Nvidia möchte 5G mit GPUs schneller und vielseitiger machen

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Mit dem 5G-Standard soll Mobilfunk nicht nur erheblich schneller werden, sondern auch bedeutend vielseitiger. Neben klassischer Telefonie und Datenübertragung sollen spezielle Modi etwa den Einsatz in der Industrie, in Autos und allgemein als Grundlage für IoT vereinfachen. Während bislang für jede Funktion des Mobilfunknetzes spezielle Hardware im Hintergrund notwendig sei, wollen Nvidia und Ericsson künftig entscheidende Teile mit Standard-Servern auf Basis von Nvidias EGX-Plattform virtualisieren. Das gab Nvidia-CEO Jensen Huang auf einer Keynote zur Eröffnung des MWC LA bekannt.

Konkret geht es um das RAN (Radio Access Network), welches in jedem Mobilfunknetz dafür sorgt, dass die vom Mobilfunkgerät gesendeten Daten ans Kernnetz weitergeben werden und umgekehrt. Ebenso sorgt es beispielsweise für die Übergabe eines angemeldeten Geräts von einer Funkzelle an die nächste. Zusammen mit Ericsson will man diesen zentralen Teil der Mobilfunkverbindung auf herkömmlichen Servern ablaufen lassen.

Gemeint sind in dem Fall Server mit einem oder mehreren Nvidias GPU-Beschleunigern, insbesondere die für Edge-Computing vorgesehene EGX-Plattform. Edge Computing bezeichnet dezentrale Server am "Rand" von lokalen Netzen, die in der Regel große Datenmengen verarbeiten, bevor die Resultate weitergeschickt werden, etwa an einen Cloud-Server.

Dass Funktionen im Mobilfunknetz flexibler und vermehrt in Software ausgelagert werden, ist ohnehin Bestandteil der 5G-Standardisierung. Dadurch können etwa bandbreitenintensive Anwendungen problemlos mit zeitkritischen Anwendungen parallel im selben Netz funktionieren (Network Slicing).

Edge Computing im Mobilfunknetz

Außer sinkender Kosten und geringerem Energiebedarf sieht Nvidia ein noch wesentlich wichtigeres Argument: Für den Einsatz von Nvidias GPU-Beschleunigern direkt im Mobilfunknetz spricht die Möglichkeit, die nun ohnehin vorhandene Rechenpower vor Ort auch für die Beschleunigung von KI-Anwendungen, Bildverarbeitung, AR/VR oder Cloud-Gaming zu nutzen.

Als Anwendungsfälle nannte Nvidia etwa die Verkehrsüberwachung mithilfe von Millionen von Verkehrskameras, smarte Landwirtschaft, autonomes Fahren, aber auch Dinge wie KI-Assistenten, die über Bilderkennung Infos zu Produkten auswerfen, wenn der Nutzer auf sie zeigt oder beschreibt. Nvidia stellt für viele Szenarien selbst passende SDKs bereit. Auch Nvidias Cloud-Gaming-Dienst soll bereits profitieren, in dem die Berechnung schon beim Mobilfunkprovider stattfindet.

Damit all diese Daten nicht das Netzwerk verstopfen, müsse die Berechnung ohnehin künftig näher am Anwender oder der Anwendung stattfinden. Zudem seien die (Roh-)Daten damit sicherer, weil sie nicht weiter ins Netz geschickt werden.

Im Idealfall entfällt der Umweg über weitere Cloud-Hardware, was den Latenzen zugutekommen würde. Das virtuelle RAN (vRAN) ist dabei für das Edge Computing nur eine Anwendung von vielen. Mit standardisierter Hardware beim Provider wäre die Umsetzung vieler Dienste jedoch wesentlich einfacher auf breiter Basis möglich.

EGX bildet die Basis

Grundlage für das alles soll die sogenannte EGX-Plattform sein, die Nvidia bereits Mitte des Jahres vorgestellt hat. Sie besteht auf der Hardwareseite aus einer Reihe von Nvidia zertifizierten Designs, angefangen vom kleinen Jetson Nano mit 0,5 TOPS (Billion Operationen pro Sekunde) bis hin zu ganzen Serverracks mit Nvidia-T4-GPUs, die über 10.000 TOPS liefern sollen. Auf der Softwareseite liefert der Nvidia EGX Stack mit GPU-Treibern, CUDA-X-Bibliotheken, Kubernetes-Plugin und diverser KI-Software die Grundlage für die Entwicklung CUDA-beschleunigter Anwendungen.

Für die erweiterten Mobilfunk-Dienste stellt Nvidia ab sofort zudem das Aerial SDK für ausgewählte Entwickler bereit. Es ergänzt den EGX Stack noch um CUDA SDKs für virtuelle Netzwerkfunktionen (cuVNF) und eine GPU-beschleunigte Signalverarbeitung für 5G-Netze (cuBB). Letztere soll alle Daten im Grafikspeicher verarbeiten und dadurch besonders effizient arbeiten.

Grundlage für die nächste Revolution

Noch steht die Entwicklung in Sachen Mobilfunk am Anfang, über mögliche Provider und Einsätze von vRAN war nichts zu erfahren. Doch nicht weniger als eine Revolution wie das iPhone oder das Internet soll die Technik und Edge Computing werden und die gesamte Industrie umkrempeln, so Jensen Huang. Der Weg zu "Smart Everything" würde damit geebnet.

Für die EGX-Plattform selbst zitierte Nvidia einige schon existierende Anwendungsfälle. Insbesondere die massenhafte Verarbeitung und Analyse von Sensordaten, zu denen Nvidia auch Kameras zählt, gehört zur Spezialität von EGX: Von der automatisierten Qualitätskontrolle bei BMW und Procter & Gamble bis hin zur Echtzeit-Fußgängerzählung in San Francisco. (asp)