科技行者 2月21日 北京消息(文/周雅):2020年2月18日晚間,高通發(fā)布第三代5G調(diào)制解調(diào)器及射頻系統(tǒng)——驍龍X60。雖說一年一次重要技術(shù)升級,已經(jīng)是高通基帶芯片的慣例,但此次發(fā)布依然引起了業(yè)界不小的轟動(dòng)。
作為高通的第三代“5G解決方案”,驍龍X60的技術(shù)亮眼程度自然是全方位的:
如果用一句話總結(jié)則是,全新的載波聚合技術(shù),能靈活支持5G與4G之間的復(fù)雜又混亂的大量頻譜,方便運(yùn)營商靈活部署5G,讓終端網(wǎng)絡(luò)釋放最大潛能。
盡管5G是有史以來標(biāo)準(zhǔn)最為統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),但是受到運(yùn)行頻段、基礎(chǔ)設(shè)施(基站部署)等問題的限制,加上歷史、經(jīng)濟(jì)、政策等原因,全球各地運(yùn)營商的訴求各不相同——sub-6GHz,毫米波,獨(dú)立組網(wǎng)(SA),非獨(dú)立組網(wǎng)(NSA)……一時(shí)間,5G部署頗有些“亂花迷人眼”。
可正如羅素說“參差多態(tài)方是幸福本源”,5G頻段千姿百態(tài)是事實(shí)。既然4G時(shí)代,產(chǎn)業(yè)界已經(jīng)打破傳統(tǒng)范式,頻段部署頗為靈活多樣,5G部署的“初心”,就更要在所有可能的頻譜里部署。
知易行難,在不同的國家,從頻譜資源上看,可供5G使用的資源可謂高低不一。
全球5G主要有兩大可部署的頻譜,一個(gè)是6GHz以下頻段(sub-6GHz),頻率范圍450MHz~6.0GHz;另一個(gè)是毫米波頻段,頻率范圍24.25GHz~52.6GHz。
基礎(chǔ)物理學(xué)告訴我們,波長越長,則相鄰波峰或波谷之間的距離越長,也就是說,此波的周期越長,頻率就越低。由此我們可知,毫米波頻段,頻譜越高,它的頻寬就越寬,頻譜資源越多,能承載的數(shù)據(jù)量也就越大,但是,隨著頻譜增高,它的傳輸性能及覆蓋能力會(huì)有一定的下降;Sub-6頻段則相反,頻譜越低,它的頻寬降低,數(shù)據(jù)率也有所降低,它的傳輸性能及覆蓋能力會(huì)有所提升。
高低頻譜也各有場景。先說毫米波,數(shù)據(jù)率非常高,如果部署,可以對一些熱點(diǎn)地區(qū)做重點(diǎn)覆蓋;而sub-6頻段,覆蓋性較好,可以覆蓋大面積國土范圍。
頻譜有高低,制式也各有千秋。由于長久以來的歷史演變, FDD(頻分雙工)和TDD(時(shí)分雙工)等多制式也同時(shí)存在。對于FDD,是指手機(jī)信號(hào)的收發(fā)通過兩個(gè)子頻段完成,這兩個(gè)頻段是錯(cuò)開的,因此可以同時(shí)接收和發(fā)射信號(hào);對于TDD,是指手機(jī)信號(hào)的收發(fā)通過一個(gè)頻段完成,因此信號(hào)的接收和發(fā)射不能同時(shí)進(jìn)行,收發(fā)時(shí)間相互錯(cuò)開。
具體來說,這是因?yàn)楦鲊透鞯氐臍v史背景和頻段部署不同所致,F(xiàn)DD和TDD的使用情況也不同。Sub-6頻段范圍內(nèi)的頻段越低,F(xiàn)DD的頻段越多,反之則TDD比較多;如果在毫米波頻段,則基本都是TDD。
截至2020年初,美國、中國、歐洲、韓國和澳大利亞,主要部署的是圍繞6GHz以下頻段的NSA模式;同時(shí),美國已經(jīng)率先部署毫米波。
2020年,NSA的6GHz以下TDD會(huì)在包括日本、拉丁美洲、東南亞等地區(qū)部署;毫米波也會(huì)在歐洲一些國家(俄羅斯、意大利的一部分)、日本、韓國部署。
