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发布日期：2024-04-29 01:55 点击次数：193
东说念主类社会正在悄然从互联网时间切换到算力网时间。
鲜有东说念主感知到的是，时间回荡序曲中，碰到的第一批实体结巴，除了GPU、HBM，还有交换机——此前市集鲜相关注的交换机，正在扼住AI算力的咽喉。
全面出击的英伟达VS蓄势反击的定约，是GPU、HBM之后AI的第三场干戈：一场科技史上围绕交换机的精彩对决行将献技。
01
念念科后遗症
如若用东说念主体结构来类比AI算力，不错作念如下分解：AI芯片（由GPU+HBM+CoWoS组成）是腹黑，CUDA等加快软件是大脑，光模块是要道，线缆光纤是血管，以交换机为代表的网罗开荒是咽喉。不同的开荒书册，最终呈现的是所有这个词劳动器集群。
其中AI芯片、CUDA、光模块、线缆，皆一经被番来覆去的究诘过大批回，成为阳谋。但令东说念主愕然的是，为什么交换机行动中枢的组网开荒之一，却一直备受荒废，只可充任AI暗器。
把柄界说，交换机（Switch），职责于OSI网罗模子中的数据链路层，智能地决定将数据帧从哪个端口转发出去，从而达成网罗中的数据交换和流量管制。因此，交换机的中枢作用是提高网罗的性能和服从，并救助网罗的推广和管制。鄙俗分解，交换机就是“网罗效应”的硬件载体。
而况从市集限制来看，交换机也相配之迫切。把柄IDC《2023年网罗市集追踪陈说》的最新数据，2023年全球网罗开荒市集限制为714亿好意思元，其中交换机超过400亿好意思元，是仅次于AI芯片、劳动器的核默算力组件，限制以至要广泛于近期被火热究诘的光模块和高速存储HBM。
黄教主其真实公开时事也抒发过交换机的中枢肠位。老黄曾露馅，在AI所有这个词集群投资中，InfiniBand网罗（以下均简称IB）约占总老本的20%。这里通俗科普一下，IB网罗是英伟达在子公司Mellanox的匡助下，我方搭建的用在劳动器之间的算力通讯网罗，其中所使用的中枢交换机为自产的IB交换机。
既然从技能角度来看如斯迫切、从市集限制看也不小，怎样交换机就恒久不被民众醉心呢？
笔者认为，最主要的原因在于交换机被宗旨式的认为是网罗架构中副角的存在，毕竟HBM、CoWoS这些新名词一听就是十倍空间起跳的宏大故事。而一提交换机，民众条目反射式的意象：这不就是2000年互联网泡沫时的念念科的居品么，还能炒吗？
20多年前念念科行动全球网罗开荒的完全龙头，与现如今的英伟达享受的是一样的地位。在2000年，念念科的网罗交换机市集份额超过6成，路由器份额超过8成，不错说莫得念念科的网罗开荒，就不会有其后的互联网蕃昌发展，当年念念科被誉为互联网卖铲东说念主。
其后的故事民众想必每个东说念主皆知说念了，跟着互联网泡沫的毁坏，念念科的股价遭受了重创，从高点着落了超过70%。公司其后用了20年，才免强填平当年估值带来的狂热泡沫。科技行业自然“送往迎来”，交换机这个老面目当然被绕着走，何况当年被深套的惊骇还深深刻在每个投资东说念主的反射弧里。
但宗旨一经是往常式，当下时点，例必要从头注释对交换机、尤其是AI交换机的分解了。原因无他，各方面的信号一经相配显着，断然举出两例：
全球龙头企业，一经运转在新式交换机和网罗架构上正面热烈交锋。除了上头提到的英伟达，其实超以太网定约的动作也相配之大，后文会具体分析。
好意思股投资东说念主也运转追捧交换机标的。在最新的AI交换机中，龙头毫无疑问是英伟达的子公司Mellanox，然则由于不只独上市和败露财务数据，看不到太多细节；第三方AI交换机的龙头不是前文提到的念念科而是后期之秀Arista，其股价在2023年上半年第一轮AI波浪中之中莫得跑赢纳斯达克，然则自2023年底运转加快高潮，这骄横好意思国投资东说念主正在从头注释它的迫切性。
图：高速交换机龙头Arista股价运转加快高潮
02
第三堵墙
今天再度从头意识交换机必要性，就缘自交换居品的自己发生了紧要变化，而况交换机在网罗中的迫切性也在显着擢升，以至一经成为AI基础设施中的三堵高墙之一。
1、AI催生算力网创新
