用通信解决计算？英特尔如何下好5G这盘大棋！

　　在4G尚未完全普及的今天，5G已经成为热门话题，席卷而来。这一切都要归功于物联网兴起。万物互联，就是人们试图通过把一切“物”用数字连接起来，并赋予其“计算”能力，通讯与计算融合的时代，就给英特尔这样的计算领域的巨头创造了机会。

　　以往，大家对5G的印象大多停留在更高的带宽、更低的延时这种最直观的感受方面，在一场英特尔5G技术媒体交流会上，英特尔平台工程事业部无线标准首席极速专家吴耕博士以一种不我们不常见的方式阐述5G跟4G的不同，并提出，5G时代通信解决计算的问题将成为现实。

　　5G与其他一到四代的区别是什么？

　　如果从容量角度来说大约每十年一代。过去的几代，每一代大约提供一千倍容量的增容。吴耕讲到，“过去十年每次一千倍容量的增容是怎么达到的呢？是由三部分组成的。首先，是空中接口技术的升级，以过去的十年来讲，我们提高了20倍的平均效率。第二，当有更多用户的时候，我们需要给更多的频谱，全球各个国家，中国、美国、欧洲，在频率上做了大量工作，过去十年频谱增容25倍。这两个数字乘起来，然后在网络架构、终端形态做一些改进，我们达到了一千。”

　　从设备角度来说，今天主要设备是智能手机，PC，平板电脑、电脑。英特尔预测2020年，通过网络互相连接的设备数量将达到500亿台，从运动装备中的嵌入式设备、机器人和无人驾驶汽车，到智能家居、智慧城市、互联工厂、智慧医院等等，都需要接入网络。这意味着数据将如海啸般的来袭，英特尔预测在不久的将来，互联工厂将产生每天100万GB的数据量，智慧医院将产生4000 GB/天，无人驾驶将产生1GB/秒的数据量。而应对这些海量的数据时，4G网络远远不能满足需求，这就对下一代无线通信网络的5G提出了更高的需求――更加灵活、高效、稳定并低成本地承载数以亿计的各式各样的物和设备进行无线连接和交互操作。

　　4G主要用于单个终端和某个基站之间的通信，而5G则涉及在其网络覆盖范围内包括固定设备和移动设备的所有设备之间的通信，它是一种将所有设备无缝绑定连接在一起的通信网络。这就意味着，除了传输速率、连接率、低延时之外，5G还涉及了计算能力。

　　吴耕认为，5G之所以能够成为驱动万物智能互联的关键技术变量，核心是因为5G已经超越了通信本身已经成为一个融合连接、计算、云三位一体的生态。以往我们看到的是云+终端的形态，今后的网络形态可能是终端+边缘+云形成的架构，网络的功能不断地往下移，今后的终端也不再是通信的最后一点，而是一个通信节点的起点，每这些终端都变成了移动的基站，而这种生态构成的基础设施能够应对万物智能互联时代的数据海啸冲击、百亿规模的连接、泛在的计算、无所不在的智能。

　　设备的多样性和网络的复杂性都使得5G与此前的2G/3G/4G 会有根本性的不同，这也注定了5G是设备厂商独角戏的终结者，设备商、芯片商、运营商……各个相关行业的巨头都将参与进来，共同发挥作用。

　　频谱资源是5G所面临的最大挑战之一

　　5G所应对的是数据海啸的冲击，更高的带宽，更快的连接，我们在享受着高的传输速率带来的便利的同时，有一大挑战是我们始终需要去面对的，那就是频谱资源。

　　“为了下一代的通信技术实现更高的水平，目前空中接口的增容量已经达到了相当高的水准，整个产业在今后十年内能够在频谱增容3到5倍就是相当不错的”，吴耕讲到，“频谱和其他东西不一样，它是一个自然资源、是有限的。现在频谱的基数是1个GHz，5到10倍的时候就必须在全球范围内给出5到10GHz的频谱。无线网络，商用网络，包括WiFi、蜂窝移动通信网络也好，我们基本都在6GHz之下。现在需要5到10个GHz，这些频谱哪儿来？频谱问题上，每个国家都是极具挑战性的一个课题，频谱是一种自然资源，而且是有限量不可再生的，用了就用了，对每个国家都是极其大的一个挑战。”

　　我们所面临的挑战是，虽说能够做到3到5倍，如何在有限的频谱资源上有所突破？这就要多加一维，就是空间的频谱利用率。传统的频率利用率是每个赫兹可以传几个比特，现在我们要在这上加一维，比如每平方米、每平方厘米、每赫兹每秒钟传多少比特，所以要加这个空间。这就导致了我们对大规模的天线技术的重视，所谓的MIMO （Multiple-Input Multiple-Output），多进多出。它实际上要找到更多的空间，那么网络密度需要提高，整个网络的复杂程度也就更高了。

　　性能与功耗的平衡是整个产业需要解决的问题

　　多模/多连接技术对5G成功至关重要，未来多模终端设备将具备5G、4G和WiFi同时连接。4G手机实现的平均速率已经很快了，现在一天一充电是可以忍受，未来5G时代高速率的传输可能造成半小时一充电，续航体验的保证对5G手机来说将是巨大的考验。

　　英特尔平台工程事业部无线标准首席极速专家吴耕博士

　　吴耕对集微网说：“首先不能让大家使用每小时充电，全球智能手机市场爆炸性的发展，一个最根本技术是整个产业能够做到good enough，说简单了就是充一次电能够续航13小时，5G这一点是必须做到的。”

