無線網絡是現代互聯的基礎，經全球數百萬個基站為數十億 5G 用戶提供連接服務。AI-RAN 所帶來的機遇和優勢，正加速推動電信網絡和整個生態系統向 AI 原生無線網絡轉型。

當前，我們正致力于構建一個智能網絡架構，連接數百億個 AI 驅動的終端設備，如智能手機、攝像頭、機器人和 AI 智能體。這一目標的實現需要將 AI 嵌入無線電信號處理中，以實現性能和效率的提升，并加速基站處理 AI 流量，盡可能將 AI 推理貼近用戶。

AI-RAN 讓這一切成為可能。它將當前基于 ASIC 的單用途 5G/RAN 純系統發展為多用途商用現成 (COTS) 的多用途系統，能夠在同一平臺上同時運行 AI 和 RAN 工作負載、用于 RAN 的 AI 算法以及基于 RAN 的 AI 應用。這種轉型為電信運營商帶來了許多益處，包括能夠提供新的 AI 服務、創造新的收入來源、提高網絡利用率、頻譜效率、能源效率和性能。AI-RAN 通過 100% 軟件定義架構、依托虛擬化 RAN (vRAN) 技術，為邁向 6G 鋪平了道路。

為了使 AI-RAN 在實際部署中成為現實，系統需支持集中式和分布式兩種場景，根據具體位置的 AI 與 RAN 容量需求靈活調整。例如，集中式 RAN (C-RAN) 可能聚合來自數十個基站的 AI 和 5G vRAN 工作負載，需要更高容量的系統，而分布式 RAN (D-RAN) 則部署在單個基站，系統容量需求則相對較低。最終的目標是在任何部署場景下，都能基于同一套加速基礎架構，建立無處不在的 5G vRAN 軟件層，從而在易于管理和運維的情況下，充分利用 AI-RAN 的全部優勢。

NVIDIA AI Aerial采用基于NVIDIA Grace Hopper和NVIDIA Grace Blackwell的 Aerial RAN 計算系統，為高密度 AI-RAN 部署提供動力，適用于以 AI 為中心的場景。

全新推出的NVIDIA Compact Aerial RAN計算機 (ARC-Compact) 將這些能力擴展到邊緣，使單個基站能夠部署 AI-RAN，這些基站空間和功率資源有限，且以 RAN 為中心的工作負載占主導。它們共同支持集中式和分布式 AI-RAN。

NVIDIA ARC-Compact：

適用于基站的低功耗 AI-RAN 解決方案

ARC-Compact 旨在實現分布式 AI-RAN 部署場景。它將能效、GPU 加速無線電處理和高性能 vRAN 結合起來，利用 Arm 生態系統將基站轉變為多功能的 5G 和 AI 中心。它在典型功率和空間限制范圍內提供最佳基站容量，同時滿足外形尺寸要求，從而解決了基站的獨特限制。

ARC-Compact 在 C-RAN 和 D-RAN 上支持相同的軟件定義代碼庫，遵循可以將軟件升級到 6G 這一首要原則。它采用NVIDIA Grace CPU C1構建，配備 72 個高性能且節能的 Arm Neoverse V2 核心。搭載 NVIDIA GPU 的 PCIe 插卡來加速無線電功能或 AI 工作負載的處理。通過NVIDIA ConnectX-7網絡接口卡 (NIC) 提供快速以太網連接。

根據 NVIDIA 內部基準測試，ARC-Compact 滿足表 1 中概述的分布式 AI-RAN 的關鍵要求。

表 1. ARC-Compact 滿足分布式 AI-RAN 的關鍵要求

ARC-Compact 的采用與可用性

ARC-Compact 預計將通過多個 OEM 和 ODM 合作伙伴提供，如 Foxconn、Lanner、Quanta Cloud 和超微，我們正在與這些合作伙伴共同開發基于 Grace CPU C1 的系統。預計今年晚些時候市場將出現各種配置，以支持電信分布式 AI-RAN 用例。

T-Mobile 資本市場日宣布的 AI-RAN 創新中心合作伙伴關系，為ARC-Compact 解決方案的分布式 AI-RAN 部署開發提供了幫助。新解決方案將作為 D-RAN 參考架構，用于下一階段的 AI-RAN 協作。

沃達豐正繼續與 NVIDIA 合作，并評估基于 ARM 的 ARC-Compact 解決方案，用于分布式 AI-RAN，這符合其主要 OpenRAN 目標，即在邊緣優化的短深度服務器上提供更高性能和更高效的分布式計算。

作為搶先體驗計劃的一部分，諾基亞收到了 ARC-Compact 的種子系統，并正在通過早期基準測試測試其 5G Cloud RAN 軟件，以證明 ARC-Compact 適用于分布式 RAN 部署場景。這進一步推進了諾基亞和 NVIDIA 在 AI-RAN 方面的持續合作。

三星正擴大與 NVIDIA 的 AI-RAN 合作，將其 5G vRAN 集成到 NVIDIA ARC-Compact 中，用于分布式 AI-RAN 解決方案。三星去年已完成概念驗證，驗證了其 vRAN 軟件與 NVIDIA GPU 之間的無縫集成，展示了增強的網絡性能和效率。現在，三星正在評估其搭載 NVIDIA Grace C1和NVIDIA GPU的 vRAN 軟件，以加速其他 AI 工作負載，包括 AI/ML 算法，以進一步提升性能和效率。

