ARM

David Maidment，Neil Werdmuller

5G通信的主要特點(diǎn)和所需的主要技術(shù)

ARM

David Maidment，Neil Werdmuller

引言

隨著無線通信行業(yè)為下一代移動(dòng)寬帶設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化而升級(jí)，即實(shí)現(xiàn)所謂的5G， 本文將探討這對(duì)于技術(shù)、挑戰(zhàn)和使用案例來說意味著什么。本文重點(diǎn)關(guān)注基于ARM Cortex-R8的實(shí)時(shí)處理器將如何帶來千兆位級(jí)(Multi-Gigabit)的新產(chǎn)品，同時(shí)仍以低功耗作為設(shè)計(jì)核心。

快速移動(dòng)寬帶革命

隨著移動(dòng)寬帶的持續(xù)變革，新的使用案例正不斷涌現(xiàn)。5G的出現(xiàn)將繼續(xù)推動(dòng)一直處于聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)且相互連接的世界，同時(shí)反過來改變?nèi)祟愅澜缃换サ姆绞?。與千兆位級(jí)服務(wù)一樣，5G也承諾支持低吞吐量、能量受限的設(shè)備或所謂的“Massive Machine-Type Communications” (MMTC)?？梢钥吹?，如今LTE中出現(xiàn)了MTC，其標(biāo)準(zhǔn)包括LTE Cat-0和NB-IoT，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)都為5G奠定了基礎(chǔ)。

圖　1

隨著5G的來臨，手機(jī)又會(huì)有哪些不一樣的地方呢？如今討論5G標(biāo)準(zhǔn)的一些提議大多圍繞網(wǎng)絡(luò)效率，主要關(guān)注如何處理移動(dòng)數(shù)據(jù)的絕對(duì)值和需求。千兆位級(jí)服務(wù)將允許消費(fèi)者在瞬間內(nèi)完成數(shù)字化內(nèi)容下載，而超低延時(shí)連接可使諸如VR 和AR服務(wù)、新型的汽車應(yīng)用成為可能。

手機(jī)之外，除了作為一個(gè)重要技術(shù)，5G還能夠促成更多的額外服務(wù)。5G將讓遠(yuǎn)程醫(yī)療變成現(xiàn)實(shí)，允許內(nèi)科醫(yī)生和醫(yī)療保健工作者通過連接5G的設(shè)備遠(yuǎn)程管理病人，這是普及醫(yī)療保健和身心健康的真正機(jī)會(huì)。

低碳經(jīng)濟(jì)可能是未來十年內(nèi)世界的最大挑戰(zhàn)之一。高效可靠無線互聯(lián)網(wǎng)的廣泛利用將有助于實(shí)現(xiàn)低碳經(jīng)濟(jì)，因?yàn)檫@可以提高效率并促進(jìn)更高程度的控制和融合。從智能街道照明管理、遠(yuǎn)程排放監(jiān)控、公共交通到公共信息，5G將為我們的日常生活帶來無限可能。5G網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)本身也需要降低功耗，可為移動(dòng)運(yùn)營商降低運(yùn)營成本，并極大地降低碳排放。5G不僅能夠在家里家外，還能在開車時(shí)為我們帶來全新體驗(yàn)。5G被視為“超越移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)”的技術(shù)，其高性能和低延遲的特點(diǎn)，助力其能夠以傳統(tǒng)4G/WiFi服務(wù)難以企及的方式進(jìn)行推廣?；ヂ?lián)汽車或自動(dòng)駕駛被視為非常需要高可靠性、低延遲無線連接的重要領(lǐng)域，例如安全和防碰撞。

使下一代設(shè)備成為可能

頻譜是一個(gè)寶貴的資源，而過去十年間隨著移動(dòng)業(yè)務(wù)需求量的激增，對(duì)無線電頻譜的需求也隨之增長。以前認(rèn)為無線電頻譜分為“塊”或“媒介物”，可以應(yīng)用于不同領(lǐng)域，例如電視、WiFi、藍(lán)牙或手機(jī)。而監(jiān)管者(例如美國的聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)和英國的通信管理局(OFCOM))則按區(qū)域分配頻譜以應(yīng)用于不同領(lǐng)域。

