賽靈思2019財(cái)年Q3和Q4的業(yè)績(jī)情況非常有趣，這家公司在今年1月份公布FY2019 Q3財(cái)報(bào)后，其股價(jià)創(chuàng)下了90年代以來(lái)的新高，季度營(yíng)收同比漲幅34%。但在4月公布Q4財(cái)報(bào)后，凈收益同樣約三成的同比增速，股價(jià)卻開(kāi)始下行，幾近抵消了此前的漲幅。
從賽靈思自己發(fā)布的分析來(lái)看，數(shù)據(jù)中心與TME（測(cè)試測(cè)量仿真）業(yè)務(wù)收益在FY2019是有“兩位數(shù)增長(zhǎng)”的，“尤其是本財(cái)年數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)成長(zhǎng)40%”。但Q4這一季度賽靈思的數(shù)據(jù)中心與TME業(yè)務(wù)目前也只占到總收益的18%，且收益基數(shù)同比是略有下滑的。這可能是近期賽靈思股價(jià)下探的原因，畢竟Victor Peng在就任賽靈思CEO之后就確立了“數(shù)據(jù)中心”為先戰(zhàn)略。就大趨勢(shì)來(lái)看股價(jià)可能只是個(gè)階段性調(diào)整。
來(lái)源：賽靈思財(cái)報(bào)
MWC 2019上海展會(huì)期間的溝通會(huì)上，賽靈思通信部門市場(chǎng)總監(jiān)Gilles Garcia表示：“此前我們就啟動(dòng)了針對(duì)數(shù)據(jù)中心的發(fā)展計(jì)劃，現(xiàn)在我們的征程已經(jīng)踏上，正在穩(wěn)步前進(jìn)，2023年數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)預(yù)計(jì)可以獲得10億美元增長(zhǎng)——現(xiàn)在還只是2019年?！?/p>
另一方面，就財(cái)報(bào)成績(jī)來(lái)看，賽靈思現(xiàn)如今收益的真正大頭是通訊（Communications）。FY2019 Q4這部分業(yè)務(wù)的凈收益在公司總收益的占比超過(guò)了四成，而且凈收益的同比增幅達(dá)到74%，妥妥的公司當(dāng)前營(yíng)收支柱。
賽靈思在財(cái)報(bào)中提到，這部分業(yè)務(wù)主要受到5G驅(qū)動(dòng)，“與OEM客戶無(wú)線電和基帶應(yīng)用有關(guān)，尤其是韓國(guó)的5G部署，以及中國(guó)的5G部署規(guī)劃。賽靈思和三星還聯(lián)合啟用了全球首個(gè)5G NR商用部署，并且將RFSoC產(chǎn)品組合擴(kuò)展到5G所需的全sub-6GHz頻譜。”
此前我們就不止一次地撰文提到過(guò)，5G架構(gòu)變遷為相關(guān)5G各層級(jí)的眾多參與者提供了大量商機(jī)，這種商機(jī)并非4G可比，這一點(diǎn)也在我們與Gilles Garcia的交流得到了印證。而從RFSoC的發(fā)展軌跡，也能窺見(jiàn)5G的發(fā)展趨勢(shì)，以及市場(chǎng)的走向。這樣，自然也就不難理解通訊業(yè)務(wù)為何在賽靈思如此緊俏了。
C-RAN架構(gòu)帶來(lái)的變革
我們首先還是可以回顧一下4G在轉(zhuǎn)往5G時(shí)的架構(gòu)變遷，Gilles也在交流會(huì)上與我們大致談到了這一點(diǎn)。5G架構(gòu)的變化必然是包含了核心網(wǎng)、承載網(wǎng)和接入網(wǎng)的集體變化的。
圖片來(lái)源：Netmanias
