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>> 东兴证券-超节点与Scale up网络行业:谷歌、AMD、国产超节点持续发力,打破英伟达独大格局-260302
上传日期:   2026/3/3 大小:   5465KB
格式:   pdf  共68页 来源:   东兴证券
评级:   推荐 作者:   石伟晶
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投资摘要:
  超节点与Scale-up网络是突破算力与通信瓶颈、支撑万亿级大模型与高实时性应用的关键基础设施。本篇超节点与Scale up网络行业深度报告,详细研究英伟达、谷歌、AMD以及华为四家头部AI算力芯片厂商在此领域的布局进展以及各自优势。我们认为,超节点与Scale-up网络正处于快速发展期,并将成为算力芯片、网络部件(PCB板、交换芯片、光器件、高速铜缆)、存储部件、供电和散热设施部件等新兴技术的重要应用市场。
  (1)英伟达:超节点领先优势建立在NVLink和NVLink Switch。
  在超节点技术方案上,英伟达处于领先优势。2024-2025年,英伟达陆续推出GH200 NVL72、GB200/ GB300NVL72等成熟超节点解决方案。根据大摩预测,2025年英伟达GB200/300 NVL72出货量约2800台。展望2026-2027年,英伟达计划推出Vera Rubin NVL144和Rubin Ultra NVL576。互联GPU数将从72颗进一步向576颗发展。届时,英伟达将发布新一代Kyber机架,架构引入NVLink Switch Blade(NVLink交换机刀片),通过PCB中板替代传统5000+根有源铜缆。可以看到,Rubin Ultra NVL576仍保持较强的工程创新能力。
  英伟达超节点的优势建立在NVLink和NVLink Switch。为实现AI训练集群高带宽与低延迟数据传输,NVLink重新设计通信架构,并引入一系列先进技术,包括网状拓扑、差分信号传输、流量调度信用机制、多Lane绑定技术、统一内存空间等。截止2025年,NVLink 5 Switch实现支持单GPU到GPU带宽1800GB/s,可构建72 GPU的NVLink域,总带宽达130 TB/s(双向),支持72 GPU全互联通信。在后续计划中,NVSwitch Gen6和Gen7的GPU-to-GPU通信带宽继续升级为3.6TB/s。
  但另一方面,Scale up网络兴起源于满足大模型分布式训练和推理中的张量并行(TP)与专家并行(EP)。目前AI产业也在探索降低TP与EP规模的技术方案,从而降低Scale up网络规模的上限。我们认为,Scaleup网络的发展空间或限制英伟达在超节点领域的领先优势。为保持领先优势,实现Scale up网络和Scaleout网络融合或将成为英伟达超节点新的发展趋势。
  (2)华为:对外开放灵衢互联协议,超节点性能追赶英伟达。
  国内Scale Up协议尚未统一,华为灵衢协议尚未被国内业界广泛接受。在Scale Up协议方面,华为推出灵衢协议,并从2.0版本起转向开放标准。除此之外,国内其他厂商正探索多种互联协议,包括中移OISA、腾讯ETH-X、高通量以太网ETH+以及中兴通讯OLink等。为打破生态壁垒,国内正积极推动标准统一,比如工信部正牵头推动CLink协议,旨在形成统一的国内标准。
  华为超节点依靠集群化方式实现性能追赶。Atlas 950超节点预计2026年第四季度发布,相比英伟达同样将在2026年下半年上市的NVL144总算力2.52 EFLOPS(FP8),其算力达到8 EFLOPS(FP8)。此外,Atlas 950超节点在内存容量1152TB与互联带宽16.3PB/s,也实现大幅领先。我们认为,短期内,华为超节点依靠集群化实现性能追赶,但在超节点复杂性、可靠性、功耗等维度需要平衡。从整体解决方案看,英伟达在超节点的芯片工艺、软件生态与系统集成上的优势仍难以撼动。
  Atlas 950超节点互联方案或将调整,显示华为超节点技术在标准化阶段仍需夯实。相比上一代超节点,华为Atlas 950超节点不再使用全光互联架构,其通过“柜内正交铜互联+柜间光互联”的混合设计,在机柜内部利用铜互联实现高可靠、低成本和低功耗的连接,跨机柜则通过光互联保障系统的可扩展性,从而在维持系统可扩展性的同时,有效控制总体拥有成本(TCO)。
  (3)谷歌:建立光互联超节点,与英伟达形成不对称竞争。
  谷歌TPU超节点建立成熟的光互联Scale up网络。从技术成熟度看,2023-2025年谷歌陆续推出TPU v4、TPU v5p、TPU v7三代超节点,完成了技术路线探索和方案标准化。此外TPU v7也获得外部企业认可。
  2026年,Anthropic将直接从博通采购近100万颗TPU v7 Ironwood AI芯片,本地部署在其控制的数据中心。2027年,谷歌将推出第8代TPU,对标Nvidia Vera Rubin。可以看到,届时谷歌TPU超节点的性能指标进一步优化提升。
  谷歌TPU超节点竞争优势建立在OCS交换机,技术路线独树一帜。相比英伟达、华为、AMD等超节点厂商,谷歌是全球首个将光电路交换机(OCS)大规模商用部署于Scale up网络的企业,技术路线独树一帜。谷歌OCS交换机,涉及精密光学、机械工程与半导体工艺的深度交叉应用,在光互联领域构筑一道高壁垒的技术护城河。
  相较于电分组交换机,光电路交换技术具备诸多优势:光电路交换机可跨多代光收发模块技术复用、光电路交换机的每比特能耗较电分组交换机低数个数量级、光电路交换机引入的时延极小。
  OCS交换机商用落地
 
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