手機(jī)出現(xiàn)的早期相對(duì)簡(jiǎn)單，分配幾塊頻譜(通常以拍賣的方式進(jìn)行)以提供主要以語音為基礎(chǔ)的服務(wù)，只會(huì)消耗很少量的頻譜。在過去十年內(nèi)，隨著智能手機(jī)的出現(xiàn)，這一狀況發(fā)生了改變，而且頻譜越來越多地被用于移動(dòng)寬帶業(yè)務(wù)。一般而言，提供給用戶的吞吐量越高，為此服務(wù)而使用的頻譜就越多。如果將這一數(shù)字乘以用戶數(shù)，很快就會(huì)發(fā)現(xiàn)移動(dòng)數(shù)據(jù)供不應(yīng)求，而傳統(tǒng)意義上的頻譜分配卻沒有跟上這一變化。

那么，整個(gè)行業(yè)要如何跟上變化、提供移動(dòng)寬帶體驗(yàn)?zāi)?？而這對(duì)未來十年的手機(jī)技術(shù)挑戰(zhàn)又意味著什么呢？

圖　2

外加先進(jìn)無線技術(shù)的載波聚合(MIMO)被用于幫助緩解壓力并提供更高效的服務(wù)。從3G系統(tǒng)到LTE，數(shù)據(jù)速率不斷增加，盡管這部分成果來源于更復(fù)雜的調(diào)制和MIMO技術(shù)，但是吞吐量的增加主要受益于載波聚合的進(jìn)步，使得更高效利用碎片式頻譜成為現(xiàn)實(shí)。

授權(quán)頻段是頻譜的一部分，其使用也存在一定的局限性，例如：某塊頻譜可能僅限于手機(jī)業(yè)務(wù)使用并分配給某個(gè)特定的手機(jī)運(yùn)營商。授權(quán)頻段的優(yōu)勢(shì)在于運(yùn)營商可以完全控制該部分的頻譜，這樣就可以管理服務(wù)質(zhì)量并提供相應(yīng)的服務(wù)。授權(quán)頻段的局限性在于其是一種始終寶貴的資源，無法滿足移動(dòng)數(shù)據(jù)不斷增長的需求。為了克服這個(gè)局限性，運(yùn)營商越來越關(guān)注如何將未授權(quán)頻段和既有的授權(quán)頻段服務(wù)結(jié)合起來。未來會(huì)越來越多地看到將未授權(quán)頻段納入到載波聚合，這樣設(shè)備可以同時(shí)使用授權(quán)頻段(通常作為一個(gè)控制通道)和未授權(quán)卸載(如用于WiFi和新興的LTE未授權(quán)技術(shù))。第三代合作伙伴項(xiàng)目(3GPP)內(nèi)許多LTE標(biāo)準(zhǔn)會(huì)集中關(guān)注這些未授權(quán)卸載技術(shù)的管理。

5G擁有良好的前景，但是其標(biāo)準(zhǔn)尚未確立。如果處理得當(dāng)，5G將開啟未來20年數(shù)字化服務(wù)的發(fā)展，為日常生活帶來全新并且更強(qiáng)大的用例。

圖　3

5G將帶來全新的調(diào)制算法和日益復(fù)雜的MIMO技術(shù)，從而最大化頻譜資源的使用效率并提供較早期LTE性能50倍的吞吐量。5G包括一個(gè)很寬波段的頻帶，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出如今在LTE中的頻帶，難點(diǎn)在于使各頻段間的接入技術(shù)實(shí)現(xiàn)和諧，并且在努力增加下一代服務(wù)容量的同時(shí)實(shí)現(xiàn)效率的最大化。從提供廣域服務(wù)的sub GHz頻段到如今WiFi廣泛使用的區(qū)域性GHz頻段，在5G時(shí)代都會(huì)有廣泛部署。進(jìn)一步來講，5G能夠支持30 Hz以上的至今未充分利用的毫米波段，這些波段能夠提供與5G相關(guān)的數(shù)千兆比特每秒(multi-Gbps)的吞吐量。毫米波段的缺點(diǎn)之一為：我們只可以期待設(shè)備在“視線”和基站幾十米之內(nèi)工作，這本質(zhì)上為部署帶來了挑戰(zhàn)。

所以，這一切對(duì)智能手機(jī)的未來都意味著什么呢？尤其是對(duì)調(diào)制解調(diào)器基帶加工的未來意味著什么呢？回顧這些趨勢(shì)，可以注意到，SoC設(shè)計(jì)者在滿足新要求時(shí)也面臨這3個(gè)難題：

