美国英伟达开发6G无线电GPU芯片
2026-06-09 10:24
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维度网讯,英伟达(Nvidia)正开发用于6G无线电的GPU芯片,以取代传统定制硅,这是其在AI-RAN战略下的最新举措。这家图形处理单元制造商已向Light Reading确认,其目标是进入无线接入网络的核心组件——无线电单元(RU)。

英伟达大楼外的标志

在当前的AI热潮之前,英伟达的GPU在计算机游戏行业之外几乎无人知晓。其并行处理能力后来吸引了人工智能开发者,并将英伟达转变为世界上最有价值的公司。CEO黄仁勋正致力于将芯片植入更多领域。该公司与台湾联发科(MediaTek)合作开发的PC芯片计划于今年推出。此外,还有用于汽车、机器人以及将家庭变成迷你数据中心的GPU。作为这一战略的一部分,英伟达正在为6G无线电开发一款专用芯片。

这一举措标志着该GPU巨头在AI-RAN战略上的重大进展。此前,英伟达已展示Grace Hopper超级芯片如何取代无线接入网络中的定制硅。Grace Hopper及相关产品将接管设备或服务器中的RAN计算,即业内所称的中央单元(CU)和分布式单元(DU)。而位于天线杆或屋顶上的无线电单元则是RAN方程的另一半。

与CU和DU不同,RU此前并非英伟达或通用处理器制造商的目标。在英伟达涉足RAN之前,英特尔(Intel)曾将其CPU作为RAN计算专用集成电路(ASIC)的有吸引力的替代品进行推广。这种虚拟RAN前身理论上允许电信行业使用面向更广泛受众销售的芯片,从而享有更好的投资回报。但英特尔已证实,其最新的虚拟RAN产品Granite Rapids不包括任何RU组件,且没有计划设计一款。

在大规模MIMO场景中,情况发生了显著变化。这是一种包含丰富天线的技术,常见于当今更先进的5G无线电。在此场景下,第一层功能在DU和RU之间划分,RU必须支持波束赋形。传统方法是在RU中包括一个用于波束赋形等低PHY网络功能的ASIC。英伟达计划用GPU取代这些RU中的ASIC。

英伟达在邮件中表示,随着RU变得越来越复杂,这一举措是必要的。基础无线电包括四个发射器和接收器。5G Advanced和6G可能会将数量增加到128个,需要32倍的处理器能力。在6G更高频谱段部署的超大规模MIMO中,配备多达1024个发射器和接收器的RU现在甚至是可以想象的。英伟达称,随着超大规模MIMO、7GHz和AI算法被引入6G RU,GPU将成为满足计算需求的关键。

缺乏RU芯片可能限制英伟达在5G和6G中的机会。在大规模MIMO中,同一家硅供应商倾向于在DU和RU之间桥接第一层。使用不同供应商需要第一层软件开发者与两个独立平台合作。三星(Samsung)作为部署虚拟RAN产品最多的供应商,在其RU中依赖自研的ASIC进行低PHY处理,该公司向Light Reading证实了这一点。在开放RAN中,理论上可通过标准化接口连接不同公司的设备。由O-RAN联盟(O-RAN Alliance)定义的7.2x接口旨在解决互操作性问题,英特尔表示性能不取决于DU和RU中使用相同的硅。但据一位匿名RAN专家称,实际中这要求双方开发者披露严密保护的算法,而他们不愿这样做的部分原因是几乎没有任何多供应商大规模MIMO被商业部署。

英伟达提出的方案旨在改变这一现状,为供应商提供更加灵活、软件定义的计算平台。该公司声称已经向任何熟悉其软件平台CUDA的专家敞开大门,该平台已拥有约600万开发者。英伟达还设计了基于CUDA的RAN计算架构,品牌为Aerial,可供任何人自由使用。

业界对将GPU引入RAN仍持怀疑态度,尤其是在功耗方面。据一项估计,RU占移动网络能耗高达90%。英伟达及其盟友表示,针对数据中心的耗电GPU不能与正在为RAN开发的GPU相提并论。该公司已拥有能够在低于100W功率水平和100摄氏度温度下运行的嵌入式系统。据一位消息人士称,进入RU的GPU可能更类似于为游戏设计的GPU。

Marvell和英伟达的发展关系也引人关注。3月,英伟达向Marvell投资20亿美元,同时对后者的光学专业知识兴趣浓厚。Marvell是三星和诺基亚(Nokia)的RAN硅供应商,诺基亚也从英伟达获得10亿美元投资并宣布了开发兼容GPU的RAN产品的计划。5月下旬,Marvell CEO Matthew Murphy在电话会议上表示,公司将增强现有Octeon基站处理器,以直接与英伟达GPU协同工作,将AI与无线基础设施集成在一个单一的软件定义计算平台上。这暗示英伟达已看到借鉴Marvell RAN专业知识的吸引力,如同在PC领域借鉴联发科。

专家认为,通用芯片的性能可能落后于定制硅。但为RAN开发ASIC需要巨额投资,而这些芯片除电信公司外没有其他受众。根据Omdia数据,去年全球运营商在RAN产品上的支出仅为350亿美元,较2022年的450亿美元下降,且未见复苏迹象。英伟达表示,随着RU功能日益复杂并以AI为本,经济权衡将转向可编程平台,这些平台可以随着标准演进和灵活部署模式而发展,而非针对单一配置优化的固定设计。在英特尔等公司都没有提供RU通用硅的情况下,英伟达可能是唯一的选择。

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