对于通信网络和人工智能的结合,在嵌入式FPGA可

来源:http://www.xtairline.com 作者:通讯产品 人气:176 发布时间:2019-09-12
摘要:人工智能是去年最火的科技新词之一,作为一门历久弥新的技术,人工智能从概念提出到现在已有60年历史,在近几年取得了重要突破并走向实际应用,如同一场春雨,渗透到各行各业

人工智能是去年最火的科技新词之一,作为一门历久弥新的技术,人工智能从概念提出到现在已有60年历史,在近几年取得了重要突破并走向实际应用,如同一场春雨,渗透到各行各业,润物细无声。

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虽然FPGA芯片自20世纪80年代开始供货,但嵌入式FPGA仅在大约五年前才推出。然而,由于其惊人的灵活性和功能集,它很快就在市场上占据了一席之地。它现在可以从多家供应商,各种代工厂(台积电,GlobalFoundries,SMIC和三星)以及180,40,28,22,16,14,12和7nm等工艺节点上商业化获得。嵌入式FPGA还被广泛应用于航空航天,通信,网络以及最近的人工智能。

通信业与人工智能密切相关。一方面,通信网络是人工智能走向爆发的基础。 “为什么在这个时间节点上,业界对人工智有这么高的期待?一个很重要的基础是运营商的网络能力得到了大提升。” 中国联通总裁陆益民如是说。另一方面,通信网络正在大转型,也迫切需要人工智能技术全面提升性能。

近年来,人工智能技术和应用发展非常快,不仅被大量用于图像、语音、文本等数据分析,还在高计算量数据分析、跨领域特性挖掘、动态策略生成等方面展现出了极为广阔的应用前景。通信行业在研发新一代网络技术时,就把AI的应用设定为了一个非常关键的目标。

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拥有雄厚技术实力的通信设备商,因此对人工智能技术和应用研究表现积极,成为重要的参与者。近日,《人工智能助力网络智能化-中兴通讯人工智能白皮书》首发,中兴通讯大数据和AI方案规划总工张嗣宏接受C114专访,展望了通信业应用人工智能的前景。

中兴通讯人工智能方案总工张嗣宏近日在接受飞象网记者采访时表示,随着技术的不断发展,通信网络变得越来越复杂,资源调用和日常运维都变得非常困难,而AI则可以帮助运营商更好地迎接这种挑战。“中兴通讯在AI领域有深厚的积累,可以提供全能力、全场景的AI产品,帮助运营商建设高度智能化的全自治网络。”张嗣宏说。

在嵌入式FPGA可用的短短几年内,该行业已经看到了几代产品。随着每一代新产品的出现,嵌入式FPGA变得更加灵活,更适用于新应用,所有这些都是由客户需求驱动的。事实上,嵌入式FPGA的应用似乎是无穷无尽的,并且在未来,这种技术应该像今天的Arm处理器一样普及。本文将回顾嵌入式FPGA的各代,以当前可用的当前功能结束。

三阶段向AI演进

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第一代

与人工智能的密切关系,使得通信业早早开始了人工智能应用实践。张嗣宏说,当前人们了解较多的是人工智能在图片、语音领域的一些应用,对于通信网络和人工智能的结合,很多人并不熟悉。其实人工智能技术应用于通信网络已经开始,不少运营商都积极在网络运营运维领域引入AI技术,比如故障告警的根因分析、网络负荷优化等领域。

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第一代嵌入式FPGA相对简单,通常使用4输入LUT。为了提供一系列阵列大小,一些供应商将其嵌入式FPGA设计为复制瓦片阵列,顶层互连自动连接阵列范围网状互连中的瓦片。使用命令行界面在Verilog中完成编程。

全球领先的运营商、设备商积极展开人工智能技术研究和应用实践,需求和技术的结合必将推动人工智能技术在通信行业的加速发展。预计未来2-3年,在5G智能化、云化重构等场景中,引入AI的运营商占比将显著提升。咨询机构Gartner预计,到2022年,50%的电信运营商将在多个领域使用人工智能,应用前景广阔。

5G发展需要AI

第二代

“网络性能提升只是人工智能技术跟通信网络结合所带来的好处之一。我们认为人工智能技术的引入,将会给网络运营运维模式带来巨大变革,通信网络将从当前以人为主的人治网络转向自我驱动的自治网络。”张嗣宏指出,“网络自治、预见未来、随需而动、智慧运营”将成为未来智能化网络的关键能力。

在未来几年间,运营商将全面推进5G网络建设,与此同时,自身也要继续深入推进云化转型、积极发展IoT业务,并努力满足用户多样化的需求。这一切都将使得电信网络和业务变得越来越复杂,运营成本、网络运维方面的压力也会越来越严重。

第二代嵌入式FPGA根据客户对第一代产品的反馈意见添加了一系列功能。这些新功能包括:

张嗣宏表示,网络的智能化演进不会一蹴而就,而是结合应用场景的需求和技术的成熟度逐渐深入。中兴通讯认为网络智能化演进将经历三个阶段:自治1.0阶段,到2018年底,预计可实现AI在网络中的综合利用率达到10%; 自治2.0阶段,到2020年左右,结合5G的规模部署,预计可实现AI在网络中的综合利用率达到40%;自治3.0阶段,到2025年左右,实现全网端到端、全流程自动化和智能化,预计AI在网络中的综合利用率将达到100%。

张嗣宏告诉记者,从网络本身来看,移动通信网络将出现2G/3G/4G/5G多种制式长期共存的局面,网络管理和优化将愈发困难。而且由于网络中大量采用虚拟化分层解耦技术,网络故障的定界、定位也会更加困难;云化技术可以让通信网络变得更加灵活,但是也为资源调度和管理变得更加复杂。此外,5G网络在带宽、时延、可靠性、连接数等关键业务指标上都有大幅度提升,可以为不同业务提供差异化的支撑。“要想充分发挥网络潜能、快速适应网络需求变化,新一代网络设备必须具备较高的智能水平。”张嗣宏说。

6输入LUT与当今最先进的FPGA一样。6输入LUT增加了嵌入式FPGA的密度和性能。

“各阶段演进过程中,类似智能RCA、云化网络资源智能调度、Massive MIMO智能参数配置、端到端智能化切片等方面将会逐渐引入AI技术。今后随着5G规模商用,人工智能与通信网络的结合将会进一步加速。” 张嗣宏说。

从业务和应用的角度来看,5G网络将要面对人与人、人与物、物与物纵横交错的全场景通信模式,而不同应用场景对服务等级协议SLA的需求是不同的,与之配套的网络管理会变得非常复杂。另一方面,5G可以为不同业务、不同用户提供多元化、个性化的体验,而如何构建背后的支撑保障模式,对于运营商来说也是一个很大的挑战。

能够在阵列的行之间集成任何类型/大小的RAM。这为分布式计算提供了更多本地化内存。这是一个非常重要的补充,因为评估嵌入式FPGA的1/3客户正在申请此功能。

在这个过程中,运营商和设备商需要与行业共同解决标准统一的难题,包括架构的统一、设备接口的统一、数据格式的统一等。此外,人工智能技术虽然高速发展,但是网络智能化算法还有很大提升空间,需要算法专家和通信专家合作,更好地提升AI算法能力。

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GUI界面,用于使用各种图形工具进行编程,以加速评估和开发。

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