① 數(shù)據(jù)速率持續(xù)上升，有望看到在不久的將來以LTE為基礎(chǔ)的多兆比特服務(wù)，5G的吞吐量可能高達(dá)10～20 Gbps。

② 載波聚合的大量增加，吞吐量和網(wǎng)絡(luò)容量最終由日益復(fù)雜的載波聚合提供，該聚合讓手機(jī)調(diào)制解調(diào)器處理器具有高運(yùn)算復(fù)雜度，因?yàn)槠錇槎鄠€(gè)并聯(lián)無線接入承載服務(wù)，該主題將持續(xù)成為LTE技術(shù)(LTE高級(jí)Pro)和5G技術(shù)進(jìn)化的關(guān)鍵。

③ 要持續(xù)推動(dòng)功效和手機(jī)電池壽命的最大化，由于引進(jìn)了新的接入技術(shù)，無法與用戶體驗(yàn)做出妥協(xié)，因?yàn)檫@樣的手機(jī)調(diào)制解調(diào)器需要將功效作為其設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

而ARM Cortex-R8有助于設(shè)計(jì)者滿足以上需求，在兼顧上一代(諸如3G和LTE等)技術(shù)的反向兼容性和傳統(tǒng)支持的同時(shí)，繼續(xù)成為當(dāng)前多模設(shè)備的必選。

到目前為止，Cortex-R8處理器是ARM推出的最高性能嵌入式實(shí)時(shí)處理器，該處理器采用成熟技術(shù)，但是性能表現(xiàn)提升到新高峰。

圖　4

強(qiáng)實(shí)時(shí)(hard real-time)是指處理器在已知最壞(決定性的)情況延遲下，可以非常快速地切換以解決一件新的重要事件，該最壞情況延遲通常只有幾 ns，使來自系統(tǒng)其他部分的中斷能夠被發(fā)現(xiàn)并迅速得到響應(yīng)。第一層LTE高級(jí)Pro和5G調(diào)制解調(diào)器的任務(wù)控制將處理多載波和很高的數(shù)據(jù)速率。因此，處理器必須以很高的時(shí)鐘脈沖頻率運(yùn)行，能夠在很多任務(wù)之間快速地切換并處理外來事件。諸如WiFi的未授權(quán)載波提供的數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)包速率比LTE更高，需要一個(gè)專門的處理器將這些不同的載波結(jié)合和控制。采用11級(jí)流水線的Cortex-R8可以快速計(jì)時(shí)，以提供所需的性能。流水線是“亂序的”，意味著就算有些指令在等待來自較慢外部存儲(chǔ)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)時(shí)，也可以繼續(xù)處理，這在很大程度上減少了流水線的“故障”，并盡可能提供最好的性能。

Cortex-R8加強(qiáng)了緊密耦合存儲(chǔ)(TCM)，允許快速存儲(chǔ)中存在更多的代碼和數(shù)據(jù)，這樣在訪問重要程序和數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)存在延遲。與高速緩存是由處理器管理不同，緊密耦合存儲(chǔ)是由開發(fā)人員管理的，這樣重要的指令和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)始終能夠立即獲得。在調(diào)制解調(diào)器內(nèi)有一些非常關(guān)鍵的實(shí)時(shí)程序，其他不重要的程序可以在后臺(tái)運(yùn)行。

Cortex-R8將多達(dá)4個(gè)處理器集成到一個(gè)單一的集群。就調(diào)制解調(diào)器而言，這些處理器通常是以不對(duì)稱的處理模式運(yùn)行的，可以獲得最佳效率。它能夠在手機(jī)處于空閑模式時(shí)關(guān)閉處理器電源，并只有當(dāng)吞吐量上升時(shí)才接通額外處理器的電源，從而極大地延長電池壽命。這一可配置性也使得廠商能夠創(chuàng)建不同的調(diào)制解調(diào)器，通過對(duì)軟件的投資和可擴(kuò)展的性能滿足不同LTE類型的需求。Cortex-R8可在諸多界面接口中靈活選擇，從而轉(zhuǎn)向其他調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)，使得控制外部硬件和加速器的專用接口的控制延時(shí)最短，以確保在復(fù)雜系統(tǒng)中盡可能地實(shí)現(xiàn)最佳性能。

