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【拓墣觀點】5G Modem 戰場開啟？英特爾、高通誰與爭鋒
作者 拓墣產研 | 發布日期 2019 年 03 月 11 日 8:45
5G 成為 2019 年最重要的議題之一，其中 5G Modem 發展也受到市場關注，國際大廠英特爾及高通皆推出相應產品，5G Modem 競逐也就此展開。
英特爾 5G 資訊三大方向揭露
英特爾在 5G 領域就市場策略來說，從雲端基礎建設到終端領域所需的晶片方案皆有相關消息發布，例如確定採用英特爾 10 奈米製程的 5G SoC，代號為 Snow Ridge，還有獲得不少市場關注的 5G Modem XMM 8160。
英特爾發表的 5G 相關消息分成三大方向：
電信設備大廠愛立信確定採用 Snow Ridge 開發基地台產品。
英特爾旗下的 PAC（Programmable Acceleration Card）產品──FPGA PAC N3000 發表。
5G 終端用的 Modem XMM 8160 應用領域。
愛立信確定採用 Snow Ridge，英特爾 10 奈米製程有望量產
英特爾最早於 CES 2019 揭露 Snow Ridge 相關消息，英特爾除了在為人熟知的 PC 與伺服器產品有 10 奈米製程規劃外，對於本就在英特爾 5G 戰略布局內的 5G 基礎建設與基地台，也是英特爾 10 奈米製程瞄準的目標。
如今愛立信確定採用 Snow Ridge 並導入無線接取網路（RAN）方案中，代表過去英特爾遲遲未量產的 10 奈米製程終於有好消息，這也表示英特爾其他需要 10 奈米製程的產品線狀況也在英特爾掌控中，2019 下半年應可陸續看到 10 奈米製程產品陸續發布。
另一方面，英特爾針對核心網路虛擬化領域也推出 FPGA PAC N3000，希望能減少處理器在網路虛擬化的工作負擔，進一步優化整體系統的性能與功耗表現，再搭配英特爾旗下有相當多元的處理器可供選擇，英特爾將能持續穩固在電信網路設備的領導地位。
不只手機，XMM 8160 有更多想像空間
至於先前英特爾發表的 XMM 8160，為目前英特爾官方發表的第一顆 5G Modem，就應用領域，除了為人熟知的行動運算領域，官方更透露可因應車用電子、穿戴式裝置、蜂巢式基礎建設及物聯網應用。
單以應用領域來看，XMM8160 在 5G 能支援的技術領域不光 eMBB 而已，像是 mMTC 與 URLLC 等也能一併支援，所以該產品與三星 Exynos Modem 5100 相同，應用範圍極為廣泛。
需留意的是，該產品預計 2019 年第四季才會正式量產給客戶進行產品驗證，大量生產時間會落在 2020 年第一季，倘若蘋果確定要全線採用英特爾 XMM 8160，那麼蘋果應於 2020 年才會正式推出 5G 手機。
而 XMM 8160 量產時間與 Snow Ridge 相當接近，儘管先前英特爾並未說明 XMM 8160 製程規格，但從此點來看，應有相當高的機率採用英特爾 10 奈米製程。
X55 面市宣告高通進入 5G Modem 世代
高通於美國時間 2019 年 2 月 19 日發表全球最快的 5G Modem──Snapdragon X55 基頻，下載速度理論值達 7Gbps，4G / LTE 的下載速度理論值則達 2.5Ggps，並確定搭載 7 奈米製程，目前 X55 已提供樣本給客戶，預計 2019 年底將有終端產品面世。
以 Modem 規格來看，X55 同時支援 5G sub-6GHz 與 mmWave 頻段，但在 4G / LTE 下載規格方面，也可以做到 720 MHz 的載波聚合，基本上與 X24 相差無幾；但在下載速度，X55 的 4G LTE 可達到 2.5Gbps，力壓 X24 的 2.0Gbps。
此外，高通於 2018 年 12 月發表的 Snapdragon 855，已確定搭載 X24 Modem 規格。
由此可見，高通未來在 Modem 發展，應會全力將資源放在 5G，並同時向下相容 2~4G 的 Modem 產品，4G Modem 發展到 X24，應可視 X24 為高通在 4G / LTE 最後一款的獨立 Modem 產品線。
高通靠 X55 一舉奪回 5G 行動 Modem 龍頭
（Source : 各廠商，拓墣產業研究院整理）
