被推升至全新的水準,因此Arm將Matrix Multiple(MatMul)加入新一代的Cortex CPU「Matterhorn」中,因為它與上一代CPU相比,ML效能可有效提升一倍。
除了CPU以外,還需要聚焦,並把Total Compute的方式應用到每一個運算要素,以及系統內的基礎建設。不管是Arm CPU、圖形處理器(GPU)或神經處理器 (NPU)、互連或系統矽智財,都必須優化成整合式的解決方案;而這必須仰賴軟體與工具,包括Arm類神經網路開發套件(Arm NN)、Arm運算函式庫(Arm Compute Library)、開放原始碼社群,以及開放的標準都必須建構在安全的基礎上。
Arm已經開始推出Memory Tagging Extensions(MTE)等創新安全功能並整合到 Total Compute 內,以迎合客戶的各種需求。事實上,Google最近剛宣布安卓裝置將與MTE設計合作的計劃。這些功能結合Arm的平台安全性架構,將可協助整個生態系統內安全性的標準化與重組。
英特爾收購Smart Edge平台 積極布局5G邊緣運算
在退出手機基頻晶片業務之後,英特爾(Intel)積極發展5G網路基礎設施業務。為了強化5G邊緣運算優勢,英特爾近日宣布收購IT基礎設施和服務提供商Pivot Technology Solutions旗下的Smart Edge平台業務。Smart Edge是多接取邊緣運算(MEC)的雲原生(Cloud Native)平台,具備可延展與安全性,英特爾希望藉由收購Smart Edge,可使企業和通訊服務供應商能讓企業內部或邊緣網路用戶更接近雲服務。
英特爾網路運算部門總經理Dan Rodriguez表示,這項交易將會強化該公司後續進軍5G的轉型能力,並提升該公司在邊緣運算領域的市場競爭優勢;而與Smart Edge團隊進行整合之後,未來該公司將持續加速邊緣運算市場發展,為客戶打造更優良的方案。
據悉,Smart Edge平台可結合Intel技術,例如高性能的Intel Xeon可擴展處理器、Intel Optane記憶體、Intel FPGA和其他加速器等;另外,Smart Edge的軟體還可與Intel的開放邊緣網路服務軟體(OpenNESS)互補。
對於企業和服務提供商而言,Smart Edge帶來了新的機會和收入來源,同時降低了智慧邊緣方案的成本。例如,零售商可以藉此部署個性化的店內消費體驗;或是工廠可以在邊緣設備結合5G、數據分析和人工智慧(AI)提高營運效率。Pivot首席執行長Kevin Shank指出,將該公司的技術與市場服務結合英特爾的先進方案,將可望推動Smart Edge平台於市場上的普及速度;未來也期待與英特爾合作開發更多新的邊緣運算方案。
英特爾全力發展5G基礎設施業務。
是德攜手OPPO在中國深圳成立5G聯合測試實驗室
是德科技日前宣布與全球前五大行動裝置製造商OPPO在中國深圳成立5G聯合測試實驗室,進一步加強雙方合作關係。新成立的測試實驗室採用是德5G平台來驗證新的5G new radio(NR)設計的效能,這將是OPPO拓展全球市場的關鍵。是德科技解決方案廣受晶片組領導廠商和裝置製造商的青睞,未來OPPO將利用它對各種不同的5G多模裝置展開全方位測試。
OPPO軟體產品工程部門助理副總裁Donny Peng表示,這次與是德共同設立5G測試實驗室,有助於強化該公司推出多元5G裝置的能力,我們對是德的5G測試解決方案及其專業知識有信心,因而決定進一步加強合作關係,希望藉此開發更穩定可靠的5G技術。
許多晶片組製造商及行動裝置生態系統均採用是德5G NR平台進行最新的 3GPP 5G NR相符性測試,以加速研發、驗證新產品,並為行動通訊業者採用。該平台支援sub-6GHz和毫米波頻率的傳導和OTA(over-the-air)測試。利用這些通用的開發工具,使用者可分享在裝置生命週期中各個階段獲得的設計洞察力。如此一來,晶片組和裝置製造商便可加速將5G NR新產品推出問市,掌握搶先上市的獲利機會。
