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環球微動態丨CPO關鍵配套,交換機或成英偉達新超算短板

昨日英偉達又放大招。

CEO黃仁勛在COMPUTEX大會上拋出多個重磅信息,其中最為引人矚目的無疑是搭載256顆GH200 Grace Hopper超級芯片的新型DGX GH200人工智能超級計算機,堪稱“算力殺器”。

先說一下這個超級芯片,Grace Hopper采用最新的CPU與GPU一體設計方案,作為超級計算機,一臺集成了256顆Grace Hopper芯片的DGX GH200顯存總和達到144TB(通過交換網絡實現顯存共享),在第四代NVLink加持下,GPU互聯帶寬達900GB/s,總算力達到1 exaFLOPS@FP8,完美適配大規模的AI訓練/推理需求。


(資料圖)

此外,英偉達還發布了世界上第一個AI以太網網絡平臺Spectrum-X,其中的RDMA技術可用于跨服務器顯存共享;2022年亮相的Spectrum-4交換機也正式量產,可以連接分布在兩層網絡的8192個GPU,交換速率達到51.2T。

配套交換網絡可能成為短板

此前光通信CPO成為服務器產業鏈中最亮眼產業鏈。國盛證券最新研報表示,隨著帶寬提升,新架構對光模塊的需求彈性也在上行,超算中心內部通信能力的木桶效應將進一步被放大。

“木桶效應”指的是一個系統的整體效果往往取決于最弱或最短的一環。想象一下一個木桶,它是由許多木板(也叫桶板)組成的,木桶能盛多少水,并不取決于最長的木板,而是取決于最短的那塊木板,因為水會從最低的地方溢出,這就是“木桶效應”。

國盛證券表示,市場普遍忽略了交換網絡的重要性。英偉達Infiniband一季度營收創紀錄,據英偉達測算,若企業支出5億美元建設交換網絡,Infiniband和以太網的吞吐量差異是15%-20%。同時,Infiniband更加適合GPU負載,適配Infiniband協議的光模塊單價也更高,將進一步提升光模塊在超算中的價值量。

資料顯示,英偉達的InfiniBand解決方案是其重要的產品之一,英偉達的InfiniBand解決方案包括InfiniBand交換機、InfiniBand網卡等硬件設備,以及相應的驅動程序和管理軟件。這些產品可以為用戶提供高性能、低延遲的網絡連接,幫助用戶實現大規模并行計算、大數據處理等復雜任務。這些產品在高性能計算、人工智能、機器學習、大數據等領域有廣泛的應用。

另外,交換機是交換網絡的核心設備之一,值得一提的是,它與最近市場大火的CPO其實有一定聯系,它們是搭配使用的。

傳統的數據中心網絡中,光模塊和交換芯片(交換芯片為以太網交換機核心部件)通常是分開封裝的,數據需要在兩者之間進行多次電-光和光-電轉換,這會導致能耗增加和傳輸速率下降。而在CPO技術中,通過將光學組件和交換芯片共封裝,可減少數據傳輸的距離和復雜性,從而實現更高的傳輸速率和更低的能耗。

下面我們重點來介紹一下交換機。

什么是交換機?有啥作用?

據中信證券研報,交換機是搭建網絡的核心設備之一,主要目的為擴大網絡覆蓋范圍,能為子網絡提供更多的連接端口,以便連接更多的服務器、計算機、移動終端及物聯網終端。

交換機的主要功能是接收來自一個設備的信息,并將這些信息準確地發送到目標設備,而不是廣播到網絡中的所有設備,這就提高了網絡的效率和安全性。

打個比方的話,你可以把交換機想象成郵局的郵件處理中心,假設每個人都有一個唯一的地址(網絡中為IP地址),當你想給某個人發送信件時,你會把信件投入郵筒(這就像一個設備發送信息到交換機),然后郵件處理中心(交換機)會根據信件上的地址(IP地址),把信件準確地送到目標地址的郵箱(目標設備)。不需要把信件投遞到每個郵箱去查看是不是對方的,這樣既提高了效率,又保證了信件的私密性。

交換機的出現主要是為解決在大規模網絡環境下,傳統的網絡設備(如集線器)因廣播方式導致的網絡效率低下和安全性問題,因集線器在接收到信息后,會把信息廣播到所有連接的設備,這就導致網絡擁塞,而且任何設備都可以接收到所有的信息,這就有可能泄露私密信息。而交換機則通過準確地將信息發送到目標設備,解決了這些問題。

銀河證券認為,新技術新應用催化流量高增,新基建下交換機需求有望超預期。

具體來看,隨著全球數據流量增長,互聯網設備接入數量快速增加,同時人工智能、云計算在內的各種新技術不斷出現,AR、VR、車聯網等應用不斷落地,進一步帶動全球互聯網數據中心建設需求不斷增長。全球數據總量由2021年70ZB將增長至2025年175ZB,年均復合增長率高達25.74%,全球網絡設備市場需求保持持續向好發展。

其認為,新基建相關產業鏈景氣度有望提升,ICT基石光網絡作為新基建的主要設備,包括交換機、光模塊、光纖光纜、節能等需求進一步增長,有望迎來市場新增量。

相關產業鏈

據中信證券研報,交換機產業鏈的上游是部件供應商,主要包括交換機芯片、CPU芯片等。其中以太網交換芯片是以太網交換機的核心部件。全球以太網交換芯片自用廠商以思科、華為等為主,其自研芯片用于自產交換機并對外銷售。全球以太網交換芯片商用廠商主要包括博通、美滿、瑞昱、英偉達、英特爾等。

交換機產業鏈的中游是交換機設備商。據IDC數據,2021年行業內主要廠商思科、華為、Arista、新華三、HPE、Juniper的以太網交換機在全球的份額分別為45.3%、10.2%、7.6%、6.1%、6.1%、2.9%。此外,銳捷網絡也是交換機領域的重要設備商之一,2021年銳捷網絡以太網交換機在中國的份額為14.6%,僅次于華為和新華三。

交換機產業鏈的下游包括運營商、云廠商、大型企業等。據Arista預測,大型云廠商將是驅動數據中心交換機市場規模擴大的核心。

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