從頻段,到制式,再到具體的牌照發(fā)放,全球5G網(wǎng)絡(luò)的部署,在Sub-6、毫米波、FDD、TDD等各種組合之下,產(chǎn)生了成千上萬種頻段組合,而這些頻段組合之間難以互相覆蓋,當(dāng)5G網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí),數(shù)據(jù)往往只能在同一組合的頻段里擁堵著,讓我們面對頻寬,一時(shí)不知如何著手。
從高通的角度看,載波聚合技術(shù),正是為這個(gè)場景應(yīng)運(yùn)而生的技術(shù),能夠?yàn)檫\(yùn)營商的5G部署提供最高的靈活性。
圖:毫米波、Sub-6 與 4G LTE 的波段覆蓋示意圖。圖片來源/高通
驍龍X60也正是為此而來,它做到了:
通常來說,我們說的載波聚合是指同時(shí)使用多個(gè)子載波傳輸數(shù)據(jù)。驍龍X60所支持的sub-6G FDD/TDD載波聚合的實(shí)際含義是,可以聚合使用這些頻段(sub-6G FDD/TDD)中的載波,從而達(dá)到更快的傳輸速率(頻段更多了)和更大的覆蓋范圍(來自于低頻段電磁波高覆蓋特性)。這里,X60實(shí)現(xiàn)了帶外、不連續(xù)、不同復(fù)用制式(FDD/TDD)的載波聚合。
由此可見,驍龍X60的載波聚合能力,也將讓5G部署受益。一來,運(yùn)營商能夠增加網(wǎng)絡(luò)容量,擴(kuò)大覆蓋范圍,提高識(shí)別率;其次,運(yùn)營商能靈活地根據(jù)實(shí)際可用的頻譜,優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的特性,極大地提高其峰值吞吐量——相信這是未來幾年,實(shí)現(xiàn)對全球?qū)氋F和復(fù)雜的5G頻譜進(jìn)行充分利用,推動(dòng)5G在全球進(jìn)一步部署的重要基礎(chǔ)。再考慮到借助動(dòng)態(tài)頻譜共享(DSS,Dynamic Spectrum Sharing),運(yùn)營商還能夠在LTE低頻部署5G服務(wù),相信全球運(yùn)營商的5G部署,將可更加心無旁騖。
因此,高通很自信——采用搭載驍龍X60的智能手機(jī),運(yùn)營商可以靈活地選擇頻段(毫米波、6GHz以下頻段,包含低頻段)組合,頻段類型(5G FDD和TDD)以及部署模式(SA和NSA),以實(shí)現(xiàn)高速低時(shí)延網(wǎng)絡(luò)覆蓋的最佳組合。
從時(shí)間節(jié)點(diǎn)上看,一年一新品,是高通的“正常節(jié)奏”,而細(xì)數(shù)高通歷代之作,無一不是踩準(zhǔn)了5G未來之勢。5G伊始,驍龍X50的誕生,引領(lǐng)首批5G終端如期而至,助力5G元年部署超越4G元年;一年前,驍龍X55的問世,又指引5G終端走向完美,加速5G商用。每一次技術(shù)的發(fā)布,就推動(dòng)產(chǎn)業(yè)邁過一個(gè)山頭。
與X50、X55一樣,高通再次強(qiáng)調(diào),X60提供的是一個(gè)端到端的解決方案。
對于芯片解決方案而言,技術(shù)設(shè)計(jì)和工藝制程是硬幣的兩面。在工藝制程上,這是首個(gè)5納米5G基帶。
芯片需要以納米級別的極細(xì)微工藝,愈小的制程工藝,一方面,芯片的體積能做到越小,從而為手機(jī)設(shè)計(jì)騰出空間;另一方面也能帶來愈佳的能效,讓手機(jī)網(wǎng)速更快,功耗更低。5納米制程,是目前芯片生產(chǎn)的最新,且最尖端制程,目前只有臺(tái)積電(TSMC)、三星(Samsung)等少數(shù)晶圓廠能生產(chǎn)。
在技術(shù)上,除了前文所述的——首個(gè)支持5G毫米波與Sub-6GHz聚合,以及首個(gè)支持5G Sub-6GHz頻段FDD與TDD載波聚合的平臺(tái),還有更多亮點(diǎn)可供呈現(xiàn)。
