软硬件解耦的概念已提出多年，但如今的大多数网络依然依赖于专用集成电路来处理信号。电信运营商正推动网络朝着更加开放和虚拟化的方向发展，他们希望将软件从硬件中分离出来，并在通用处理器 (GPP) /CPU上运行。

然而目前，CPU无法很好地应对RAN第1层的计算密集型需求。为了解决这个问题，设备供应商建议使用硬件加速器和额外的芯片来减轻CPU的 RAN 负担。通过将这些任务卸载到专用硬件加速器，可以提高物理层数据传输的速度和效率。此外，还有助于降低5G 基站的功耗。

*RAN 第 1 层（或物理层）负责RAN中基带和无线电信号处理的部分，包括编码、信令、数据传输和接收等功能。

至此，设备厂商之间开始出现了分歧。

目前有两种加速器技术：Inline（完整的 L1 加速器）和Lookaside（选定功能硬件加速器）。Inline 进行完整的第一层加速，对CPU的依赖较小，甚至几乎不需要CPU。而Lookaside对选定功能进行加速/处理，处理后得到的数据要返回CPU，严重依赖CPU。

| Inline和Lookaside对比（来源：爱立信）

Inline加速

在Inline加速中，部分或整个L1功能都可以卸载到加速器上，是Arm 授权商首选的加速技术。Inline加速从本质上将资源密集型的第 1 层流量从CPU上卸载，就像绕过繁忙的市中心一样。取而代之的是，流量通过一个独立的加速卡进行路由，该加速卡具有Arm内核和定制芯片。

这种类型的加速解决方案可以是可编程和“硬件”的混合，具体取决于灵活性和效率之间的权衡。对于更高带宽的vRAN应用程序，可能需要完整的L1处理卸载。在这种情况下，Inline硬件加速器可能会以最低的延迟和最少内核提供最佳结果。

Inline加速也引起了沃达丰的兴趣，该公司目前正致力于将 Marvell 的Inline加速器与三星的无线电技术相集成。而卸载工作负载并改用基于 Arm 的芯片（用于Inline加速）将消除在基带端对英特尔 GPP 的需求。

Lookaside加速

Lookaside加速只有选定的功能被发送到加速器，然后返回到 CPU，这种加速类型集成了处理器和加速卡。

Lookaside加速允许在加速器处理选定的功能的同时，处理器可处理其他有用的任务。一旦处理器从加速器接收到处理后的数据，就可以切换原始进程上下文并继续执行流水线，直到下一个要加速的任务出现。

相较而言，Lookaside更加注重GPP，只有一些选定的L1功能由加速器处理。Lookaside 需要一个单独的加速卡来实现前向纠错的关键L1功能，它严重依赖 x86 芯片。为了最大限度地减少从加速器到处理器的数据传输，可以将它们集成在一起。

市场上的部分 Inline 和 Lookaside 加速卡如下图所示。

战火升级

以诺基亚为首的Inline派

在今年的MWC大会期间，诺基亚坚定站队Inline技术。诺基亚移动网络业务集团负责人 Tommi Uitto 表示：“我们研究了不同的替代方案，并得出结论，Inline可以比Lookaside提供更好的性能。”

Uitto 指出，Inline加速器倾向于使用与传统 RAN 技术相同的基于 Arm 的芯片，因能效功率而受到重视。

对诺基亚来说，另一大吸引力是Inline加速器是在单独的网卡（NIC 或 SmartNIC）上提供的。只要与PCIe 兼容，它们就可以在需要时插入服务器，这意味着可以独立于 CPU 添加第 1 层容量。相比之下，使用lookaside想要增加容量，就意味着需要增加 CPU 的数量。

以爱立信为首的Lookaside 派

爱立信和英特尔认为 lookaside 是更好、更经济的选择。在去年与 Verizon 联合发表的白皮书中，爱立信对Inline持高度批评的态度。爱立信认为Inline在服务器中需要一个单独的PCIe卡，这导致了成本的增加。此外，x需要为特定的硬件组件开发专门的软件，使得分离和软件移植变得更加困难。

| Inline和Lookaside的能源效率对比（来源：爱立信、Verizon）

爱立信表示，Lookaside加速器可以与CPU集成在一起，无需单独的加速卡，提高效率。今年，英特尔称之集成加速器取得了成功，该加速器抛弃了单独的加速卡，并将各种组件封装到同一个片上系统中。“一切都是集成的，不再需要单独的加速卡。”