但是，Cortex-R8并不僅僅用于調(diào)制解調(diào)器設(shè)計(jì)，它提供的行業(yè)領(lǐng)先性能也適用于企業(yè)存儲(chǔ)產(chǎn)品，包括HDD和SSD及其他要求可擴(kuò)展性的嵌入式實(shí)時(shí)平臺(tái)。Cortex-R8實(shí)施新的錯(cuò)誤檢測(cè)、更正和控制方案，以盡可能地確?？煽啃浴?/p>

提供下一代移動(dòng)寬帶體驗(yàn)

和5G全新優(yōu)化及高效率的空中接口一樣，支撐5G基礎(chǔ)設(shè)施要求的改進(jìn)型網(wǎng)絡(luò)必須能夠簡(jiǎn)化管理，并創(chuàng)建管理工具協(xié)調(diào)層(orchestration layer)，這個(gè)協(xié)調(diào)層的作用是簡(jiǎn)化下層硬件和軟件的復(fù)雜性。

全新5G基礎(chǔ)設(shè)施的成功部署需要將不同設(shè)備進(jìn)行組合。根據(jù)地理?xiàng)l件，有可能需要諸如云端無線接入網(wǎng)(Cloud RAN)、分散式內(nèi)容分發(fā)、可擴(kuò)展性控制網(wǎng)絡(luò)和自適應(yīng)天線陣列等技術(shù)。以云端無線接入網(wǎng)為例，該新技術(shù)非常具有顛覆性，當(dāng)多個(gè)基站單元和相關(guān)的控制網(wǎng)絡(luò)共同整合到“云端”時(shí)，可以提供云端無線接入網(wǎng)。

為了滿足云端無線接入網(wǎng)、分散式內(nèi)容分發(fā)和可擴(kuò)展性控制網(wǎng)絡(luò)中全新平臺(tái)的需求，ARM通過使用一些新興技術(shù)取得了重要的進(jìn)步：

① 軟件定義網(wǎng)絡(luò)(SDN)。SDN是一種提供網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性連接和簡(jiǎn)化舊的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的新方式。SDN是由開放網(wǎng)絡(luò)基金會(huì)(Open Networking Foundation)初步開發(fā)的一套標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)將控制平面和數(shù)據(jù)平面分開提供網(wǎng)絡(luò)功能的抽象軟件層。網(wǎng)絡(luò)管理和運(yùn)營可以集中進(jìn)行，而不是分散到不同的網(wǎng)絡(luò)層和網(wǎng)絡(luò)箱。通過簡(jiǎn)化的抽象軟件層進(jìn)行集中控制帶來了諸多益處，如降低了運(yùn)營成本，提高了自動(dòng)化、控制、靈活性、敏捷性和應(yīng)用創(chuàng)新。SDN將會(huì)改變?cè)O(shè)備到網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的連接方式，而且接入節(jié)點(diǎn)同聚合節(jié)點(diǎn)之間的連接方式也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生改變。

② 網(wǎng)絡(luò)功能虛擬化(NFV)。允許傳統(tǒng)功能從所有權(quán)硬件防火墻轉(zhuǎn)移到更標(biāo)準(zhǔn)化的服務(wù)器、交換器和存儲(chǔ)元件。當(dāng)這些新功能應(yīng)用于軟件中，可以輕易地應(yīng)用于數(shù)據(jù)中心、網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)或用戶端的平臺(tái)，以充分利用全球網(wǎng)絡(luò)效率。因此，NFV的益處包括通過更少的依賴所有權(quán)和專用硬件來降低資本支出(CapEx)和運(yùn)營成本(OpEx)。由于更快的配置、測(cè)試和整合，使用NFV可以加速市場(chǎng)實(shí)時(shí)服務(wù)。為了支撐諸多延時(shí)敏感的5G功能和終端使用案例，NFV的執(zhí)行必須與優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)卸載能力配對(duì)，也須同諸如移動(dòng)電子數(shù)據(jù)收集設(shè)備計(jì)算(Mobile Edge Compute)技術(shù)相配對(duì)，這些技術(shù)將虛擬化的網(wǎng)絡(luò)功能盡可能貼近接入網(wǎng)絡(luò)的電子數(shù)據(jù)收集設(shè)備，以避免網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的過度轉(zhuǎn)變。