是德科技無線測試事業群副總裁暨總經理Kailash Narayanan表示,包含OPPO 在內的5G裝置領導廠商一致認定,想要在全球市場推出具競爭力的商品,就必須先做好嚴格測試。這個聯合實驗室堪稱我們和OPPO在5G技術合作方面的關鍵里程碑,可協助他們執行5G策略,進而搶先推出首屈一指的5G裝置。
5G頻譜釋照箭在弦上 專網拼產業易筋轉骨
5G網路商轉成為2019年下半年到2020年全球最主要的科技活動之一,在這段時間內,全球大部分工業化國家都致力推動5G頻譜拍賣/分配,並促成5G電信服務的開台,如美國、韓國、英國、瑞典等,因應這波潮流,台灣將第一階段5G頻譜釋照提前於2019年12月10日登場。包括引起電信業與製造業爭議的專用網路、專用頻段政策走向,也將塵埃落定。
台灣5G頻譜3GHz~6GHz頻段規劃 資料來源:交通部 郵電司(09/2019)
台灣5G第一波商用頻譜係跟隨各國的趨勢,在106年到107年間由行政院科技會報辦公室邀集交通部、經濟部及通訊傳播委員會等單位,多次召開相關研商會議並達成共識後,由交通部陳報行政院相關規劃建議書,再由行政院正式公告修正一覽表,以開放使用。負責無線電頻率應用規劃的交通部郵電司長王廷俊指出,12月台灣第一階段的5G頻譜,採兩階段競價方式,第一階段以多回合競價決定得標頻寬數量,第二階段再進行位置競價,決定實際得標頻率位置。頻段為國際主流的3300~3570MHz,共270MHz的頻段,還有4G時代尚未標出的1775~1785MHz及1870~1880MHz頻段。高頻毫米波頻段則是27~29.5GHz,共2500MHz。
台灣5G頻譜6GHz~46GHz頻段規劃 資料來源:交通部 郵電司(09/2019)
第一波釋照三年後,預計2023年進行第二波釋照,目前規畫包括:低頻的617~652MHz、663~698MHz頻段,共70MHz;中頻的2300~2400MHz、4400~5000MHz,共700MHz,另外還規畫毫米波的37~43GHz為創新實驗頻段。總計於主流的6GHz以下頻段兩階段釋照超過1GHz頻譜,加上高頻毫米波,若技術獲得突破,37~43GHz應該也會釋出成為商用頻段。
5G的另外一個重點就是產業應用,各國5G頻譜應用畫分「專網」也成潮流,在郵電司的規劃中,無線電頻譜的利用分成免執照使用頻譜、專用電信頻譜、商用電信頻譜三類。而根據3GPP R16之定義,非公眾網路(Non-Public Networks, NPN)可透過獨立組網、託管及切片等方式部署於企業當中,透過網路部署之機制確保用戶設備(User Equipment, UE)接取之授權性。非公眾網路係僅用於諸如企業等私有實體(Private Entity),並可利用虛擬及物理元素以各種配置進行部署。
在所有部署方案當中,未經授權之UE(係與企業無關之UE)將無法接取此非公眾網路;同時企業的UE亦不允許連接未被授權之接取點。5G系統應支援提供特定地理範圍涵蓋的非公眾網路,比較接近傳統規劃中應用於警政、航空與水、電、瓦斯的專用電信頻譜。造成爭議的是政府在產業專用頻段中,使用競標釋照還是申請指配的專網專頻方式,以日本、德國、香港、英國等企業專網已經上路的國家為例,全都採用申請指配的方式。
原本可以成為電信業者5G營收成長重心的企業專網,若政府將頻道規劃以專網專頻方式推動,將大幅壓抑電信業者的營收前景,因此大力反對,認為所有商用頻段都是電信業者花費鉅資競標而來,政府將企業應用以專頻方式指配給產業應用,不僅讓電信商跑了5G會下金蛋的雞,也是一種不公平的競爭。
產業與電信業在5G專網發展上相左的立場,說穿了癥結應在「主導性」上,分析兩者之間的差異,若政府將企業專網頻段開放競標,讓電信業者經營,對於使用相關頻段的垂直產業而言,服務費、商業模式甚至營運資料都須依賴電信商的網路與軟硬體系統,尤其對於大型製造業需要透過5G進行智慧化升級的廠商來說,等於被掐住咽喉;另外,若政府畫分專頻開放產業申請,對垂直產業來說最直接的好處是頻譜使用成本可以大幅降低,機敏的營運數據掌握在自己手上,但電信業者在這樣的模式下,角色被壓縮,下金蛋的母雞馬上褪色而且下不了蛋。
