Intelは、5G時代のコア基地局に向けたFPGAソリューションをアクセラレーションカードの形で提供する。これはMWC（Mobile World Congress）で発表したが、このほど東京でもこのIntel FPGA PAC N3000(図1)をお披露目した。このカードは、ミッドレンジのFPGA であるArria 10を使ったカードで、最大100Gbpsの中〜高速のネットワークに向く。

図1　IntelのFPGA PAC N3000アクセラレーションカード

このPAC N3000アクセラレーションカードは、5Gの無線アクセスネットワーク（端末のスマートフォンやM2Mから受信する基地局まで）からコアネットワークアプリケーション（端末に近い基地局から光ファイバで接続された中継局コア）まで、仮想化された多種多様な負荷をハードウエア演算するのに使う。

図2　データ入力から出力までCPUだけで処理するとCPUは余裕がなくなる　出典：Intel

このFPGAがない場合だと、図2のように、コア基地局のCPUで、負荷のバランシングや分類作業、QoSを保つ作業、あるIPパケットを別のところに送信するフォワーディング、一つのデータを複数のノードへ送信するマルチキャスティングなどのタスクを処理しなければならない。しかも入力データがテレビ会議やライブ中継、オンラインゲームなどデータ量の多いコンテンツなら、CPU利用率が目いっぱいになり、システム全体が遅くなってしまう。

そこで、このアクセラレーションカードを入出力部分に設置し（図3）、CPUの業務を分担することで、CPU利用率を上げようという訳だ。FPGAが負荷バランシングやQoS、分類作業を担当し、CPUはフォワーディングとマルチキャスティングだけになり、CPUを50%程度の利用率で処理できるようになる。もしこの後、CPUに割り込みが入っても対応できるようになる。

図3　データの入出力をFPGAで処理するとCPUの負荷は半分で済む　出典：Intel

このカードでは、8ポート×10GbEと4ポート×25GbE（最大100Gbps）の広帯域のバンド幅を持ち、ネットワークトラフィックを高速処理できるようにしている。このカードの位置づけは、クラウド(データセンター)とエッジとの間でパケット処理する用途の製品だ。IntelはすでにハイエンドのStratix 10を搭載したデータセンター向けのアクセラレーションカードを提供しており、今後は100Gbps/400Gbpsのイーサネットを扱えるデータセンター向けにアクセラレーションカードを目指していく。