英伟达NVL72以线缆背板Cable Tray实现72个GPU全互连、华为CloudMatrix384以无中枢正交架构支撑384卡统一内存编址——超节点Scale-up架构正在定义吉瓦级智算中心的互连标准。OCP中国社区与OCTC联合发布的这份技术报告，深度解析了Cable Tray、有中枢正交、无中枢正交三大架构的技术特征与产业应用。核心判断清晰而有力：随着单通道速率向448 Gbps演进，铜互连与光互连的“优势互补”将成为长期产业格局。
超节点架构的定义与价值
Scale-up vs Scale-out
超节点是一种新型计算架构，物理上由多卡GPU点对点互连，逻辑上作为单一计算单元协同执行机器学习训练、推理等任务。其核心优势在于通过Scale-up（垂直扩展）大幅提升单节点内卡间互连带宽（远超传统Scale-out横向扩展集群的带宽水平），降低时延，从而突破大规模AI计算的通信瓶颈。
Scale-up（垂直扩展）指通过增加单个计算节点的GPU连接数量或多个节点中互连的GPU连接数量，通过提升GPU间通信带宽，提升系统计算性能。其高速互连应用场景主要包含四类：计算节点高速互连、交换节点高速互连、柜内节点间高速互连、机柜到机柜间高速互连。Scale-out（横向扩展）指将更多计算节点通过RNIC网络互连组成集群，以满足万亿参数模型训练推理需求。
三大柜内互连架构对比
线缆背板Cable Tray架构：采用铜缆模组替代传统PCB背板，业务板卡与交换网板通过高速线缆直接互连，形成灵活的网状拓扑。是目前行业应用最广泛的方案，如英伟达NVL 72~144、字节跳动大禹超节点及百度天池超节点。支持板卡多方向扩展，突破背板物理尺寸限制，支持多种GPU芯片在同一整机柜内兼容应用。
有中枢正交架构：计算节点与交换节点分别从前面板侧、后面板侧通过机架导轨引导垂直移动装入机架内部，二者在机柜中间区域通过中置背板实现互连。具备高密度触点布局，支持多通道并行传输，满足大带宽需求。如英伟达Rubin Ultra NV144、曙光Scale X640。
无中枢正交架构：取消中置PCB背板，采用直接正交连接器实现板卡互连，形成无背板的全互连交换矩阵。具备极强扩展性、超大交换容量、极低的信号衰减。如华为Cloud Matrix 384、阿里磐久AL128、百度天池。
架构演进与速率升级路径
各架构速率演进特征
不同架构的通道速率呈现各自演进路径：传统背板架构、有中枢正交架构目前主要采用56 Gbps/lane；无中枢正交架构、有中枢正交架构逐渐向112 Gbps/lane及224 Gbps/lane演进；线缆背板Cable Tray架构从56 Gbps/lane起步，同步向112 Gbps/lane、224 Gbps/lane升级。
在吉瓦级智算中心机柜应用中，计算单元与交换单元物理间距显著增大，传统铜互连高速背板（板对板连接）已难以满足信号传输距离增加带来的互连互配需求。柜内互连正从传统背板架构向线缆背板Cable Tray架构、有中枢正交架构、无中枢正交架构演进。超节点正逐步向线缆背板Cable Tray架构、无中枢正交架构、NPO与CPO架构方向演进。
关键互连方案推荐
Cable Tray架构推荐方案涵盖中航光电GF7E（112→224Gbps）、GF9A（224→448Gbps）；庆虹HCTC（112→224Gbps）、ARK（224→448Gbps）；华丰MHT（112→224Gbps）、Capella（224→448Gbps）；立讯Intrepid EVO（112Gbps）、APEX（224Gbps）、NEXUS（224→448Gbps）。
有中枢正交架构推荐方案包括中航光电GF5T-Plus（56→112Gbps）、GF7E（112→224Gbps）、GF9A（224→448Gbps）；庆虹HCTC（56/112→224Gbps）、ARK（112→224Gbps）；华丰MHT（56/112Gbps）、Capella（224→448Gbps）；立讯Intrepid EVO（112Gbps）、APEX（224Gbps）、NEXUS（224→448Gbps）。
无中枢正交架构推荐方案包括中航光电GF7E（112→224Gbps）、GF9A（224→448Gbps）；庆虹Viper（112→224Gbps）、ARK（224→448Gbps）；华丰Capella（224→448Gbps）；立讯Intrepid EVO（112Gbps）。
下一代互连技术展望
铜互连的448Gbps突破
在铜互连领域，448 Gbps技术路径涵盖板端连接器、背板线缆、ACC/AEC有源铜缆及CPC共封装铜缆等，倒逼电互连技术在编码调制、系统架构、产品结构及原材料四个维度实现系统性突破。CPC技术凭借多重优势成为焦点：链路损耗较传统方案减少30%以上；功耗较光模块方案降低30%-50%；系统成本可降低15%以上；采用可插拔设计，维护更加便捷。
在系统架构层面，传统的单面横插Cable Tray方案预计将逐步向正交架构演进。无源DAC铜缆向ACC/AEC等有源铜缆形态演变；传统的Chip-I/O互连结构向NPC及CPC组件演进。材料升级方面，PCB中采用更低Dk/Df高频介质板材及超低粗糙度铜箔；Raw Cable中采用低介电常数材料、物理发泡绝缘等新材料。
光互连与铜光协同
在光互连领域，448 Gbps技术路径主要包括可插拔光模块、NPO近封装光互连及CPO共封装光互连。CPO通过将光引擎与电芯片共同封装在同一芯片基板或中介层上，实现系统的高集成度，使电信号只需传输几毫米，极大地提升了互连带宽密度并显著降低系统误码率和设备功耗。
预计在未来更高传输速率的时代，“光铜并存、优势互补”将成为长期且稳定的产业格局。铜互连凭借其在成本、功耗及散热上的综合优势，承接机柜内及柜间近端的短距互连；光互连依托其高带宽与低损耗传输特性，承担跨机柜及远距离通信的重任。