變化的重點(diǎn)部分實(shí)質(zhì)是5G的無(wú)線接入側(cè)開(kāi)始全面轉(zhuǎn)向C-RAN架構(gòu)。3G、4G時(shí)代盛行D-RAN（分布式無(wú)線接入網(wǎng)），當(dāng)時(shí)BBU（基帶處理單元，可以簡(jiǎn)單理解為圖中的DU，實(shí)際5G時(shí)代，CU和DU是對(duì)BBU切分）和RRU（圖中的RU，也叫RRH，負(fù)責(zé)射頻處理）設(shè)備雖然已經(jīng)分開(kāi)，RRU被搬到了天線身邊，但BBU和RRU還沒(méi)有分得太開(kāi)。5G的高頻、高帶寬特性決定了基站數(shù)量的大幅增加，而每個(gè)蜂窩基站就要求專門的BBU、RRU和天線，加上電力、散熱等基建投入和維護(hù)成本，D-RAN的這種架構(gòu)就會(huì)導(dǎo)致成本的大幅增加。
于是C-RAN（云RAN或中心化RAN）就誕生了。C-RAN的核心思想在于將BBU集中到一個(gè)中心機(jī)房（而且BBU本身開(kāi)始轉(zhuǎn)往NFV網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化和SDN軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)），形成了BBU基帶池，與RRU徹底分開(kāi)了。這樣空間、電力、制冷都有成本方面的大幅度降低，還提升了架構(gòu)彈性。RRU則位于遠(yuǎn)程的蜂窩基站內(nèi)，和用戶更近距離。
這種架構(gòu)實(shí)際帶來(lái)了很多額外的變化，比如說(shuō)RRU本身轉(zhuǎn)變?yōu)锳AU（圖中的AU，包含BBU的部分物理層處理功能、RRU和天線），有源天線單元，可以實(shí)現(xiàn)Beamforming波束成形技術(shù)，以及多天線陣列實(shí)現(xiàn)massive MIMO（mMIMO）；而AAU和BBU之間又需要“前傳”連接；5G時(shí)代，BBU還根據(jù)處理內(nèi)容的實(shí)時(shí)性切分成了CU和DU（CU與DU之間的連接被稱為中傳）；另外還有像是MEC邊緣計(jì)算，將原本數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器、存儲(chǔ)器下放到了BBU（主要靠近CU部分），便于減少網(wǎng)絡(luò)時(shí)延。
這些變化造就了一系列全新的商機(jī)，尤其當(dāng)5G小基站開(kāi)始大規(guī)模鋪陳的時(shí)候，承載網(wǎng)的光纖纜、前傳模塊，MU-MIMO天線、射頻組件、各部分連接器，BBU相關(guān)的各種組件，甚至BBU相關(guān)的虛擬化技術(shù)等都成為新的利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。但技術(shù)革新實(shí)際帶來(lái)了各種新的挑戰(zhàn)。從賽靈思的角度，Gilles Garcia提出了三點(diǎn)，包括：
· mMIMO大規(guī)模天線陣列（AAU部分）增加了無(wú)線電管理的復(fù)雜性；
· 前傳部分（DU到AAU）的帶寬需求，尤其在CPRI、eCPRI、以太網(wǎng)等各種融合接入；
· 回傳部分（CU到核心網(wǎng)）的吞吐量相比5G增加10倍，要求強(qiáng)大的回傳處理能力。
賽靈思通信部門市場(chǎng)總監(jiān)Gilles Garcia
挑戰(zhàn)有了，自然就有機(jī)遇。就5G相關(guān)的各個(gè)層級(jí)，賽靈思的布局還是比較多的，比如數(shù)據(jù)中心的FPGA加速卡，中心機(jī)房應(yīng)用的xHaul網(wǎng)關(guān)，小基站中的RFSoC，以及覆蓋數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)和終端的Versal ACAP。所以賽靈思才宣稱自己是“端到端自適應(yīng)5G通信平臺(tái)”?！皯{借我們現(xiàn)在的產(chǎn)品組合，我們可以覆蓋到5G整個(gè)鏈路中每個(gè)環(huán)節(jié)的需求，從無(wú)線電到前傳，到基站，到運(yùn)營(yíng)商的數(shù)據(jù)中心，到邊緣計(jì)算到網(wǎng)絡(luò)核心我們都覆蓋?！?/p>