對於目前依舊僵持不下的爭議,郵電司委託研究單位進行深入研究,王廷俊表示,依據國際案例,5G垂直場域(Localized 5G)定義應為限定在特定場域中使用;僅能提供場域內無線通訊使用,並不得作為跨場域間訊號之串聯。廠區與廠區之間不得利用企業專網進行訊號傳送,僅能以固網有線等其他網路方式傳輸資料。日前有媒體爆料政府計畫在3.7GHz頻段規劃100MHz的企業專用頻段,儘管沒有獲得證實,卻也著實觸動各方敏感神經。
對於政府、產業、電信商各方均應審慎考量,例如對於政府:5G專網攸關台灣科技產業與製造業的升級,務必要著眼於產業競爭力提升的前提,跟隨國際潮流,勿再次以政治凌駕專業判斷,或者為平衡各方利益而創造出全球獨有的模式;對產業而言:5G的低延遲與高可靠度技術,將是提升產業競爭力的利器,掌握5G技術內涵並找出自身需求,讓5G協助改善體質與經營效率;對於電信商:5G專網無論怎麼規劃,電信商的角色與經驗都非常重要,持續深入了解個別專業領域需求,並發展出市場需要的商業模式,才是5G產業應用雙贏之道。
2019年全球智慧手機再現衰退 2020年恢復成長
智慧手機市場逐漸飽和,近年成長性受限,加上2019年全球智慧型手機出貨遭遇外界環境影響,根據資策會MIC研究指出,今年智慧手機市場三大挑戰包括:美對中懲罰性關稅、華為禁令、5G大浪將至,預估出貨量年衰退4.7%,從2018年的14.719億支,衰退至14.031億支。
預期2020年5G將帶動成長,隨中國等市場5G商用,有利當地品牌手機出貨,同時晶片廠商中高階5G SoC方案出爐,會促使5G手機價格下滑至285美元左右,驅動用戶換機,2020年5G議題仍持續延燒,除R16標準將完成外,後續R17標準將朝如5G工廠、5G醫院等應用需求功能強化。但美中貿易戰仍為最大不確定因素,MIC認為,2020年智慧手機出貨量將成長至14.587億支,雖然恢復成長,但出貨量仍未回到2018年的水準,直到2021年才會回升到15億支,再憑藉5G的驅動,2023年成長至15.288億支。
中美貿易戰導致華為受到美國禁令無法繼續使用Android的GMS(Google Mobile Services),未來可能在手機上搭載自家鴻蒙作業系統,此一發展也將對未來全球智慧型手機作業系統的市占率產生影響,MIC預測,若華為啟用鴻蒙預期2023年該作業系統市占率將達9.6%左右。
2019 Arm科技論壇將於新竹盛大展開
Arm將於11月6日在台北萬豪酒店、11月7日新竹國賓大飯店舉辦2019 Arm 科技論壇。今年議程以「Drive Innovation with Arm Technology」為主軸,聚焦5G、物聯網(IoT)、人工智慧(AI)和機器學習(Machine Learning)等數位轉型的關鍵技術,完整重現美國聖荷西的年度最大技術年會Arm TechCon精華內容,更聯手產業夥伴以前瞻技術共創數位轉型創新動能。
隨著數據含金量持續攀升,尖端科技對高吞吐量運算技術和多裝置連接管理的需求遽增,2019 Arm科技論壇特別邀請Arm資深副總裁暨車用與物聯網事業部總經理Dipti Vachani,以及Arm資深副總裁暨物聯網雲端服務總經理Hima Mukkamala發表主題演講,分享Arm領先技術如何催化數位轉型的關鍵應用,激發從終端到雲端、從資料到平台的多元創新;業界重要意見領袖更將受邀針對關鍵科技發展趨勢進行深入剖析。
而在下午的分組議程中,Arm各事業部的技術專家以及產業夥伴將暢談趨勢洞見與先進技術,共同探討在5G前景下,如何應用高效能運算技術、解決方案、工具與平台安全架構等,打造創新科技新場域、改變人類生活。現場也將設置實機體驗區,讓與會者能近距離體驗前瞻技術的實際應用,一覽Arm與夥伴共建的生態系所驅動的數位轉型價值。
