CPO 關鍵配套，交換機或成英偉達新超算短板
國盛證券認為，超算中心內部通信能力的木桶效應將進一步被放大，市場普遍忽略了交換網絡的重要性。
昨日英偉達又放大招。
CEO 黃仁勳在 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”。
先説一下這個超級芯片，Grace Hopper 採用最新的 CPU 與 GPU 一體設計方案，作為超級計算機，一台集成了 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。
此外，英偉達還發布了世界上第一個 AI 以太網網絡平台 Spectrum-X，其中的RDMA技術可用於跨服務器顯存共享；2022年亮相的Spectrum-4交換機也正式量產，可以連接分佈在兩層網絡的 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，隨着帶寬提升，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於最弱或最短的一環。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，並不取決於最長的木板，而是取決於最短的那塊木板，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。這些產品可以為用户提供高性能、低延遲的網絡連接，幫助用户實現大規模並行計算、大數據處理等複雜任務。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 其實有一定聯繫，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複雜性，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。
什麼是交換機？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範圍，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，並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），然後郵件處理中心（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後，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，隨着全球數據流量增長，互聯網設備接入數量快速增加，同時人工智能、雲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，年均複合增長率高達 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，其自研芯片用於自產交換機並對外銷售。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，鋭捷網絡也是交換機領域的重要設備商之一，2021 年鋭捷網絡以太網交換機在中國的份額為 14.6%，僅次於華為和新華三。
交換機產業鏈的下游包括運營商、雲廠商、大型企業等。據 Arista 預測，大型雲廠商將是驅動數據中心交換機市場規模擴大的核心。