成本、靈活性和效率
雖然5G C-RAN架構(gòu)帶來(lái)了如此大規(guī)模的變化，與各層級(jí)都相關(guān)，很難用一兩句話說(shuō)清楚5G面臨多少技術(shù)挑戰(zhàn)。不過(guò)如果抽象一下包括軟硬件在內(nèi)的各種變化，我們認(rèn)為無(wú)非也就是更低的成本、更出色的靈活性和更高的效率。C-RAN架構(gòu)的實(shí)質(zhì)本身就是為了實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊更低的成本和更高的靈活性；高效率這一點(diǎn)上，更多體現(xiàn)的是系統(tǒng)的高度集成化，比如AAU有源天線單元的存在就是最好例證。
實(shí)際賽靈思在解決屬于其業(yè)務(wù)范疇內(nèi)的挑戰(zhàn)時(shí)，基本也遵循了這個(gè)思路。這里，我們僅以RFSoC為例，來(lái)佐證這種思路。RFSoC作為首個(gè)商用的SDR（software-defined radio）系統(tǒng)，可能是最能表征5G這些特性的產(chǎn)品。SDR本身的誕生也是期望用一種電路來(lái)處理所有無(wú)線通訊的概念。
首先是效率。5G的mMIMO要求在無(wú)線電設(shè)計(jì)中用到大量有源信號(hào)鏈，連接天線陣列中的每個(gè)天線。連接天線的這種有源射頻電子元件一般由ADC/DAC、濾波器、混合器、PA或LNA組成。mMIMO整合到一個(gè)2D陣列中的獨(dú)立天線可以是32、256甚至1024個(gè)，這種超大規(guī)模天線陣列具備比較強(qiáng)的可擴(kuò)展能力，其覆蓋能力和密度都有提升，可以按照每bit更低的成本提供更高的吞吐量。
mMIMO設(shè)計(jì)中包含大量用于數(shù)字或波束成形（beamforming）的有源信號(hào)鏈，系統(tǒng)功耗、封裝尺寸都會(huì)因此很大。所以將RF組件或者采樣ADC/DAC集成到數(shù)字前端SoC之上，自然就能降低功耗、封裝尺寸和成本。這是RFSoC的核心思路，F(xiàn)PGA+ARM處理子系統(tǒng)+RF采樣ADC/DAC，三者融合。RFSoC另一頭接濾波器、低噪放以及天線等。
對(duì)功耗和體積的降低實(shí)際上也很容易理解。常規(guī)外部獨(dú)立的RF采樣ADC/DAC，在RF前端和數(shù)字前端之間會(huì)收發(fā)大量數(shù)據(jù)，收發(fā)器（transceiver）I/O是需要產(chǎn)生接口功耗的；另外ADC/DAC本身的功耗也不小。將ADC/DAC集成進(jìn)來(lái)，就沒(méi)必要再用JESD204B協(xié)議相關(guān)器件，功耗隨之下降，天線越多功耗優(yōu)勢(shì)相比RF獨(dú)立的設(shè)計(jì)也更明顯。至于尺寸縮減，已經(jīng)無(wú)需贅言了：賽靈思的數(shù)據(jù)提到，PCB面積可以縮減40%-75%。
MWCS賽靈思展位
針對(duì)RFSoC演示5G NR/LTE幀信號(hào)到DAC鏈路，通過(guò)頻譜儀分析射頻采樣輸出信號(hào)EVM及ACLR等指標(biāo)；還有相應(yīng)的ADC指標(biāo)。
其次是成本。除了拿RFSoC和對(duì)應(yīng)所有分立器件對(duì)比成本，“我們當(dāng)然有競(jìng)爭(zhēng)力?！盙illes的下面一席話很有意思：“如果設(shè)備商要開(kāi)發(fā)個(gè)ASIC，面對(duì)的復(fù)雜性包括一顆芯片如何去適應(yīng)多頻段、多市場(chǎng)、多協(xié)議。我們并不是說(shuō)未來(lái)沒(méi)有ASIC這樣的做法，ASIC還是會(huì)有，但它會(huì)更偏向?qū)ｉT的細(xì)分領(lǐng)域。而多頻段支持，在無(wú)線的部分，F(xiàn)PGA會(huì)更適應(yīng)?！?/p>
