雲端的資料流量每年都以倍數成長,並驅動各種新技術的發展,包含從手機的射頻(RF)前端到資料中心架構。

愛立信(Ericsson)技術與策略副總裁Sree Koratala說:「5G技術與其他世代的通訊技術不同,它是一種由消費者需求帶動產業發展的變化。」Koratala將在今年7月於舊金山舉辦的SEMICON West 2017上參與5G與雲端相關會議。

根據Ericsson的研究報告,2022年以前預計將有290億個連網裝置,其中有180億個為物聯網(IoT)裝置,應用在工廠、交通運輸與電網(grid)領域,預估將會超越手機與筆電等消費市場。這些領域的應用代表通訊在性能要求上需要極大的多樣化,例如有些案例要求提升5倍效率以改善延遲、資料傳輸速度更快100倍,或資料傳輸量更高1,000倍。

Koratala指出,「我們需要開發出適用於整個系統的下一代技術,從RF前端、基地台到雲端網路,以及用於擴大覆蓋範圍的3D波束成形技術、提升網路容量的MU-MIMO技術與扮演重要角色的氮化鎵(GaN)與砷化鎵(GaAs)。」他並補充說:「5G代表核心網路從基於節點的架構轉變為真正的智慧平台,在雲端動態地建立網路。」

同時,資料中心正以每年60%的複合年成長率(CAGR)增加高速連接方面的投資,因為他們希望每年都能將資料流量提升2倍。

20170623_SEMI_NT02P1 預計未來大部份的連網系統將以工業和其他物聯網(IoT)裝置為主,超過智慧型手機和個人電腦(PC)市場(來源:Ericsson)

英特爾(Intel)矽光子策略行銷與業務開發總監Robert Blum在會議中表示,「資料中心內大量的資料輸入輸出,帶動資料中心內更大的資料流量需求。這就是推動高速光通訊更深入資料中心以及光通訊產業轉型的開始。」

隨著資料中心升級至每秒達到100Gb的連網速度,矽光子技術正開始起步,未來的網路將會見到伺服器導入矽光子連接技術。日趨成熟的技術將在整合光學與網路晶片方面開啟可能性,因而不再需要可插拔模組。

英特爾的矽光子技術採用CMOS製程整合雷射技術,其方式是將磷化銦(InP)磊晶材料接合在300mm矽晶圓。具有不同波長的半導體雷射可以與光調變器和多工器一併整合在同一個晶片上。該公司第一個使用4條25G鏈路的100G裝置正在量產中,並正加速開發單條100G的雙工光纖版本發展。

雲端網路動態

The Linley Group首席分析師Jag Bolaria說:「對於通訊頻寬和雲端容量的需求快速成長,意味著半導體供應鏈的變化速度加劇。」

為了提升速度,雲端供應商正開始設計其客製化晶片,在效能與功能上與其他競爭者做出市場區隔,而不是購買現成的零件。同時,市場新進者提供的晶片具有更適於平行處理的架構,可望加速雲端運算的處理速度。

Bolaria說:「同樣地,在網路方面,雲端供應商以往每十年升級一次,現在加速到每兩年升級一次。」

伺服器到機櫃頂端交換器(top-of-rack switch)的資料傳輸速率已經從每秒10Gb提升到25G,甚至可高達50G,機櫃間的速度甚至達到100-200Gbits/s,資料中心間的速度為400Gbits/s。雲端供應商正轉向提供客製化網路解決方案,有時會直接依據自己的規格製造產品。

市場新進者也正在尋找切入新架構或更多可編程產品的機會,以滿足快速變化的市場需求。不斷變化的環境也為嵌入式處理器的供應商創造了新的機會,透過軟體來控制交換機、路由器和網路。

隨著雲端供應商建立自己的網路以維持效能,他們正為長程骨幹網路模組帶來大量的市場需求。 Bolaria提到,這將使得電信供應商在為固定無線寬頻部署光纖到近鄰(FTTN)與5G時,更加關注於最後一哩技術。

(參考原文:Data Growth Drives 5G, Cloud,by Paula Doe, SEMI)