日本乐天旗下电信子公司负责人 Tareq Amin 对此表示支持。“我与高通的关系很好，但分歧在于，我永远不会为了加速而购买 PCIe 卡，这是非常低效的。”

诺基亚反击称，将加速器与 CPU 放在同一块板上意味着它不再是 GPP，而是“用于云 RAN 的定制 SoC”。这种伪造的 GPP 成本高昂，并且在任何其他应用程序用例中都会产生功耗开销。HPE电信计算负责人Geetha Ram认为 lookaside将所有组件放在同一块板上，几乎回到了传统的专有类型的RAN 架构。

加速器的电路类型

另一场争夺战正在围绕加速器所使用的电路类型展开。Nvidia 正在推动 GPU 作为Inline加速器，但Stanley 认为这不太靠谱，“GPU最初的设计并不是为了让大量数据通过其他接口进出。”

加速器的其他选项还包括赛灵思大力支持的FPGA，以及爱立信和诺基亚在其传统网络产品中使用的ASIC。英特尔向爱立信提供的后备加速器被称为 eASIC，似乎将 FPGA 和 ASIC 结合在了一个产品中。

分析师Simon Stanley 最近进行的一项调查显示，当运营商被问及需要哪些加速技术时，52% 的受访者选择了 FPGA，而 GPU 和 ASIC 各占45%。

O-RAN 联盟

德国电信担心缺乏加速器标准化会阻碍进步，“由于供应商特定的 API和软件开发环境，可能会有芯片供应商锁定风险。”电信公司希望避免被任一系统锁定供应商的可能性。

O-RAN 联盟是一个由运营商领导的开发开放接口的组织，该组织正试图通过加速器适配层和使用标准 API来缩小可移植性差距。O-RAN 联盟的潜在解决方案被称为加速抽象层 (AAL)，沃达丰的网络架构总监 Yago Tenorio 解释：“想象一下，如果有一个行业指令集的协调，那么将软件从一个芯片移植到另一个芯片会更加简单。”这样做将降低软件对硬件的依赖，并简化软件开发人员的工作。

然而，诺基亚的 Uitto 表示，将第 1 层硬件与软件完全分离是很困难的，性能和供应商多样性之间的权衡问题可能无法根除。此外，Katti认为，AAL计划无法使x86与Arm兼容。

运营商将如何选择？

虽然目前虚拟和开放式 RAN 技术仅占当今市场的一小部分，但分析师预计其份额在未来几年内将大幅增长。Dell’Oro Group 认为到 2027 年Open RAN可能占整个 RAN 市场的 20%。因此，各家的争夺也变得尤为积极。

调查显示，50%的大型运营商受访者表示，Inline是硬件加速最好的选择，而 25% 的人选择了 lookaside。德国电信负责战略和技术创新的高级副总裁 Alex Choi 表示：“Inline加速器正在成为改变传统云计算平台范式的催化剂，它开辟了避免使用 x86 等昂贵的数据中心 CPU 进行数据包处理的途径。”

| 关于运营商计划如何为高容量站点实施加速的调查

但Inline加速不会结束Open RAN 对 x86 处理器或英特尔的需求。第 2 层和第 3 层（数据链路层和网络层）也需要 CPU，英特尔在这一领域占据主导地位。话虽如此，但Inline加速还是会对英特尔构成一定的威胁。它们减少了电力需求，并允许公司使用成本较低的 CPU。

当然，Inline也不是所有场景的万能之选。尽管 Inline 的众多支持者承诺提供第 1 层软件替代方案，但英特尔在 FlexRAN 方面领先数年，FlexRAN 是自 2010 年以来一直在开发的软件堆栈。

这也解释了为什么调查结果显示，小型运营商对使用 lookaside加速器更感兴趣。大约 40% 的小型运营商表示将选择 lookaside，而只有 25% 的小型运营商更喜欢Inline。这些选择结果也反映了运营商的权衡取舍。除非流量负载很大，否则Inline效率会较低。

以诺基亚、Arm 为首的Inline阵营和以爱立信、英特尔为首的Lookaside阵营依然在分庭抗礼。分析师Gabriel Brown表示，运营商想要多样性，也想要规模经济，该如何平衡这两者呢？目前这是一个悬而未决的重要问题。

参考链接：
https://www.lightreading.com/open-ran/ericsson-and-nokia-go-opposite-ways-on-open-ran/d/d-id/784734?
https://www.lightreading.com/open-ran/new-silicon-may-speed-up-open-ran-and-spoil-intel-party/d/d-id/772219