據(jù)官方數(shù)據(jù),驍龍X60可實(shí)現(xiàn)最高達(dá)7.5Gbps的下行速率,3Gbps的上行速率,而實(shí)現(xiàn)這一能力的關(guān)鍵,就在于載波聚合能力(載波聚合對于運(yùn)營商的優(yōu)勢已在上文提及)。
值得一提的是,X60其實(shí)還有不少亮眼的黑科技。包括Voice-over-NR(VoNR) 技術(shù),全新的Qualcomm ultraSAW濾波器技術(shù),以及第三代毫米波天線模組QTM35。
說到Voice-over-NR(VoNR)。眾所周知,手機(jī)不僅要傳輸數(shù)據(jù),也要能接聽電話、撥打電話,而目前全球所有5G手機(jī)的語音通話功能,都是依靠4G VoLTE,大部分新建網(wǎng)絡(luò)(如4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)初期),手機(jī)打電話是會(huì)切換到3G/2G網(wǎng)絡(luò),業(yè)界稱之為“回落”,因此有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)通話過程無法連網(wǎng)的情況。但隨著5G部署的擴(kuò)展和技術(shù)的成熟,從2020年起,5G網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)將從NSA向SA演進(jìn),當(dāng)SA部署完成后,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)里的各個(gè)網(wǎng)元基本上都是支持5G的,沒有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以支撐4G業(yè)務(wù),就沒有所謂的“回落”情況了,所以必須采用5G來支撐語音通話,也就是說,支持VoNR就成了5G手機(jī)必備的特性。
而第三代毫米波天線模組QTM535更是手機(jī)方案設(shè)計(jì)者的好伙伴。隨著手機(jī)外形越來越輕薄,全面屏,可折疊等各種手機(jī)設(shè)計(jì)出現(xiàn),對手機(jī)的ID和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提出了更高的要求,要求支持毫米波的手機(jī)外形更加輕薄。QTM535就能很好地支持這樣的手機(jī)設(shè)計(jì),與前一代產(chǎn)品相比,它尺寸更小,性能更優(yōu),且“已經(jīng)能支持客戶做出厚度僅為8毫米的5G毫米波手機(jī)。”
ultraSAW技術(shù)也可謂無線技術(shù)組合的又一突破式創(chuàng)新。該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)將手機(jī)發(fā)射和接收的無線電信號(hào)從不同頻段中分離出來。以及能夠?qū)崿F(xiàn)將插入損耗提升整整1分貝(dB),在2.7GHz以下頻段范圍內(nèi)可以提供比與之競爭的體聲波(BAW)濾波器更高的性能。官方介紹稱,ultraSAW技術(shù)可支持OEM廠商在5G和4G多模移動(dòng)終端中以更低成本實(shí)現(xiàn)更高能效的射頻路徑。
圖:高性能濾波器技術(shù)增強(qiáng)了射頻前端產(chǎn)品組合,包括模組和分離式濾波器。
官方稱,驍龍X60預(yù)計(jì)將于2020年第一季度進(jìn)行出樣,搭載驍龍X60的5G智能手機(jī)預(yù)計(jì)將于2021年初推出。言下之意,明年初的5G旗艦機(jī)可以提前做好準(zhǔn)備了。
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