“3GPP標(biāo)準(zhǔn)，去年已經(jīng)發(fā)了16版，現(xiàn)在已經(jīng)在準(zhǔn)備第17版，預(yù)備引入新的功能。ASIC需要18-24個(gè)月之前就已經(jīng)著手去做，那會(huì)兒肯定錯(cuò)過(guò)了16版的一些功能；如果現(xiàn)在著手去搞，必然要錯(cuò)過(guò)17版的一些功能了?！?/p>
最后還有靈活性。從8T8R天線的基礎(chǔ)性部署，可以擴(kuò)展到64T64R，“64x64需要4個(gè)RFSoC，128x128就需要8個(gè)RFSoC，256x256需要16個(gè)RFSoC。我們現(xiàn)在已經(jīng)有客戶在談做256x256了，同樣的可擴(kuò)展性能夠一直延續(xù)?！碑?dāng)然還有FPGA本身的靈活性。
RFSoC可部署的位置
RFSoC遇見(jiàn)人工智能
實(shí)際上賽靈思RFSoC的射頻采樣集成方案并不是獨(dú)此一家的，TI、ADI也都有，不過(guò)在實(shí)現(xiàn)上RFSoC卻更完備。2018年RFSoC一代產(chǎn)品投產(chǎn)，覆蓋到了4GHz頻段，另外就是支持?jǐn)U展的毫米波接口，雷達(dá)解決方案、有線電視應(yīng)用；今年2月份的MWC展，RFSoC二代產(chǎn)品展示，近期應(yīng)該已經(jīng)開(kāi)始出貨了；按照規(guī)劃，6GHz以下全覆蓋的RFSoC三代預(yù)計(jì)今年也要出貨了。
在Gilles呈現(xiàn)的產(chǎn)品路線圖中可以看到大約在2021年會(huì)有第四代Versal AI RF問(wèn)世，“也會(huì)有集成的DAC、ADC”。這里的AI人工智能RFSoC是何物？
前文提到5G基站中進(jìn)化出現(xiàn)的AAU，除了mMIMO這一特性之外，還有個(gè)很重要的特性。有源天線能夠?qū)⑿盘?hào)專注到某個(gè)特定的方向，這樣從基站抵達(dá)特定設(shè)備的信號(hào)也就更強(qiáng)了，這就是傳說(shuō)中的波束成形（beamforming）技術(shù)。這種技術(shù)對(duì)于5G的價(jià)值而言，就是帶寬、時(shí)延和吞吐量都優(yōu)化。不過(guò)現(xiàn)如今的波束成形算法，與8T8R時(shí)期相比，DSP算力需求提升了30多倍。
在此，賽靈思的做法是“利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，基于用戶行為來(lái)優(yōu)化波束成形技術(shù)。一方面是波束的投放，針對(duì)每個(gè)用戶都可以投放得更加精準(zhǔn)；另外就是排期，我們可以預(yù)測(cè)什么時(shí)候何種用戶會(huì)加入到這個(gè)片區(qū)的網(wǎng)絡(luò)，并預(yù)算分配一個(gè)波束給他。”“另外利用人工智能還可組成所謂的RAN SON，針對(duì)不同的無(wú)線裝置mMIMO，用戶從這個(gè)片區(qū)過(guò)渡到下個(gè)片區(qū)時(shí)，可以借由人工智能技術(shù)，保證有平滑的體驗(yàn)?！?/p>
這就是未來(lái)2-3年內(nèi)，賽靈思預(yù)計(jì)要推的第四代RFSoC，7nm Versal平臺(tái)。Gilles宣稱這代芯片的“5G支撐能力可以提升4倍”，因?yàn)槔锩姘薃I引擎，可大幅提升芯片算力。其機(jī)器學(xué)習(xí)性能比現(xiàn)在的16nm技術(shù)提高20倍，功耗降低40%。