NVIDIA 憑借其 AI Aerial 產品組合，一直處于 AI-RAN 解決方案的前沿。現有的 Aerial RAN 計算機系統已經成為與 Indosat Ooredoo Hutchison、軟銀集團和 T-Mobile等客戶，以及 Capgemini、富士通、京瓷和 SynaXG 等解決方案合作伙伴開展的 AI-RAN 合作的一部分。借助 ARC-Compact，它包括了高密度和低密度系統，以滿足以 AI 為中心、以 RAN 為中心，甚至是僅 AI 或僅 RAN 模式的需求。這使得在集中式和分布式 AI-RAN 部署場景中實現同構的軟硬件架構成為可能，這是運營商構建 AI-RAN 網絡的關鍵要求。

ARC-Compact 的關鍵構建模塊

ARC-Compact 旨在利用以下硬件和軟件組件，高效處理 5G vRAN 和 AI 工作負載：

NVIDIA Grace CPU

Grace CPU 專為運行 AI、vRAN、云、邊緣和高性能計算應用的現代數據中心設計。其能效是當今領先的服務器處理器的 2 倍。Grace 架構與 Arm 生態系統完全兼容，可確保數據中心中專為 Arm 設計的任何應用均在 Grace 上無縫運行，反之亦然，從而為電信運營商的 vRAN 部署提供所需的供應商多樣性。

NVIDIA ConnectX-7

ConnectX-7 提供高速、低延遲以太網連接，支持前傳、中傳或回傳，還可以路由 AI 流量或提供高級卸載。它提供多達四個端口的連接，總吞吐量高達 400 Gbps，并為電信行業提供數據中心規模的硬件加速網絡、存儲、安全性和可管理性服務，包括用于 Transport Layer Security (TLS) 、IP Security (IPsec) 和 MAC Security (MACsec) 的內聯硬件加速等功能。

軟件架構

ARC-Compact 基于 Aerial CUDA 加速 RAN 軟件實現，利用 CPU 和 GPU 提供 5G vRAN。

對電信服務提供商的核心優勢

對于希望在基站部署分布式 AI-RAN 的電信服務提供商，ARC-Compact 提供了一種低功耗、緊湊且經濟高效的解決方案，用于交付高性能 5G 和 AI 推理。關鍵優勢包括：

適用于蜂窩基站的高效解決方案：ARC-Compact 可在低功耗范圍內提供高性能 5G vRAN 和 AI 工作負載，從而實現可持續、經濟高效的分布式 AI-RAN 部署。

AI 賦能的無線電和邊緣創新：通過集成 PCIe 插件 GPU，它可實現用于無線電信號處理的先進 AI/ ML 算法，從而提高頻譜效率和網絡利用率，并在邊緣解鎖新的 AI 驅動服務。

利用 ARM 生態系統實現靈活性和多樣性：ARC-Compact 基于具有 Arm 核心的Grace C1 CPU 構建，使電信運營商能夠從不斷發展的 ARM 生態系統中受益，并使其 vRAN 解決方案的供應商群體多樣化。

在所有部署中實現同構、軟件定義的 vRAN：ARC-Compact 運行的 5G vRAN 軟件與集中式 AI-RAN 站點相同，可實現統一、完全軟件定義的網絡，該網絡可輕松升級到 6G，并簡化管理，無論部署場景如何。

針對現實世界的基站要求進行了優化：它外形緊湊、溫度范圍寬且符合全球電信標準，專為單個平臺上的邊緣 AI-RAN 部署而構建。

該系統可以靈活配置以支持各種 AI-RAN 用例，包括：

以 RAN 為中心或僅 RAN：這預計將成為大多數分布式部署的主要用例，并通過單個 Grace C1 CPU 和單個 GPU 配置提供服務。

以 AI 為中心：主要使用用于 RAN 的 Grace CPU（如 FDD），并將 GPU 專用于 AI 或視覺處理應用。

以 RAN 和 AI 為中心：利用專用于 AI 或視覺處理的附加 GPU，同時通過單個 C1 CPU 和 GPU 同時支持高端 RAN 工作負載。

結論：AI-RAN 催化劑

圖 1. 用于 AI 原生無線網絡的 AI Aerial 產品組合

2024 年，NVIDIA 推出了 Aerial RAN Computer-1，通過外部現場試驗展示了 AI-RAN 的優勢，如每美元資本支出的新收入增加 5 倍，與同類最佳 ASIC 系統相比能源效率提高 40%，容量利用率提高 3 倍。這一時刻標志著 AI-RAN 技術及其生態系統的轉折點。許多客戶和合作伙伴開始推進他們的 AI-RAN 目標。

ARC-Compact 是 AI-RAN 采用的下一個催化劑，使電信公司能夠在每個基站部署強大、節能且靈活的 AI-RAN 解決方案。與 Aerial RAN Computer-1 相結合，通過全棧平臺為 AI-RAN 構建塊添加支持，該平臺支持可擴展的硬件、通用軟件和開放式架構，能夠與生態系統合作伙伴一起在任何部署場景中提供高性能 AI-RAN。

電信公司還重視全套 AI Aerial 產品組合，包括用于訓練、仿真和部署 AI-RAN三個計算平臺。例如，同一個版本的 Aerial CUDA 加速 RAN 軟件同時應用于 Aerial Omniverse 數字孿生平臺和實際運行中的 Aerial RAN 計算系統，使客戶能夠在現場部署新 AI 模型之前以可預測的方式對其性能進行仿真，并繼續通過數據循環對其進行微調。

隨著行業加速邁向 AI 原生無線網絡，AI Aerial 為分布式智能的新時代奠定了基礎，釋放了無線領域的空前效率、創新和價值。