此外,台北場次將同步舉行第14屆Arm Design Contest設計競賽「Arm Idea,實現創意有意思」頒獎典禮,共有來自全台28所大專院校的百件參賽作品,在醫療保健、機械、運動與生活等多元領域發揮設計巧思,融合科技與人文關懷打造全新智慧應用。
加大5G發展力道 Qorvo收購Cavendish Kinetics
布局5G市場,Qorvo日前宣布收購高性能RF MEMS天線調諧(Antenna Tuning)應用技術供應商Cavendish Kinetics。在收購之後,Cavendish Kinetics團隊將繼續推動RF MEMS技術應用於Qorvo的全部產品線,並將該技術加速應用至行動設備以及其他市場,且可大規模量產。自2015年以來,Qorvo一直是Cavendish Kinetics主要戰略投資者,而未來在2020財年第二季度營收電話會議上,Qorvo將提供有關Cavendish Kinetics收購交易的更多細節。
Qorvo行動產品總裁Eric Creviston表示,Cavendish Kinetics 的加入讓該公司能夠在天線調諧領域確保市場競爭優勢。目前多家智慧手機供應商皆採用Cavendish Kinetics的RF MEMS技術以降低損耗並提高線性度,未來Qorvo也會在Cavendish Kinetics已有市場基礎上繼續拓展RF MEMS應用領域,像是用於基礎設施或是國防等。
RF MEMS技術主要應用於通訊元件上,其具備小體積、低功耗/成本,以及高整合度等優勢,且應用領域愈來愈廣泛,除了個人消費性電子產品,如智慧手機、行動裝置、PDA等,也可應用於軍事領域,像是作戰指揮、戰場通訊、微型衛星通訊系統和作戰雷達等。
總結來說,RF MEMS主要用於低、中和高頻段調諧智慧手機的主集天線(Main Antenna)和分集天線(Diversity Antenna),進一步帶來更強的訊號和更高的資料速率。RF MEMS具有傑出的品質因子(Q-factor)、改進的線性度和極低的插入損耗,因此能最大幅度地提高了性能,在提升4G和5G系統性能上具備了巨大的發展潛力。
Qorvo積極布局5G市場。
是德攜手高通加快動態頻譜分享技術商業化進程
是德科技(Keysight)日前宣布與高通(Qualcomm)子公司高通科技(Qualcomm Technologies Inc.)加強合作關係,進而加快動態頻譜分享(DSS)技術商業化進程,讓行動通訊業者能以經濟有效的方式快速推出 5G new radio(NR)服務。
這項合作採用是德科技5G網路模擬解決方案,加速開發支援DDS技術的Qualcomm Snapdragon 5G數據機射頻系統,這是3GPP Release 15制定的一項新興科技。到2020年,行動通訊業者將在既有的4G LTE基地台上導入DSS技術,以加快腳步在全國範圍內進行5G服務部署。DSS方便行動網路業者透過軟體更新的方式來改造 LTE 基地台,以建立4G/5G多模式基地台,藉由使用支援DSS的5G NR裝置,未來所有都會區和郊區使用者都能享受5G服務。
高通科技工程部門副總裁Jon Detra表示,我們自2015年開始與是德科技就5G 技術展開長期合作,以加速推動DSS技術部署,這是行動通訊業者快速轉移至5G技術的關鍵。利用是德科技解決方案,我們可順利發展並驗證Snapdragon 5G數據機射頻系統設計,進而加速5G服務問市。
DSS可依照流量需求,在LTE和5G NR之間靈活切換,讓行動通訊業者能機動地將頻譜分配在低、中、高頻段。此外,行動通訊業者可運用DSS技術,為 4G和5G裝置提供最佳的效能和覆蓋範圍。是德科技無線測試事業群副總裁暨總經理Kailash Narayanan表示,我們與高通科技進一步加強5G技術合作,讓裝置製造商和行動通訊業者能以經濟有效的方式部署5G服務。