Xilinx、5G基地局運用ニーズに対応した「Zynq RFSoC DFE」を発表

Xilinxは10月27日(米国時間)、4G/5G基地局向けに「Zynq RFSoC DFE」を発表した。この発表向けにオンラインで説明会が開催されたので、その内容をご紹介したい。

Zynq RFSoCは特に基地局向けに特化した製品で、第3世代が2019年2月に発表されているが、今回の第4世代はこの後継となる(Photo01)。

Photo01:どんどんFixed Blockが大きくなる感じになっている

この第4世代は、様々なUse Caseに対応、というのが主眼になっている。もともと5GではeMBB、URLCC、mMTCの3本が主な特徴とされていたが、現時点で始まっているサービスはほぼほぼeMBBに特化した話だけで、しかもサービス範囲がピンポイントだったりするので、まだ5Gが普及したとは言えない状況であるのはご存じの通り。ただこの普及状況は時間が経つと改善されるが、それはeMBBのみの話である。今後はURLLCやmMTCのサービスの設計とかデバイスの開発などが始まると思われるが、こうした多様化するUse Caseに基地局の側も当然対応する必要があり、これに向けたのが今回の第4世代のZynq RFSoC DFEとなる。

Photo02:3GPP Release 15はeMBBがメインであったが、Release 16以降はそれ以外のものも出てくるとする

もう1つ背景としてあるのは、5Gでは新しいキャリアが多数登場するほか、以前と比べると異なる、例えばO-RANとかTIPの様な話も出てくることで、5G Networkそのものの提供形態がより複雑化することが予測される。こうした複雑化したシステムでは、提供すべきサービスが当然従来と異なるものになり、かつしばしばそれが変更されることもある。こうしたケースではASICよりFPGAの方が好ましく、その中でもZynq RFSoC DFEの様な基地局向けに特化したFPGAが有利、という話である。

Photo03:Ericsson/Nokiaの様なワンストップですべてのサービスを提供するシステムをそのまま導入していれば、ある意味こうした事は考えなくてもいいのだが、その代わりビジネス的にはあまり美味しくない事になる訳で、その辺を考えると面倒でもこうした複雑なところに飛び込んでゆき、新規ビジネスを獲得してゆくのが好ましいという訳だ

さらに言えば、現在は4G→5Gの転換期に当たるほか、ニーズも色々増えてきており、こうした事に対応してゆかなければならない(Photo04)。

Photo04:ちなみに「O-RANだけ？」と確認したところ、「いや(Ericcsonの)C-RANとか(Nokiaの)5G RANなども、ちゃんと協業している」という返事が。ただC-RANや5G RANをここでアピールしても意味がないから、O-RANを前面に押し出しているのだろう

こうした問題に対する回答として同社が用意したのが、3GPPに準拠した無線周りの処理を全部Hard IP Coreブロックとして提供することである(Photo05)。

Photo05:Photo04にも出ていたが、第3世代で6GHz、第4世代で7.125GHzまで直接内蔵のADC/DACで扱えるので、FR1(450～6000MHz、つまりサブ6G)の周波数はそのままパワーアンプに接続するだけで利用できる

最大で8T8R(送受信それぞれ8対のMIMO)に対応。最大400MHzの帯域幅を持ち、DUC/DDCやDPD(Digital Pre-Distortion)などをすべて搭載したことで、FPGA Logicはその他の用途に専念できるという訳だ。

Photo06:第3世代で搭載されていたSD-FECは、恐らくSignal Processingブロックあたりに吸収されているものと思われる

第3世代との性能比較がこちら(Photo07)である。

Photo07:よく見ると、第4世代ではProcessorの消費電力が少し増えているのが面白い

処理によって差はあるが、概ね2倍～4倍の処理性能改善がありながら、これまでFPGA Locicを利用していた処理をHard IPに切り替えたことで消費電力を半減させられるとする。基本的な処理そのものはすべてHard IP化されており、FPGAは細かな調整などにのみ介入する、という形で実装できるため、カスタマイズの余地は大きいし、基本的な部分はHard IP化されているからプログラミングの手間も減る、としている(Photo08)。