賽靈思2019財年Q3和Q4的業(yè)績情況非常有趣，這家公司在今年1月份公布FY2019 Q3財報后，其股價創(chuàng)下了90年代以來的新高，季度營收同比漲幅34%。但在4月公布Q4財報后，凈收益同樣約三成的同比增速，股價卻開始下行，幾近抵消了此前的漲幅。
從賽靈思自己發(fā)布的分析來看，數(shù)據(jù)中心與TME（測試測量仿真）業(yè)務(wù)收益在FY2019是有“兩位數(shù)增長”的，“尤其是本財年數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)成長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。就大趨勢來看股價可能只是個階段性調(diào)整。
來源：賽靈思財報
MWC 2019上海展會期間的溝通會上，賽靈思通信部門市場總監(jiān)Gilles Garcia表示：“此前我們就啟動了針對數(shù)據(jù)中心的發(fā)展計劃，現(xiàn)在我們的征程已經(jīng)踏上，正在穩(wěn)步前進，2023年數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)預(yù)計可以獲得10億美元增長——現(xiàn)在還只是2019年。”
另一方面，就財報成績來看，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了四成，而且凈收益的同比增幅達到74%，妥妥的公司當前營收支柱。
賽靈思在財報中提到，這部分業(yè)務(wù)主要受到5G驅(qū)動，“與OEM客戶無線電和基帶應(yīng)用有關(guān)，尤其是韓國的5G部署，以及中國的5G部署規(guī)劃。賽靈思和三星還聯(lián)合啟用了全球首個5G NR商用部署，并且將RFSoC產(chǎn)品組合擴展到5G所需的全sub-6GHz頻譜。”
此前我們就不止一次地撰文提到過，5G架構(gòu)變遷為相關(guān)5G各層級的眾多參與者提供了大量商機，這種商機并非4G可比，這一點也在我們與Gilles Garcia的交流得到了印證。而從RFSoC的發(fā)展軌跡，也能窺見5G的發(fā)展趨勢，以及市場的走向。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)帶來的變革
我們首先還是可以回顧一下4G在轉(zhuǎn)往5G時的架構(gòu)變遷，Gilles也在交流會上與我們大致談到了這一點。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。
圖片來源：Netmanias
變化的重點部分實質(zhì)是5G的無線接入側(cè)開始全面轉(zhuǎn)向C-RAN架構(gòu)。3G、4G時代盛行D-RAN（分布式無線接入網(wǎng)），當時BBU（基帶處理單元，可以簡單理解為圖中的DU，實際5G時代，CU和DU是對BBU切分）和RRU（圖中的RU，也叫RRH，負責射頻處理）設(shè)備雖然已經(jīng)分開，RRU被搬到了天線身邊，但BBU和RRU還沒有分得太開。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成本，D-RAN的這種架構(gòu)就會導(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集中到一個中心機房（而且BBU本身開始轉(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則位于遠程的蜂窩基站內(nèi)，和用戶更近距離。
這種架構(gòu)實際帶來了很多額外的變化，比如說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，可以實現(xiàn)Beamforming波束成形技術(shù)，以及多天線陣列實現(xiàn)massive MIMO（mMIMO）；而AAU和BBU之間又需要“前傳”連接；5G時代，BBU還根據(jù)處理內(nèi)容的實時性切分成了CU和DU（CU與DU之間的連接被稱為中傳）；另外還有像是MEC邊緣計算，將原本數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器、存儲器下放到了BBU（主要靠近CU部分），便于減少網(wǎng)絡(luò)時延。
這些變化造就了一系列全新的商機，尤其當5G小基站開始大規(guī)模鋪陳的時候，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)等都成為新的利潤增長點。但技術(shù)革新實際帶來了各種新的挑戰(zhàn)。從賽靈思的角度，Gilles Garcia提出了三點，包括：
