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AI算力网络

AI算力集群的扩展正从“堆GPU”转向“联GPU”——Switch芯片成为决定集群规模与效率的核心瓶颈。博通Tomahawk6达102.4Tbps,NVLink六代演进至1.8TB/s,国产盛科25.6T芯片已量产。东吴证券认为,AI算力网络芯片是国产替代的下一个关键战场。

AI集群的核心瓶颈:GPU-GPU互连

AI大模型训练需要数千甚至数万张GPU协同工作,GPU之间的通信效率直接决定集群的整体算力利用率。Switch芯片正是连接GPU的关键枢纽,负责在GPU之间高速转发数据。

Scale-Up场景(机柜内/超节点内)追求极致低延迟和高带宽,NVIDIA NVSwitch是目前业界最成熟的方案,六代演进带宽从160GB/s提升至1.8TB/s。但NVIDIA私有协议也意味着生态锁定。UALink开放标准支持1024卡互联延迟低于1微秒,博通SUE以太网方案延迟250ns支持1024加速器。

Scale-Out场景(机柜间/集群间)追求大规模扩展能力,博通在云端数据中心交换机市场市占率达九成,Tomahawk6达102.4Tbps创业界纪录。

三大技术路线角逐AI互联

NVIDIA NVLink:私有协议,带宽最高(1.8TB/s)、部署最成熟,但生态封闭。适合追求极致性能的单一厂商集群。

UALink:开放标准,由AMD/AWS/博通/思科/谷歌等推动,支持1024卡互联、延迟<1微秒、功耗改进40%。适合多元化供应商生态。

博通SUE:以太网方案,免费开放规范,Tomahawk Ultra支持1024加速器、延迟250ns、头部开销仅10B。适合希望利用以太网生态的厂商。

国产AI算力网络芯片进展

盛科通信:国内领先,12.8T/25.6T交换芯片已进入客户推广阶段,支持800G端口速率。营业收入从2019年1.92亿元增至2024年10.82亿元(CAGR约41%)。

华为:单芯片51.2T液冷交换机已发布,灵衡互联协议2.0开放,Atlas 950/960超节点支持8192/15488卡。

海光信息:开放HSL互联协议,同时布局CPU+GPU(DCU)+Switch互联。

中兴通讯:自研AI交换芯片超节点方案,GPU间通信带宽达400GB/s至1.6TB/s。

数渡科技:PCIe5.0交换芯片2025年底有望实现国产替代突破。

投资建议

重点推荐:海光信息(同时布局CPU+GPU+Switch互联,卡位优势显著)、盛科通信(国内交换芯片龙头,25.6T芯片量产导入主流设备商)。建议关注:中兴通讯、万通发展、澜起科技。
点击阅读报告原文: 【东吴证券】Switch芯片研究框架(一):GPU-GPU互连,从Scale-Up到Scale-Out的格局如何?-250930(15页)
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