　　吴耕指出，更深层次的问题是4G的时候已经发现了峰平比是很高的，到5G的时候峰值和平均速率的比会比现在还高，如何解决。

　　吴耕分析到，最直接原因跟元器件的制造工艺水平有关；从平台角度讲，对于供电管理的要求比原来要高。在多连接多模的情况下，对多模管理也需要提高；从技术角度讲，实际上是一个新的技术趋势，这是整个产业要解决的问题。

　　换言之就是，怎么样能够从以网络为核心的集中管理，转换到以设备为中心的分布式管理，这是整个无线资源功率的管理。实际上在以非授权技术，比如WiFi、蓝牙的基本模式是以设备为中心的分布式管理。而移动网都是以基站作为中心的集中管理。从英特尔角度来讲，我们的基站平台事业部同终端平台事业部双方都为整个产业做准备。他们之间的这种过渡，是整个产业需要解决的技术问题。

　　未来通信将解决计算的问题

　　今天的通信网已经开始转型，比如有所谓的内容分发网（content distribution），已经不完全是通信网了，已经用英特尔的计算技术来解决通信问题。下一步这个网是什么样的？从英特尔角度来讲叫信息网。信息网里面的通信功能不断地加强，一代一代的不断升级。除了通信功能外，更重要的是集运算和存储为一体，所以今后的信息网是集网络通信、运算、存储“三位一体”。

　　“在未来的5G甚至6G，不再是计算解决通信的问题，而是通信解决运算的问题”吴耕如是说，“之所以能够做成这样的原因完全是基于英特尔的网络模拟化技术。”

　　吴耕：如果我们看两个计算平台，物理上是分离的。现在的模式是各自干各自的事儿，如果连起来，就变成了相对耦合的，比如现在上网就是这么一个过程；当运算速度快的时候，它两个之间的合作水平、耦合水平是在靠近的， 到了5G，5G给了一个契机，这两个的耦合是可以耦合的更紧密，因为带宽峰值可以达到10GHz，延时由现在10毫秒左右掉到1毫秒左右，耦合度就变得很高。这两个平台从逻辑上讲，是可以变成一个平台的。换句话说，手机能够借用5G的空中接口或者6G、7G更高水平的空中接口，可以直接借用到网络的运算能力。 5G技术的一个关键技术点，就是怎么样在通信和运算中找到最佳平衡点。就要求空中接口的设计、平台的设计、芯片的设计、器件的设计要新的思路。从英特尔的角度来讲就是怎样用通信解决计算的问题。

　　5G时代很多运算都放在了网络端、边缘云，吴耕表示，这间接解决了运营商管道化问题。运营商在运营模式上最大一个困境，就是仅仅作为一个通信管道。未来运营商将是直接参与者，边缘云如果直接提供用户体验的话，运营商实际上就是从现在这种管道式模式，到了网络作为终端的一个延伸，所以整个网络架构、网络功能在往下沉，沉到终端上终端变成移动通信节点，但是服务和应用却是往上走，长远来看，运营商未来将完成管道化向服务化的转型。

　　5G，英特尔势在必得

　　5G技术如今已经成为了英特尔前瞻策略的重要组成部分。在2016年4月份，英特尔CEO 科再奇提出了新的战略，即“要把英特尔从一家PC公司转型为一家驱动云计算和数以亿计的智能、互联计算设备的公司。”

　　目前，5G早已不是仅仅停留在概念阶段。移动和无线行业正在将5G从概念推进到实际的技术试点和标准开发，5G网络的部署将比我们想象中更快地进入我们的生活。在2016年巴塞罗那世界移动通信大会上，英特尔宣布已经在使用真实的硬件进行5G试点。目前，英特尔的合作伙伴包括中国移动、AT&T、Verizon、Vodafone、SK电信、韩国电信（KT）、NTT Docomo、Telefonica、Deutsche Telekom等全球范围内的电信运营商，华为、中兴、爱立信、诺基亚、富士康等厂商。5G商用最早有望在亚洲铺开。据悉韩国计划在2018年的冬季奥运会上提供一定的5G网络服务，日本计划为2020年夏季奥运会提供5G平台，中国也计划在2022年冬季奥运会期间获得百万级的5G真实用户。

　　现阶段，英特尔正在与两大标准制定机构GPP和 IEEE合作定义5G标准。英特尔将与各方积极合作，开并实现在2020年前开始部署的目标。

　　在中国，英特尔也在积极参与支持中国IMT-2020推进组组织的5G技术研发试验，并成为首批加入中国移动5G联合创新中心的战略合作伙伴。在今年的上海世界移动大会上，英特尔携手中国移动、爱立信完成了全球首个基于最新蜂窝物联网技术的业务演示。

　　5G赋能智能互联世界重新定义了连接性和网络标准，业界期望5G能实现更高的数据速率（1-20 Gbps）、更低的延迟，以及能够激活物联网（IoT）、新的服务模式和沉浸式用户体验的计算能力。而英特尔，将凭借自身优势，提供从终端设备、网络、数据中心到云端的端到端产品，并能与设备制造商、网络运营商、服务提供商和标准制定机构的等行业领导者开展广泛而深远的合作，因此，5G 时代将成为英特尔的下一个重要转折点。

　　正如英特尔公司高级副总裁兼平台工程事业部总经理Amir Faintuch所说：“5G是英特尔面临的重大机遇，也是一个真正的市场转折点。它触及客户端、手机以及边缘网络。我们在所有这些领域都拥有得天独厚的优势——对于5G，英特尔志在必得。”