下一波移动通信的技术突破:全能可编程处理器

2012年，采用无线通信的设备数量继续增长，但是几乎没有出现技术上的突破。但是在未来几个月内，移动设备的内部核心将会成熟，从而带来技术上的颠覆和性能上的大幅提升。

从某些方面看，智能手机和平板电脑的内部显得落后且效率低下。打开这些设备光鲜的外壳，你会发现一堆彼此独立的处理器。为了处理不同的无线标准下的数据（2G、3G、4G LTE、Wi-Fi、蓝牙、GPS以及在一些新机型中存在的近场通信），设备内一般都装有好几个调制解调器。最后，还有分别处理图像、视频和用于加速计和陀螺仪的处理器。

母芯片：图示位于这块主板中央的Coherent Logix公司的芯片可以通过灵活地再编程来实现不同的数据处理功能，消除了在无线电、图像和视频之间的数据处理障碍。该公司称，该芯片的下一代版本将更加小巧便宜，可适用于手机。

容纳所有这些孤岛般的独立处理器并为其供电从根本上就是效率低下的，但技术已经发展到能将它们集成在一起。位于得州奥斯汀的创业公司Coherent Logix称，他们正在开发一款单一处理器，能够处理以上所有的问题，芯片的功能可以通过软件灵活控制，控制软件可以在几毫秒之内在不同功能之间切换。

能够处理无线电部件的软件版本的芯片在几年前就已经出现了，这些无线电部件，如滤波器、放大器、调制器，曾经只能以硬件形式出现。让这类芯片具备可编程性，以具备处理不同频率的无线电的能力，也同样是几年前就实现的事了。但将其他所有的东西（比如图像和视频处理）都加在同一块芯片中，并将其置于智能手机中工作还是相当新的技术。公司的创始人兼首席技术官迈克尔•多尔（Michael Doerr）表示：“我们认为，只是将无线电部件整合起来植入软件中是不够的。要获得最强劲、灵活、动态的系统，就要把所有的视频和图像处理与无线电信号处理整合在一起。我们有独特的处理器可以做到这一点，但如何在性能和节能之间做出正确的取舍，这还是个问题。”

公司已经为军方客户提供了必要的芯片来制造复杂的可编程无线电设备，但由于成本、电力需要和编程的复杂性等原因，该技术还没有推向大众市场。目前，公司表示正与前五大手机制造商之一（但没有指明是哪一家）合作，使用下一代版本的可编程处理器的手机版原型产品预计将于2014年面世。多尔表示，如果成功，“就将是业内一次巨大的飞跃。目前还没人造得出这样的设备。”

公司在研究机构中进行了试验性的验证。负责领导弗吉尼亚理工大学无线电研究所的杰夫•里德（Jeff Reed）熟悉这一技术，他表示：“能够在不远的未来见证这项技术将能耗压得多低，是件很有意思的事。但该技术的潜力在于手机上的超级计算性能。”一旦成功就将改变游戏规则，因为由此产生的设备的性能，即使比不上超级计算机，也肯定可以和今天强大的笔记本电脑和台式机相当，而且无需消耗更多的电能。

而且，这种设备可用的时间可能也更长。因为硬件不会像软件那么快就过时，也可以对软件进行更多的升级，比如增加新的图像或视频处理器。里德补充道：“让Coherent Logix获得相当尊重的是他们的软件工具，这让多处理器的数据处理比过去容易得多。”

Coherent Logix公司当然不是这场游戏中的唯一玩家。大型芯片制造商们已经开始稳步提高性能，降低能耗。而Tilera和Mindspeed等新军也在努力开发出更好的可编程芯片。

同时，Coherent Logix的芯片也在努力进入基站，芯片的可编程性和灵活性同样都能让基站获益。看一眼城市建筑物的侧面，你很可能发现几个发送盒。每个发送盒负责处理来自三四家甚至更多的运营商之一的不同频率的信号。

一家为无线电行业提供基站的供应商Public Wireless就已经在使用Coherent Logix公司的可编程芯片。无线电协议的变化，需要对基站进行物理访问，而基站越来越由大量名为“小型节点”的小发送器所组成。随着这类基站越来越多的安装，“位置的绝对数量以及要到达那些位置所需的随时间变化的成本就是相当重要的。”Public Wireless的创始人罗伯•里根（Rob Reagan）这样说道。

里根说，应对这一问题最经济的方式就是将新的软件送入基站，来重新定义无线电处理器应该做的事。理论上讲，无线电企业甚至可以共享同一个发送盒，就像不同的电力供应商共享同一条输电线差不多。“整个领域出现重大颠覆的时机已经成熟。”里根补充道。

无线运营商也在进行技术开发，其中就包括“小型节点”，以更有效地应对预期中的LTE网络的扩张。AT&T在去年表示，公司将部分采用小型节点来实现网络扩容，同样有此打算的还有Verizon、Sprint、Telefónica、Vodafone、中国移动以及其他一些公司。大型基站供应商，比如爱立信、阿尔卡特-朗讯、诺基亚和西门子也在升级自己的产品。