面對其他競爭對手，高通選擇在此時發表 X55 顯然恫嚇意味濃厚，自高通在 2016 年 10 月發表 X50 之後，有 2 年以上時間未見新一代 5G Modem 產品發表，在此期間則有聯發科、三星與英特爾等廠商先後發表 5G 產品，可看到對手超越高通的決心。
然而 X55 的發表，顯然讓高通一舉奪回 5G 行動 Modem 技術的龍頭地位，同時也確定 5G Modem 極需先進製程支援，就 X55 發展時間來看，若 2019 年確定可以看到終端產品面世，X55 將有機會落入台積電之手。
（首圖來源：shutterstock）
https://technews.tw/2019/03/11/5g-modem-battlefield/
4g速度理論值 在 [問題] 4G 每5Mhz頻寬*7.5=理論值37.5mbps - 看板MobileComm 的推薦與評價
※ 引述《johnny9667 (強尼哥)》之銘言：
: 請問 為什麼頻寬 5MHZ要乘7.5才是他的理論值速度?
: 有人知道嗎? 是用哪種調變技術?
非專業，以個人所知儘量解釋。
名詞解釋
Guard Band：為避免訊號干擾而預留的閒置頻寬。
Resource Block（RB）：LTE 定義的資料傳輸單位。
Resource Element（RE）：LTE 定義的訊號單位。
Subcarrier（子載波）：訊號調變的基本單位。
LTE 定義每個子載波的頻寬為 15KHz，在 0.5 毫秒（ms）內可傳送 7 個 RE，
而一個 RB 的頻寬為 200KHz，包含 12 個子載波（180KHz）與 20KHz Guard Band。
所以一個 RB 包含 84 個 RE，以 1 秒來看則會有 168000 個 RE。
每個 RE 的資料量是依調變方式而定：QPSK（2bit）、16QAM（4bit）、64QAM（6bit），
目前多以 64QAM（6bit）為主。再來，LTE 定義的可運作頻寬皆由多個 RB 組成，分別為
1.4MHz（6）、3MHz（15）、5MHz（25）、10MHz（50）、15MHz（75）、20MHz（100），
故可算出在採 64QAM 調變的前提下，頻寬 5MHz 理論上與實測上能夠傳輸的資料量是：
168000 * 6 * 25 / 1000000 = 25.2 Mbps，扣除實測得出的 25% 損耗後為 18.9 Mbps。
在基地台和裝置都只配備一組天線（SISO）的情況下，5MHz 最多只能跑到 18.9 Mbps，
但目前的主流是各配備兩組天線（2x2 MIMO），因此速度是兩倍的 37.8 Mbps，
如果天線再增加到各四組（4x4 MIMO）的話，速度就來到 75.6 Mbps，以此類推。
但考慮到裝置要再增加天線的困難度，就先停留在兩組（2x2 MIMO）的想像吧。
以 5MHz 為單位，其他頻寬的速度便是倍數成長：20MHz＝151.2 Mbps，
40MHz＝302.4 Mbps，60MHz＝453.6 Mbps…之後便是裝置能否跑那麼快的問題了。
上頭主要提的是下載速度，上傳部分由於干擾等等的問題，
調變方式多只用到 16QAM（4bit），可自行按公式計算。
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如果講求方便的話看上面就好，這裡是 3GPP 所做的更精確計算，
在兩組天線（2x2 MIMO）的情況下各運作頻寬能提供的下載速度為：
5MHz＝36.696 Mbps，10MHz＝75.376 Mbps，
15MHz＝110.136 Mbps，20MHz＝149.776 Mbps。
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※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/MobileComm/M.1425677727.A.131.html
不過理論上來說是可以讓更多連到該基地台的裝置享受同樣的高速，
但基地台連回核心網路的頻寬也必須足夠才行。5G技術當中有個提案
便是讓基地台的天線數量從現在的2～4個暴增為8～64個，甚至更多。
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