似乎网罗架构一经停滞很深入。如若深究网罗架构的变迁史，不难发现OSI网罗模子上一次大的变革，还要追意象十多年前云策画爆发时期的“网随云动”。在停滞十多年后，咱们不雅察到，AI将催生互联网罗开荒的最新创新，将促使网罗架构从互联网时间切换到算力网时间。
算力网该如何分解？早先说以前互联网中网罗开荒的中枢任务，是完成即时通讯，是以交换机本体上是一个通讯开荒；而当今AI算力中心中网罗开荒的构建逻辑，在于聚首力量办大事，即围聚越来越苍劲的算力，交换机不再只是是通讯开荒，而变成了算力开荒自己。
想必有许多东说念主在这儿会持反对魄力。毋庸急躁，请赓续看背面的证据。
家喻户晓，这一轮AI粗略告成是放肆出古迹的工程学冲破，背后的指引次序是“scaling law”，scaling law描写的模子性能与模子限制之间的幂律关系，这一次序标明，当模子的限制（举例参数数目、数据集大小和策画资源）增多时，模子的性能将赢得提高。
换句话说，为卓著到AI大模子智能的流露，scaling law告诉你要不休的堆算力和数据。这亦然为什么，在2024年3月初，黄仁勋斯坦福大学演讲时提到，在畴昔的10年里，英伟达会把深度学习的策画能力再提高100万倍。这并不是泡沫时期的大放卫星，而是AI智能流露的必要条目。
算力要达成如斯恐怖的擢升幅度来赋闲scaling law，从硬件的角度来分析，路上有三堵墙：
1）算力墙：中枢围绕GPU，亦然民众在AI算力硬件中眷注度最高的居品。撤废算力墙最舛误的技能技巧是制程和芯片架构的升级。但制程带来的单芯片算力擢升濒临着黑洞般的AI需求，已显得惨白无力。毕竟当今的苹果最新的3nm的A17芯片，升级的恶果一经聊胜于无。试验上，英伟达的GPU，领受的只是4nm制程，以至下一代居品B100，也不会升级到3nm。每一代际算力倍增可能一经是单芯片算力擢升的极限了。
2）存储墙：中枢围绕HBM。单芯片算力跟不上，不错靠HBM来大大缓解，在《AI国力干戈：GPU是明线，港股打新HBM是暗线》一文中有详备究诘，不错移步于此。HBM反倒成为一个马上朝上的步伐，海力士和好意思光最近股价飙升即是市集运转知道到这一标的的迫切性。
3）通讯墙：算力和HBM结合在一齐处罚单卡的问题，但单卡再强也远远跟不凹凸游的算力需求。进一步的处罚方法是堆料，抛开复杂的技能名词，其实道理就是通俗悍戾的放肆出古迹，把尽量多的优质的算力卡连起来组成算力集群，这与猎鹰火箭装27台发动机本体上是一个道理道理，其中的舛误技能就在于数据中心的组网技能，因此，交换机的地位今时不同往日。
从最新的英伟达GB200策画集群网罗架构中，咱们粗略相配明晰的看到多处堆料组网的技能：1）GPU卡与GPU卡之间，基于NVLink公约的卡间互联，这部分派套的switch芯片，由于被英伟达足下，莫得太多产业链探讨的意旨，因此不再伸开。2）再往上一层，就是IB交换机，它市欢起多个GPU卡群，组成一个齐备的机柜Rack。3）多个机柜再通过交换机互联，酿成强力的AI算力中心。背面两个步伐，皆离不开AI交换机的救助。
这种架构就能相配明晰的看到，为了冲破通讯墙打造苍劲的算力基座，交换机不只是是充任算力网罗中的通讯开荒，而自身也变成算力开荒的自己。恰是这一产业链步伐界说的变化，给了所有这个词交换机产业链拔估值的基础。
在这一轮算力网革掷中，交换机崇敬与GPU、HBM、先进封装、光模块一说念，站到了产业链的C位。
图：GB200策画集群网罗架构，起原：英伟达官网，中金公司
2、初听不识曲心仪，再听已诟谇中东说念主
其实，产业链的这一变化不是2024年英伟达通过GB200才向全宇宙摊牌的，最早的信号发端于5年前。
2019年，英伟达豪掷69亿好意思元，打败英特尔和微软收购了彼时绝大部分皆还相比生疏的Mellanox。笔者当年亦然不睬解一个芯片厂玩什么交换机，只是以为这关于财大气粗的英伟达来说，算一个不大不小的收购，当然亦然莫得仔细分析产业链上的协同效应。
但跟着AI算力爆发，Mellanox的迫切性飙升，成为英伟达IB交换机、Spectrum-X以太网交换的御用供应商，占据了AI网罗开荒中的最高份额。绝不夸张的说，当今Arista市值接近1000亿好意思元，Mellanox不错冒失给到3000亿好意思元，较当年看似极其溢价的69亿好意思元增值43倍，远超这5年英伟达的市值高潮幅度。
