5G在即，5G芯片准备好了吗

今年年初我国工信部开始着手研究并测试5G技术，美国运营商Verizon已经开始测试5G，在2017年主要在商用方面进行部署。不仅仅是美国在部署5G计划，现在英国也在创立5G创新中心，日本将在 2020年的夏季奥运会推出5G商用，而韩国将会在2018年冬奥会推出5G商用，在欧洲，欧盟发起的PPP研究项目群已开始启动。面对5G即将到来的巨大市场，设备厂商也早早开始卡位布局，爱立信、中兴、华为等厂商都在加大5G产品开发的投入，这其中自然少不了上游芯片厂商的产品和技术支持。

近日，IDT公司就宣布推出其新一代RapidIO交换芯片，可提供4G  LTE-A 和5G无线基础设施系统开发所需的超低延迟、高带宽和更高的能效。IDT公司高级产品经理Tony Lukassen表示，该公司的RXS系列交换芯片超过了最新的RapidIO 10xN规范要求，能提供高出IDT公司用于当今几乎每一个4G LTE电话呼叫和数据下载的上一代交换产品两倍多的性能。全新的RXS2448和RXS1632交换芯片能够提供接近100ns的超低端口到端口延迟，以及一个灵活、高达600 Gbps高性能无阻塞架构，可实现最优化的5G交换解决方案。新的交换芯片与现有的RapidIO生态系统后向兼容，可保护以前的硬件和软件投资，同时缩短产品上市时间。

RXS系列交换芯片开发板

其中， RXS2448具有24端口和48通道，RXS1632具有16端口和32通道，它们的特点包括：
• 针对异构计算的10xN 50Gbps端口 - 支持多标准（4G和5G）基站收发台（BTS）设计，RXS交换芯片可灵活地运行在10xN标准的10 Gbaud，而且还可以速率提高25％，达到每通道12.5 Gbaud，该速率预期会在未来版本的RapidIO标准中发布。
• 超低延迟 - 100ns的端口至端口交换延迟可转为处理单元之间不到200ns的内存至内存延迟，这对于5G系统中的RTT和边缘分析至关重要。
• 更低系统功耗 - 每10 Gbps  300mW的能效，速率从1.25 Gbaud到12.5 Gbaud的可调端口和连接特性可提供最佳的功耗管理策略，实现最优的低功耗设计。

IDT公司高级产品经理Tony Lukassen

Tony介绍，这两款新产品4月提供样片，已有用户开始进行设计。

根据目前的共识，5G系统应具备的特征：容量较4G（LTE-A）提高1000倍以上，频谱效率和能耗、传输时延、系统安全和用户体验显著提高。同时5G可以为机对机通信（M2M）等物联网应用场景提供架构上的支持。

5G不单单提高网速
5G不单单在速度上，比4G快百倍；而且在容量方面，5G相比4G将实现单位面积移动数据流量增长1000倍；在传输速率方面，典型用户数据速率提升10到100倍，峰值传输速率可达10Gbps；在延迟方面，端到端时延比4G缩短5倍；而在可接入性方面，可联网设备的数量增加10到100倍；此外，在可靠性方面，低功率MMC（机器型设备）的电池续航时间将增加 10倍。

早在2014 年5月，IMT-2020（5G）推进组发布了第一份5G白皮书——《5G愿景与需求白皮书》。该白皮书指出，5G需要具备比4G更高的性能，支持 0.1-1Gbps的用户体验速率，每平方公里一百万的连接数密度，毫秒级的端到端时延，每平方公里数十Tbps的流量密度，每小时500Km以上的移动性和数十Gbps的峰值速率。即提出了六大关键性能指标，包括用户体验速率、连接数密度、端到端时延、流量密度、移动性和用户峰值速率，其中用户体验速率是指真实网络环境下用户可获得的最低传输速率。

IDT RapidIO技术在5G网络通信中的应用场景

与此同时，该白皮书还指出，5G需要大幅提高网络部署和运营的效率，相比4G，频谱效率要提升5-15倍，能效和成本效率提升百倍以上。

5G技术面临的挑战
未来的5G网络很可能是一个多业务、多接入技术、多层次覆盖的系统，如何将这些有机的融合并合理利用，为用户提供最佳的业务体验，为运营商提供最强的网络能力等，是首要的技术挑战；与此同时，支撑5G的新传输技术与组网方式，将带来设备实现复杂度，设备研发成本，网络建设和运营维护等全新挑战；而基于统一的通信协议标准设计，支持广泛的业务灵活性，对未来 IMT系统协议和技术设计都带来挑战。

此外，2020年的5G移动终端很可能要支持5-10 个甚至更多的、不同的无线通信技术，这对于芯片的设计、功耗、待机时间等等，同样是不小的挑战；再考虑到网络虚拟化技术、SDN、NFV等等正在掀起传输网络架构的革命，无线移动通信网络如何适应未来业务应用也需要进一步的探讨和研究。

最后Tony提到，此次推出的RXS系列交换芯片可满足已有4G网络基础设施建设的需求，同时可为5G的基础设施建设提供支持，满足SoC芯片内板间通信的延迟和速度要求，同时，IDT还在积极开发下一代25xN的新产品，届时将实现更显著的性能提升，提供高达25/50/100G的数据传输速度，为未来的网络应用提供更大的支持。