· mMIMO大規(guī)模天線陣列（AAU部分）增加了無線電管理的復(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，要求強大的回傳處理能力。
賽靈思通信部門市場總監(jiān)Gilles Garcia
挑戰(zhàn)有了，自然就有機遇。就5G相關(guān)的各個層級，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”?！皯{借我們現(xiàn)在的產(chǎn)品組合，我們可以覆蓋到5G整個鏈路中每個環(huán)節(jié)的需求，從無線電到前傳，到基站，到運營商的數(shù)據(jù)中心，到邊緣計算到網(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)帶來了如此大規(guī)模的變化，與各層級都相關(guān)，很難用一兩句話說清楚5G面臨多少技術(shù)挑戰(zhàn)。不過如果抽象一下包括軟硬件在內(nèi)的各種變化，我們認為無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)的實質(zhì)本身就是為了實現(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。
實際賽靈思在解決屬于其業(yè)務(wù)范疇內(nèi)的挑戰(zhàn)時，基本也遵循了這個思路。這里，我們僅以RFSoC為例，來佐證這種思路。RFSoC作為首個商用的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處理所有無線通訊的概念。
首先是效率。5G的mMIMO要求在無線電設(shè)計中用到大量有源信號鏈，連接天線陣列中的每個天線。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2D陣列中的獨立天線可以是32、256甚至1024個，這種超大規(guī)模天線陣列具備比較強的可擴展能力，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)計中包含大量用于數(shù)字或波束成形（beamforming）的有源信號鏈，系統(tǒng)功耗、封裝尺寸都會因此很大。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。
對功耗和體積的降低實際上也很容易理解。常規(guī)外部獨立的RF采樣ADC/DAC，在RF前端和數(shù)字前端之間會收發(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集成進來，就沒必要再用JESD204B協(xié)議相關(guān)器件，功耗隨之下降，天線越多功耗優(yōu)勢相比RF獨立的設(shè)計也更明顯。至于尺寸縮減，已經(jīng)無需贅言了：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RFSoC演示5G NR/LTE幀信號到DAC鏈路，通過頻譜儀分析射頻采樣輸出信號EVM及ACLR等指標；還有相應(yīng)的ADC指標。
其次是成本。除了拿RFSoC和對應(yīng)所有分立器件對比成本，“我們當然有競爭力?！盙illes的下面一席話很有意思：“如果設(shè)備商要開發(fā)個ASIC，面對的復(fù)雜性包括一顆芯片如何去適應(yīng)多頻段、多市場、多協(xié)議。我們并不是說未來沒有ASIC這樣的做法，ASIC還是會有，但它會更偏向?qū)ｉT的細分領(lǐng)域。而多頻段支持，在無線的部分，F(xiàn)PGA會更適應(yīng)。”
“3GPP標準，去年已經(jīng)發(fā)了16版，現(xiàn)在已經(jīng)在準備第17版，預(yù)備引入新的功能。ASIC需要18-24個月之前就已經(jīng)著手去做，那會兒肯定錯過了16版的一些功能；如果現(xiàn)在著手去搞，必然要錯過17版的一些功能了。”
最后還有靈活性。從8T8R天線的基礎(chǔ)性部署，可以擴展到64T64R，“64x64需要4個RFSoC，128x128就需要8個RFSoC，256x256需要16個RFSoC。我們現(xiàn)在已經(jīng)有客戶在談做256x256了，同樣的可擴展性能夠一直延續(xù)?！碑斎贿€有FPGA本身的靈活性。
RFSoC可部署的位置
RFSoC遇見人工智能