③ 分布式智能。通過支持網(wǎng)絡(luò)內(nèi)更多的分布式智能，可以通過云端已經(jīng)部署的可用資源分布基本的決策點(diǎn)。使用工作負(fù)荷優(yōu)化的硬件和軟件來確保網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各分布點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)、存儲(chǔ)和計(jì)算功能的實(shí)現(xiàn)。工作負(fù)荷優(yōu)化硬件以高度集成的SoC為基礎(chǔ)，具有異構(gòu)處理能力，這使得該硬件在網(wǎng)絡(luò)內(nèi)可以變得更加智能，即使是縮減到最高功率和形狀因數(shù)強(qiáng)迫區(qū)位。普通的軟件平臺(tái)允許開發(fā)者和IT用戶更快地調(diào)配服務(wù)。

④ 存儲(chǔ)。隨著5G網(wǎng)絡(luò)和服務(wù)的發(fā)展，也會(huì)看到存儲(chǔ)直接融合到基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)之內(nèi)，然而通?！霸贫恕贝鎯?chǔ)被融合到數(shù)據(jù)中心內(nèi)，會(huì)逐漸看到存儲(chǔ)遷移到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)。5G設(shè)備的核心在于高帶寬和低延時(shí)服務(wù)，這些要求不僅利于空中接口無線通信，也會(huì)推動(dòng)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。分布式存儲(chǔ)和提高電子數(shù)據(jù)收集設(shè)備的智能程度都有利于使回路延時(shí)最小化并提供所需的服務(wù)和智能以實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)。

這些技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和架構(gòu)是下一代基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)或“智能靈活云”(Intelligent Flexible Could)的基礎(chǔ)之一。云端之所以靈活是因?yàn)槠淇梢钥焖贊M足不同的網(wǎng)絡(luò)要求并且可以應(yīng)對(duì)5G空中接口的具體挑戰(zhàn)；云端之所以智能是因?yàn)槠淅脴I(yè)務(wù)、顧客和網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)來加強(qiáng)既有的服務(wù)，并且是創(chuàng)建高度創(chuàng)新和競(jìng)爭(zhēng)性新服務(wù)的基礎(chǔ)。

ARM及其合作伙伴可以提供基于ARM的通用處理平臺(tái)，以滿足實(shí)現(xiàn)5G方式的不同需求。

為什么在網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施中使用ARM Cortex-A系列處理器？ARM正在提供處理器和相互連接的IP來滿足網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的需求，未來的需求直接推進(jìn)了ARM發(fā)展路線圖。要提供這樣的服務(wù)，關(guān)鍵在于各種各樣的Cortex-A處理器內(nèi)核和高速緩存一致性互聯(lián)，例如Cortex-A72、Cortex-A53和互聯(lián)產(chǎn)品的CCN家族。

新的SoC平臺(tái)將提供一系列多核異構(gòu)CPU、DSP和特定功能的加速器內(nèi)核，對(duì)于滿足吞吐量、5G部署延時(shí)和靈活性要求至關(guān)重要。越來越多的功能將被融合到單個(gè)SoC中，它通常要處理多種流量類型，包括數(shù)據(jù)通道有效負(fù)荷、控制平面流量、前端處理和用戶調(diào)度。

伴隨集成與更高性能SoC的發(fā)展趨勢(shì)，將出現(xiàn)一些處理部件會(huì)通過處理器內(nèi)核和智能信號(hào)處理部件來支持突發(fā)性高速流量有效負(fù)荷和時(shí)延敏感流量的情況。

網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施應(yīng)用混合了3個(gè)不同功能的不同層面：控制面板處理、數(shù)據(jù)包或回程處理，以及在任一特定SoC設(shè)備上可獲得的幾個(gè)內(nèi)核簇之間的事件或流量調(diào)度。

5G基站設(shè)備同5G核心設(shè)備相比，具有完全不同的功能。設(shè)計(jì)者必須要確定處理器功能的最佳組合以應(yīng)對(duì)所需的處理能力，從而在獲得的技術(shù)選項(xiàng)中做出選擇，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)提供特定的設(shè)計(jì)以抓住市場(chǎng)機(jī)遇。

① 控制面板：控制面板的功能要求每個(gè)數(shù)據(jù)包處理量最大化，尤其是每個(gè)數(shù)據(jù)包所涉及的數(shù)以萬計(jì)的指令通常是以“從運(yùn)行到完成”的模式分配，可以有效利用亂序和多級(jí)流水線。具備虛擬化功能的高性能內(nèi)核可以滿足控制面板、內(nèi)容發(fā)布網(wǎng)絡(luò)和其他要求高單線程性能的需求。在控制面板運(yùn)營的應(yīng)用包括NFV、用于云端和邊緣網(wǎng)絡(luò)的CDN和要求更多性能的潛在新興遠(yuǎn)程訪問技術(shù)(例如5G)。

