人工智能助力5G数据中心转型。

我们正在见证一个巨大的计算机创新阶段。全球5G快速加速推广与数据密集型工作负荷和人工智能生成的突破性发展相交叉。整个计算生态系统需要前所未有的灵活性，以创新和探索新的加速、新的系统结构和新的方法来满足日益增长的数据消费需求。半导体设计成本上升和全球能源预算收缩带来的额外挑战意味着我们正在转型全球计算基础设施。

5G和人工智能的结合有很大的机会。5G技术可以为人工智能应用程序提供高吞吐量、低延迟和可靠的连接，以收集、传输和处理大量数据。人工智能作为回报，可以帮助5G网络动态分配资源，管理流量，检测异常。人工智能还可以利用5G为用户和设备提供个性化、情境化的智能服务。这两种技术将真正改变我们的交流、工作和生活方式。

但是每个故事都有两个方面。5G和人工智能给数据中心的运营商和客户带来了巨大的挑战，因为两者都会产生大量的数据，需要以灵活、及时、经济、节能的方式进行存储、处理和分析。为了充分利用这一机会，数据中心架构师需要围绕计算的设计、构建和部署寻找改变方法。

RAN虚拟5G：边缘数据中心的关键推动者。

虚拟无线接入网络是支持5G的关键创新之一(vRAN)。VRAN是一种相对较新的部署模式，正在流行中。它将蜂窝基带处理功能与硬件解耦，并在通用服务器上运行作为软件。

这样可以为5G网络的部署和管理提供更大的灵活性、可扩展性和效率。通过多种方式可以实现虚拟化5G基础设施的规模经济。首先，结合相同的计算基础设施，为5G连接和边缘应用提供服务，使连接和数据处理更加接近源；其次，软件驱动的云原生基础设施可以实现动态资源分配、负载平衡、配置更快、网络管理自动化，对运行效率影响很大。第三，通过光纤连接，vRAN可以将多个基站汇集到集中式服务器池中，从而减少5G基础设施的复杂性。

vRAN可以在减少延迟和提高性能的同时，促进边缘计算，使计算能力更接近最终用户及其设备。但为了充分发挥其潜力，VRAN需要一个计算平台来支持高吞吐量、低延迟和确定性的无线电信号处理，同时保持非常高的计算效率。它还需要一个高速网络接口来处理服务器、无线电和终端设备之间的大量数据流，这进一步强调了对改变方法的需求。

今天的5G数据中心：CPU和DPU

传统的通用CPU不能处理复杂多样的5GvRAN堆栈工作负载。数据中心的流量急剧增加，包括操作系统、网络层、应用程序和协议，通过将所有网络功能虚拟化为软件，从而降低了CPU的效率。为应对这一挑战，CPU需要一种特殊的加速设备，可以卸载CPU的网络任务，以提高其性能和效率。数据处理单元是当今5G数据中心最受欢迎的加速设备之一。

DPU是一种具有嵌入式处理器或编程逻辑的网卡，可以执行数据包处理、加密/解密、压缩/解压、负载平衡、防火墙、路由/交换和服务质量等网络功能。(QoS)。通过接管部分网络相关任务，DPU可以帮助降低服务器的CPU利用率和功耗，从而实现网络功能的灵活性和可编程性，并根据不同的场景进行配置和优化。

异构计算为未来的工作负荷增加了更多的灵活性。

尽管今天的5G数据中心已经使用CPU和DPU来支持vRAN和其它5G应用，但是下一代5G数据中心将需要在硬件架构、软件平台和服务模型等方面提供更大的灵活性。举例来说，数据中心可以使用GPU来处理复杂的数学、图形、视频或其它大型数据集；GPU或TPU用于机器学习工作负载；为了解决更多的定制工作负荷，FPGA可以用来编程逻辑。

这种类型的异构计算有助于提高智能边缘数据中心的性能、效率和可扩展性。这些数据中心可以提供更接近最终用户的RAN服务、云计算能力和人工智能应用服务。最终，将更专业的计算转移到更接近设备和最终用户的位置，可以改善许多下一代用例，以改善延迟，实现5G承诺。

最近，软银、英伟达和Arm宣布合作，旨在为人工智能和高性能计算(HPC)建立世界上最先进的数据中心。这是目前这类数据中心转型的最佳例子之一，具有特殊的处理功能。本次合作有望为基于NvidiaGH200GraceHopper超级芯片的生成AI和5G/6G应用提供一个开创性的平台，软银计划在日本各地新的分布式AI数据中心推出这个平台。新数据中心的分布将比过去使用的数据中心更加均匀，并且可以处理人工智能和5G工作负荷。这样，它们就可以更好地以低延迟的峰值能量运行，并且大大幅降低。

软银将与英伟达合作建立数据中心，在多租户通用服务器平台上托管生成型人工智能和无线应用，以便在全球范围内快速部署生成型人工智能应用和服务，从而降低成本，提高能效。

这种类型的创新代表了5G和人工智能的重要转折点。整个数据中心围绕特殊处理提供的目标性能构建，为运营商提供了实现vRAN潜力所需的运营效率。此外，特殊处理使运营商能够在同一物理位置共同管理计算密集型服务，如人工智能或3D视频会议，从而更接近数据和用户。这一点非常重要，因为灵活性、低延迟性和性能效率保证了计算资源的最佳使用和所需的资本和能源成本，从而改变了整个数据中心的TCO(总成本)公式。

当我们展望下一代5G数据中心时，我们对灵活高效的计算平台的需求非常重要。在5G和人工智能的推动下，下一代数据中心将被定义为适应新技术和工作负载的能力，并为企业和消费者提供所需的性能和效率——我们将继续看到高效、专业的硅作为这一领域创新和转型的基础。

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