CPO关键配套,交换机或成英伟达新超算短板

神童股手

　　CEO黄仁勋在COMPUTEX大会上抛出多个重磅信息，其中最为引人瞩目的无疑是搭载256颗GH200 Grace Hopper超级芯片的新型DGX GH200人工智能超级计算机，堪称“算力杀器”。

　　先说一下这个超级芯片，Grace Hopper采用最新的CPU与GPU一体设计方案，作为超级计算机，一台集成了256颗Grace Hopper芯片的DGX GH200显存总和达到144TB(通过交换网络实现显存共享)，在第四代NVLink加持下，GPU互联带宽达900GB/s，总算力达到1 exaFLOPS@FP8，完美适配大规模的AI训练/推理需求。

　　此外，英伟达还发布了世界上第一个AI以太网网络平台Spectrum-X，其中的RDMA技术可用于跨服务器显存共享；2022年亮相的Spectrum-4交换机也正式量产，可以连接分布在两层网络的8192个GPU，交换速率达到51.2T。

　　配套交换网络可能成为短板
　　此前光通信CPO成为服务器产业链中最亮眼产业链。国盛证券最新研报表示，随着带宽提升，新架构对光模块的需求弹性也在上行,超算中心内部通信能力的木桶效应将进一步被放大。

　　“木桶效应”指的是一个系统的整体效果往往取决于最弱或最短的一环。想象一下一个木桶，它是由许多木板(也叫桶板)组成的，木桶能盛多少水，并不取决于最长的木板，而是取决于最短的那块木板，因为水会从最低的地方溢出，这就是“木桶效应”。

　　国盛证券表示，市场普遍忽略了交换网络的重要性。英伟达Infiniband一季度营收创纪录，据英伟达测算，若企业支出5亿美元建设交换网络，Infiniband和以太网的吞吐量差异是15%-20%。同时，Infiniband更加适合GPU负载，适配Infiniband协议的光模块单价也更高，将进一步提升光模块在超算中的价值量。

　　资料显示，英伟达的InfiniBand解决方案是其重要的产品之一,英伟达的InfiniBand解决方案包括InfiniBand交换机、InfiniBand网卡等硬件设备，以及相应的驱动程序和管理软件。这些产品可以为用户提供高性能、低延迟的网络连接，帮助用户实现大规模并行计算、大数据处理等复杂任务。这些产品在高性能计算、人工智能、机器学习、大数据等领域有广泛的应用。

　　另外，交换机是交换网络的核心设备之一，值得一提的是，它与最近市场大火的CPO其实有一定联系，它们是搭配使用的。

　　传统的数据中心网络中，光模块和交换芯片(交换芯片为以太网交换机核心部件)通常是分开封装的，数据需要在两者之间进行多次电-光和光-电转换，这会导致能耗增加和传输速率下降。而在CPO技术中，通过将光学组件和交换芯片共封装，可减少数据传输的距离和复杂性，从而实现更高的传输速率和更低的能耗。

　　下面我们重点来介绍一下交换机。

　　什么是交换机？有啥作用？
　　据中信证券研报，交换机是搭建网络的核心设备之一，主要目的为扩大网络覆盖范围，能为子网络提供更多的连接端口，以便连接更多的服务器、计算机、移动终端及物联网终端。

　　交换机的主要功能是接收来自一个设备的信息，并将这些信息准确地发送到目标设备，而不是广播到网络中的所有设备，这就提高了网络的效率和安全性。

　　打个比方的话，你可以把交换机想象成邮局的邮件处理中心，假设每个人都有一个唯一的地址(网络中为IP地址)，当你想给某个人发送信件时，你会把信件投入邮筒(这就像一个设备发送信息到交换机)，然后邮件处理中心(交换机)会根据信件上的地址(IP地址)，把信件准确地送到目标地址的邮箱(目标设备)。不需要把信件投递到每个邮箱去查看是不是对方的，这样既提高了效率，又保证了信件的私密性。

　　交换机的出现主要是为解决在大规模网络环境下，传统的网络设备(如集线器)因广播方式导致的网络效率低下和安全性问题，因集线器在接收到信息后，会把信息广播到所有连接的设备，这就导致网络拥塞，而且任何设备都可以接收到所有的信息，这就有可能泄露私密信息。而交换机则通过准确地将信息发送到目标设备，解决了这些问题。

　　银河证券认为，新技术新应用催化流量高增，新基建下交换机需求有望超预期。

　　具体来看，随着全球数据流量增长，互联网设备接入数量快速增加，同时人工智能、云计算在内的各种新技术不断出现，AR、VR、车联网等应用不断落地，进一步带动全球互联网数据中心建设需求不断增长。全球数据总量由2021年70ZB将增长至2025年175ZB，年均复合增长率高达25.74%，全球网络设备市场需求保持持续向好发展。

　　其认为，新基建相关产业链景气度有望提升，ICT基石光网络作为新基建的主要设备，包括交换机、光模块、光纤光缆、节能等需求进一步增长，有望迎来市场新增量。

　　相关产业链
　　据中信证券研报，交换机产业链的上游是部件供应商，主要包括交换机芯片、CPU芯片等。其中以太网交换芯片是以太网交换机的核心部件。全球以太网交换芯片自用厂商以思科、华为等为主，其自研芯片用于自产交换机并对外销售。全球以太网交换芯片商用厂商主要包括博通、美满、瑞昱、英伟达、英特尔等。

　　
　　交换机产业链的中游是交换机设备商。据IDC数据，2021年行业内主要厂商思科、华为、Arista、新华三、HPE、Juniper的以太网交换机在全球的份额分别为45.3%、10.2%、7.6%、6.1%、6.1%、2.9%。此外，锐捷网络也是交换机领域的重要设备商之一，2021年锐捷网络以太网交换机在中国的份额为14.6%，仅次于华为和新华三。

　　交换机产业链的下游包括运营商、云厂商、大型企业等。据Arista预测，大型云厂商将是驱动数据中心交换机市场规模扩大的核心。