實際上賽靈思RFSoC的射頻采樣集成方案并不是獨此一家的，TI、ADI也都有，不過在實現(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，另外就是支持擴展的毫米波接口，雷達解決方案、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)開始出貨了；按照規(guī)劃，6GHz以下全覆蓋的RFSoC三代預(yù)計今年也要出貨了。
在Gilles呈現(xiàn)的產(chǎn)品路線圖中可以看到大約在2021年會有第四代Versal AI RF問世，“也會有集成的DAC、ADC”。這里的AI人工智能RFSoC是何物？
前文提到5G基站中進化出現(xiàn)的AAU，除了mMIMO這一特性之外，還有個很重要的特性。有源天線能夠?qū)⑿盘枌Ｗ⒌侥硞€特定的方向，這樣從基站抵達特定設(shè)備的信號也就更強了，這就是傳說中的波束成形（beamforming）技術(shù)。這種技術(shù)對于5G的價值而言，就是帶寬、時延和吞吐量都優(yōu)化。不過現(xiàn)如今的波束成形算法，與8T8R時期相比，DSP算力需求提升了30多倍。
在此，賽靈思的做法是“利用機器學習算法，基于用戶行為來優(yōu)化波束成形技術(shù)。一方面是波束的投放，針對每個用戶都可以投放得更加精準；另外就是排期，我們可以預(yù)測什么時候何種用戶會加入到這個片區(qū)的網(wǎng)絡(luò)，并預(yù)算分配一個波束給他?！薄傲硗饫萌斯ぶ悄苓€可組成所謂的RAN SON，針對不同的無線裝置mMIMO，用戶從這個片區(qū)過渡到下個片區(qū)時，可以借由人工智能技術(shù)，保證有平滑的體驗?！?/p>
這就是未來2-3年內(nèi)，賽靈思預(yù)計要推的第四代RFSoC，7nm Versal平臺。Gilles宣稱這代芯片的“5G支撐能力可以提升4倍”，因為里面包含了AI引擎，可大幅提升芯片算力。其機器學習性能比現(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低精度計算的專核。不過這個布局一點兒也不讓人意外，上個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Versal的這款早期產(chǎn)品就是應(yīng)用臺積電7nm制程，融合了嵌入式計算的標量引擎、FPGA編程自適應(yīng)引擎，以及用于機器學習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)，只是未來和RFSoC的融合也是種必然?！拔覀冋J為在5G下一波部署中，Versal器件會給我們帶來很大的增長潛力?！盫ersal AI Core在賽靈思看來，一個特色是“混搭”，“有的客戶用一部分資源做機器學習，另一部分做AI波束成形”，想用于5G無線電或想用于AI人工智能，看客戶選擇。
5G讓財報更好看
今年5月中旬，賽靈思在投資者會議上表示，預(yù)期2020財年公司收益將介于34.5-36億美元之間，中值實際已經(jīng)高于IBES的預(yù)期。Victor Peng表示，公司今年針對未來5年內(nèi)擴展5G、數(shù)據(jù)中心、自動駕駛汽車市場方面的投入得很多。預(yù)期2020財年毛利率67%-69%，中值同樣超出預(yù)期。
RFSoC實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、融合接入問題的xHaul網(wǎng)關(guān)，“無論是CPRI、eCPRI、ORAN或者BBU（DU/CU）都可以進來，包含所有器件和知識產(chǎn)權(quán)做成單一的FPGA；而且要傳輸這些數(shù)據(jù)的話，這樣的鏈路需要達到100G以上?，F(xiàn)在看到有心得平臺應(yīng)運而生，總體吞吐量可以達到400G，這在4G網(wǎng)絡(luò)是前所未見的。”整合UltraScale+FPGA單芯片這種xHaul網(wǎng)關(guān)也是一例。而和5G掛鉤的，實際還有數(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：“當前來自RFSoC的收入，其實還沒有對公司整體收入帶來重大變化，現(xiàn)在還是幾千萬美元量級。原因是OEM需要時間，從芯片的設(shè)計、生產(chǎn)到部署。我們認為二代產(chǎn)品出來以后，會帶來真正重大的收入影響。預(yù)計明年年初會有比較清晰的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。”
2020財年賽靈思財報的收益組成可能會非常有趣，并且也是時候看看CEO Victor Peng指出的數(shù)據(jù)中心為先策略究竟能否落實，畢竟賽靈思的通訊業(yè)務(wù)目前的前景可是真的大好過自家的數(shù)據(jù)中心業(yè)務(wù)，即便Gilles說要看未來2023年。