今年在西班牙巴賽隆納舉辦的世界行動通訊大會(MWC 2018)充滿了令人興奮的產品發佈和公告。雖然有少數產品正試圖重燃經典,像諾基亞(Nokia) 8110 4G手機是依照最初的《駭客任務》(The Matrix)電影復古改造而來的,但大多數產品則是展望未來。其中兩種技術尤其代表了移動世界的未來:人工智慧(AI)和5G通訊。但這兩個領域之間的聯繫是什麼?

20180425_Ceva_NT71P1 5G + AI = 未來(來源:Shutterstock)

AI是最流行的關鍵詞,但有多少真實性?

人工智慧是一個巨大的商機。據安侯建業(KPMG)統計,人工智慧和機器學習在2017年獲得了120億美元的創投,比前年增加了一倍。但如同每一個熱門趨勢一樣,這個詞的使用範圍遠遠超出了它的真實含義。不要誤解我的意思,從自動駕駛車輛和機器人,到智慧音箱和耳機,人工智慧正在改變世界。然而,許多產品將人工智慧作為賣點,但實際上是基於已經編寫好演算法,所以分辨流行辭彙和實際是非常重要的。

人工智慧的使用也許並不是為了創造一個像影片《真實的人類》(Humans)中一樣超級智慧強大的人形機器,或是像《西方極樂園》(Westworld)裡面的機器人。它可以被應用於更普遍更專業的應用上。但要被認定是人工智慧,它將包括一個學習過程和產生一個結果,可能無法透過簡單野蠻的計算實現。這種類型的人工智慧正變得非常普遍,尤其是圍繞深度學習和神經網路,它們驅動的許多技術每天被數百萬人使用。

5G的挑戰:極快的速度伴隨極高複雜度

MWC另一個巨大的話題是5G。我的同事曾經撰文討論過5G在2017年中期的發展態勢,令人印象深刻的是可以看到5G技術已經發展了多遠。5G有望成為革命性的技術,推動如自動駕駛車輛、智慧家庭和智慧城市、移動增強和虛擬現實(VR)以及4K視訊串流應用的發展。這樣的預期已經持續了一段時間,現在,5G的潛力正開始結晶。

一個例子是最近諾基亞發佈ReefShark Soc準備迎接5G的挑戰,其中包括用於無線通訊的CEVA-XC架構。據路透社(Reuter)報導,甚至美國總統川普(Donald Trump)的安全團隊都希望加快啟動美國的5G網路建設,作為因應來自海外網路和經濟安全威脅的對策。現在可以有把握地說,人人都知道5G是通訊的未來。

5G令人滿意的原因有很多。它的頻寬將遠遠大於4G,可以支援之前不可用的串流媒體內容。其可靠性大大提升,以實現關鍵性任務和極低延遲的場景,例如讓自動駕駛得到保障。它還將大幅增加可連接裝置的數量,連網裝置將呈指數級成長,並形成物聯網(IoT)。所以,從家用最小的感測器到最複雜的自動化車輛,都將受益於5G技術。

極其複雜的計算也會帶來問題。例如高達60GHz的毫米波(mmWave)頻段技術,大規模MIMO (多輸入多輸出支援64-256支天線)和低波段sub-6GHz的頻率,為5G實體層(PHY)帶來了新的挑戰和大量複雜且非線性的計算。除了這些複雜性,5G的定義還沒有正式標準化。5G新無線(New Radio;NR) release-15是3GPP最新發佈的版本,但目前所有晶片必須保持支援release-16的靈活性,以及非3GPP標準的其他版本。滿足這些要求需要一種與以往不同的全新方法。

以機器學習和強大的DSP因應5G挑戰

在MWC中,CEVA介紹了一款針對智慧手機和寬頻連接裝置的5G NR IP平台——CEVA PentaG,可望解決5G的挑戰。該解決方案結合了CEVA在通訊DSP的豐富經驗,以及在人工智慧特別是機器學習上的專業知識,整合了一個增強版的CEVA-XC4500 DSP加上先進的人工智慧處理器、一個強大的向量MAC單元(VMU)協同處理器,以及一組CEVA-X2 DSP和最佳化的硬體加速器。

20180425_Ceva_NT71P2 CEAV在MWC的5G展示(來源:CEVA)

這種組合可以透過極低的功耗處理5G繁重的計算,並具備未來軟體升級的靈活性。透過在MWC的展示,顯示PentaG可以處理複雜的通道狀態資訊(CSI)和最高支援MIMO4x4和256 QAM等具挑戰的應用場景。CEVA的創新方法是使用人工智慧處理5G的CSI計算,使5G先進接收器達到最高的吞吐量。導入人工智慧有助於縮小性能不匹配的差距,克服現有方法的複雜性屏障。