中兴通讯GreenEngine智能节电降低UPF CPU功耗，助力运营商降本增效
近日，中兴通讯GreenEngine智能节电技术，在其5G网络用户平面功能（UPF）中，应用Intel CPU 降频/休眠等智能电源管理节能技术，实现了UPF一项新的节能技术，成功将UPF的CPU功耗降低近30%。这项技术将有助于电信运营商降低网络运营成本和能源消耗，同时提高网络性能。
随着5G网络的规模商用，移动应用迎来爆炸式的增长，UPF作为5G核心网的报文处理转发网关，在5G网络构建中被大规模部署。传统处理用户数据流量的UPF应用程序，通常需要消耗100%的CPU资源，并且会不断轮询网络接口卡（NIC）以获取新数据，因此，存在着高能耗使用和功耗的问题。
图1 UPF负载时序图
真实环境中的网络吞吐量，存在着明显的周期性波动，如图1。早晚高峰以及节假日，随着上网人数的增加，网络吞吐量达到高点；凌晨时间，则网络吞吐量达到谷底。UPF承担了5G网络中重要的报文转发任务，在设计上需要满足流量高峰时段的吞吐量性能。伴随着网络吞吐量显著的周期性波动，UPF也会周期性地处于低负载状态。网络吞吐量、CPU负载均呈现为规律性较强的时间序列形式，可以充分发挥AI在时间序列处理上的优势。
中兴通讯针对网络吞吐量、CPU占用率设计预测算法，基于AI构建智能化节能决策机制，设计并实现了基于负载预测动态调整Intel CPU功耗的UPF智能化节能方案。通过Intel CPU降频(P state)休眠((C state))和外部用户无感知媒体转发线程核间迁移技术， UPF 方案内置节能算法，内部自带多线程负载均衡器，自适应话务模型变化。根据网络流量负载，该方案可按需休眠 CPU 核，智能值守，无需人工干涉。为实现开关核时的 业务无损，网元内部流量基于 ring 队列分发，CPU 核开关通过快速切换，实现切换过程平滑业务无损，提升用户感受。
图2 CPU智能降频/休眠节能示意图
图3 UPF节能效果图
通过与电信运营商的合作和实践，中兴通讯已经在实际网络环境中进行了多次测试，证明了该技术的可行性和效果。作为全球领先的综合通信与信息技术解决方案提供商，中兴通讯一直致力于推动5G技术的发展，并提供创新的解决方案，以满足客户需求。此次成功开发的节能技术，将有助于电信运营商进一步降低网络运营成本和能源消耗。