② 數(shù)據(jù)平面：網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)在于能夠看到幾百M(fèi)bps或幾百Gbps范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)速率，訪問或云端部分感受到1～10 Gbps的數(shù)據(jù)；內(nèi)核處理20至幾百Gbps的數(shù)據(jù)。和控制面板不同的是，數(shù)據(jù)平面的挑戰(zhàn)在于處理回程流量的爆發(fā)、處理數(shù)據(jù)頭，并將數(shù)據(jù)置于緩沖存儲(chǔ)器內(nèi)而不丟失任何數(shù)據(jù)包。

這里包括完全不同的處理方式。許多數(shù)據(jù)平面設(shè)計(jì)使用專用的數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)，該設(shè)計(jì)通過ARM AMBA互聯(lián)將數(shù)據(jù)層面處理器連接到SoC。DSP提供一個(gè)專用最優(yōu)指令組用于數(shù)據(jù)平面處理，并且將CPU的高功耗和計(jì)算密集型功能卸載。

除了每個(gè)數(shù)據(jù)包數(shù)以萬計(jì)的指令用于控制處理，可能僅僅使用幾百個(gè)指令/數(shù)據(jù)包用于數(shù)據(jù)包處理。訪問高速緩沖存儲(chǔ)器(指令、數(shù)據(jù)、L2和L3)和外部存儲(chǔ)器對(duì)數(shù)據(jù)包處理來說也是不同的。

數(shù)據(jù)和控制處理之間存在一個(gè)重要的區(qū)別，ARM使用“無狀態(tài)”(stateless)和“有狀態(tài)”(stateful)的術(shù)語來區(qū)別這兩個(gè)概念。無狀態(tài)處理使用海量的小內(nèi)核來處理進(jìn)入SoC數(shù)據(jù)包的數(shù)據(jù)流，每個(gè)內(nèi)核以“從運(yùn)行到完成的模式”運(yùn)行，從而給數(shù)據(jù)頭分類，并將數(shù)據(jù)包納入存儲(chǔ)器，每個(gè)數(shù)據(jù)包單獨(dú)進(jìn)行處理，內(nèi)核只熟悉之前的數(shù)據(jù)包，而內(nèi)核的數(shù)量和互連的尺寸僅僅根據(jù)界面速度發(fā)生變化。相反，有狀態(tài)處理適用于更高水平的決策，數(shù)據(jù)包的歷史在這樣的情形下很重要。流量和會(huì)議可以得到管理，尤其是控制平面。

③ 調(diào)度：5G系統(tǒng)的另一個(gè)挑戰(zhàn)在于與前兩個(gè)正交。對(duì)于用戶訪問調(diào)度，如果需要按照可獲得的空中接口帶寬調(diào)度用戶，延時(shí)是關(guān)鍵。以LTE為例，可能有幾百個(gè)用戶的空中接口將被調(diào)度到他們自己的時(shí)隙。所有這一切都需要按照5G標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間限制通過潛在的幾個(gè)內(nèi)核計(jì)算，可能小于0.5 ms,里面涉及很多優(yōu)先計(jì)算,接收和傳輸任務(wù)的調(diào)度,從DSP、處理器和存儲(chǔ)器接收，以及向DSP、處理器和存儲(chǔ)器發(fā)送信號(hào)。因此，具備在異構(gòu)架構(gòu)下使用多個(gè)內(nèi)核并且在多個(gè)內(nèi)核間切換的能力至關(guān)重要。

④ 技術(shù)要求：隨著智能連接設(shè)備上的數(shù)據(jù)消費(fèi)的急速增長，受到新的空中接口技術(shù)(如5G)的推動(dòng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員需要利用相同的功率和設(shè)備位置來為更佳性能的任務(wù)帶來新設(shè)計(jì)。ARM一直在開發(fā)IP來支持更高的性能、多核處理器。連貫連接線、最佳性能增強(qiáng)物理和邏輯IP都支持這些非常靈活的異構(gòu)結(jié)構(gòu)，而異構(gòu)結(jié)構(gòu)對(duì)于確保滿足5G性能要求至關(guān)重要。新的ARM內(nèi)核(如Cortex-A72和Cortex-A53)，已經(jīng)使得性能/瓦特和性能