這里的AI引擎應(yīng)該指的是用于inferencing低精度計(jì)算的專核。不過(guò)這個(gè)布局一點(diǎn)兒也不讓人意外，上個(gè)月賽靈思就宣布面向少量客戶交付Versal AI Core和Versal Prime系列器件。這是賽靈思現(xiàn)如今正在大力推廣的ACAP架構(gòu)的第一款成品。由于篇幅的關(guān)系，ACAP這里就不再深入探討了。不過(guò)Versal的這款早期產(chǎn)品就是應(yīng)用臺(tái)積電7nm制程，融合了嵌入式計(jì)算的標(biāo)量引擎、FPGA編程自適應(yīng)引擎，以及用于機(jī)器學(xué)習(xí)inferencing的智能引擎。Versal AI Core看重的就是inferencing吞吐量和性能。
目前已經(jīng)交付的Versal產(chǎn)品并不包含RF系統(tǒng)，只是未來(lái)和RFSoC的融合也是種必然?！拔覀冋J(rèn)為在5G下一波部署中，Versal器件會(huì)給我們帶來(lái)很大的增長(zhǎng)潛力。”Versal AI Core在賽靈思看來(lái)，一個(gè)特色是“混搭”，“有的客戶用一部分資源做機(jī)器學(xué)習(xí)，另一部分做AI波束成形”，想用于5G無(wú)線電或想用于AI人工智能，看客戶選擇。
5G讓財(cái)報(bào)更好看
今年5月中旬，賽靈思在投資者會(huì)議上表示，預(yù)期2020財(cái)年公司收益將介于34.5-36億美元之間，中值實(shí)際已經(jīng)高于IBES的預(yù)期。Victor Peng表示，公司今年針對(duì)未來(lái)5年內(nèi)擴(kuò)展5G、數(shù)據(jù)中心、自動(dòng)駕駛汽車市場(chǎng)方面的投入得很多。預(yù)期2020財(cái)年毛利率67%-69%，中值同樣超出預(yù)期。
RFSoC實(shí)際只是賽靈思通訊業(yè)務(wù)的其中一部分，典型的還有解決前傳帶寬需求、融合接入問(wèn)題的xHaul網(wǎng)關(guān)，“無(wú)論是CPRI、eCPRI、ORAN或者BBU（DU/CU）都可以進(jìn)來(lái)，包含所有器件和知識(shí)產(chǎn)權(quán)做成單一的FPGA；而且要傳輸這些數(shù)據(jù)的話，這樣的鏈路需要達(dá)到100G以上?，F(xiàn)在看到有心得平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生，總體吞吐量可以達(dá)到400G，這在4G網(wǎng)絡(luò)是前所未見(jiàn)的?！闭蟄ltraScale+FPGA單芯片這種xHaul網(wǎng)關(guān)也是一例。而和5G掛鉤的，實(shí)際還有數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)相關(guān)的FPGA加速卡，這也是賽靈思鏖戰(zhàn)的重要一役。
最后值得一提的是，Gilles提到：“當(dāng)前來(lái)自RFSoC的收入，其實(shí)還沒(méi)有對(duì)公司整體收入帶來(lái)重大變化，現(xiàn)在還是幾千萬(wàn)美元量級(jí)。原因是OEM需要時(shí)間，從芯片的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)到部署。我們認(rèn)為二代產(chǎn)品出來(lái)以后，會(huì)帶來(lái)真正重大的收入影響。預(yù)計(jì)明年年初會(huì)有比較清晰的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)?！?/p>
2020財(cái)年賽靈思財(cái)報(bào)的收益組成可能會(huì)非常有趣，并且也是時(shí)候看看CEO Victor Peng指出的數(shù)據(jù)中心為先策略究竟能否落實(shí)，畢竟賽靈思的通訊業(yè)務(wù)目前的前景可是真的大好過(guò)自家的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)，即便Gilles說(shuō)要看未來(lái)2023年。