ソフトウエア処理か専用ハードウエアか(11/29)
◆ CPU性能が上がってくると、それまで専用のハードウエアが必要だった処理がソフトウエアで可能になる。果たしてソフトウエアで処理する方が良いのか、それとも専用のハードウエアがお得なのか。

◆ 楽天が仮想化仮想化と言っているが、これがソフトウエア処理である。RAN(無線アクセスネットワーク信号処理)を専用のハードウエアではなく、CPUで行おうと言う事だ。

◆ ではこれまではハードウエアで行っていたのかと言えば、答えはYesである。専用のロジックや汎用デバイス、FPGAなどが組み合わされた回路に制御用のCPUが付いている感じだ。信号処理そのものは専用のハードウエアが行い、それらに信号を渡したりする役目をCPUが担う。
CPUの中にハードウエア演算器などがあり、演算処理はそのハードウエアが行うみたいなイメージだ。

◆ CPU性能が上がれば、このハードウエアで行っていた演算もCPUが負担出来る。するとハードウエアが不要になるのでコストが下がる。ソフトウエアアップデートで様々な信号処理が出来る(FPGAなどの場合も必要に応じて回路は書き換えられる)。

◆ なるほど良い事ばかりではないかと思うかも知れないが、現状ではCPUの処理速度よりも専用ハードウエアの処理能力の方が高い。これはいつも問題になる。ソフトが得かハードが得か。低消費電力化などが考え尽くされたCPUを使ったソフトウエア処理は電力面で得ではないのか、いやいやハードウエアの方が低消費電力でしょう、みたいな。

◆ 3G時代には信号処理のソフトウエア化は結構行われていた。しかしLTEになると、信号処理がCPUでは追いつかなくなってきた。そこでハードウエアアクセラレータを使ってCPUを助けるような構成になった。コスト面ではベストとは言えないが、処理速度や処理能力、消費電力、設置スペースの点で仮想化処理よりも圧倒的に有利だと言われている。

◆ ソフトバンクが言っているが、楽天モバイルくらいの規模(加入者数、処理帯域など)であればvRANも可能ではないかと。ただ、それでもパフォーマンスが出せるのかどうか、設置スペースや消費電力をどうするのかは問題になるという。さらに信号処理が増える5Gにおいて、ソフトウエア処理では処理時間(遅延時間)が厳しいとも言う。

◆ ソフトバンクはNVIDIAの株を持っているわけで、NVIDIAはGPUによる信号処理の可能性を研究している。元々GPUは信号処理などに向いている部分もあり、それを活かしたRANの構成と言う事だ。具体的には従来はFPGA(ハードロジック)で行っていた部分をGPUに置き換え、性能に余剰分があれば他の処理も行わせるみたいな感じだ。

◆ GPUを動かすとベースの消費電力があるので、軽い処理ではハードロジックよりも不利になる。しかしGPUの性能いっぱいまで使うような処理を行わせれば(遊び時間が無くなるので)電力使用効率は良くなる。ただし処理待ちが発生する位になると、今度は処理遅延が出始める。

◆ ではGPUを使った仮想化はどうかという問題になるが、何年か先には見えてくるかなと言う感じではないかと思う。消費電力やコストのバランスが取れれば可能ではあるが、以前に書いたように広帯域高速通信の処理をCPU(含GPU)で行うのは結構大変なのだ。

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