老黄其时就对这笔收购相背风景，曾说这是两家全球率先高性能策画公司的结合，早在5年前就一经把Mellanox放在与英伟达同等迫切的位置上，回头来看不得不惊奇老黄的目光照实毒辣。
Mellanox，凭什么能跟英伟达平起平坐？Mellanox提供的主要居品是数据中心内的通讯互联处罚决策，而其中最为中枢的又是基于IB公约开发的一些列网罗开荒居品，这儿有必要伸开说一下IB公约。
1999年，北好意思策画机巨头们牵头组织IB定约，股票配资开户主义是为了取代PCIe总线公约，成为智能开荒之间互联的新的公约标准，IB内嵌了RDMA（Remote Direct Memory Access）功能，能将劳动器间内存、GPU内存直连；比如在AI的GPU集群中，RDMA技能能加快卡之间的交互，大大从简时延。
但IB其后声息日渐变小，而智能开荒之间的互联，仍然是由性价比更高的PCIe公约紧紧占据了中枢位置。这是由于IB公约需要专诚的网卡和交换机来救助，导致了居高不下的硬件老本，因此在跟以太网的决策中竞争中败下阵来。头等舱是好，但莫得几个东说念主坐得起。
其后连IB首发者英特尔皆采选了退出，最终惟有Mellanox苦苦的在这条“演叨”的阶梯上对峙。Mellanox公司配置后不久，便加入了IB定约并推出酌量居品，到2015年，Mellanox在全球IB市集上的占有率达到80%，诚然率先但在这一小众市集不被东说念主扎眼。2019年被英伟达收入囊中，而这之后，IB基本从一个公开公约变成了英伟达的专有公约，更不为东说念主眷注了。
直到2023年这个算力为王的时间，IB公约才一飞冲天被广为东说念主知。AI大模子的横空出世，算力的缺口一下子被放大到无尽大，而行动并行策画中舛误加快器的IB公约，成了最优处罚决策，这一公约的硬件载体，恰是IB交换机。
在英伟达及旗下Mellanox的强势指挥下，市集纷繁上调高速交换机的出货量，IDC瞻望2023-2024年，市集高速交换机增速别离为54%和60%，2024年以至还呈现加快的迹象。由于Mellanox是英伟达的子公司没法平直投资，好意思股投资东说念主转而追捧最隧说念的交换机标的Arsita，毕竟它诚然不如Mellanox优秀，但亦然各大云厂商高速交换机的最大供应商。
以点带面，通过高速交换机这个纽带，咱们不难发现，信息创新一经从互联网插足到算力网的时间。如若在本年，你还只在聊互联网，显然一经被时间甩下了车；通常，如若聊算力还只在聊GPU，显然三大重心你只收拢了一个。
03
“失落者定约”
1、英伟达+mellanox在干什么：意欲吃干抹净
从交换机的居品谱系图，咱们更能读懂英伟达的布局。这张图其实信息含量极大，提议反复不雅看。
早先说，英伟达的贪念很大，它从来皆不是只想作念一个卖卡的芯片公司，而是想作念AI时间的算力决策处罚商。或者说英伟达买卖模式的变化：从来不只是想卖铲子，是卖给你所有这个词矿山，别再用“卖铲东说念主”来形容英伟达了。
英伟达2021-2025年的居品阶梯图，昭昭然的将这个贪念公示全球。其中标粗的是其中枢的GPU居品，从A100迭代到H100，然后再到本年的B100，再到2025年的X100，阶梯相配明晰，亦然AI产业链眷注的焦点。
但每每被忽略的是图表的下半部分，英伟达同期标注出了配套的交换机型号变化，分为两个IB和以太网两个系列标的：
选用英伟达IB公约的，配套的是由Mellanox提供的Quantum系列交换机，将按序对应从400G升级到本年的800G，再到来岁的1.6T。值得一提的是，在这个历程中，光模块也需要对应从800G升级到1.6T然后到3.2T，Mellanox也不错部分提供。
当今许多客户由于只可采购英伟达的GPU，一经相配被迫了，因此许多企业并不宁肯采购IB决策，仍对峙以太网决策。关于这种客户，英伟达也可配套提供Spectrum-X系列的以太网交换机，通常亦然将按序对应从400G升级到本年的800G，再到来岁的1.6T，只不外互联服从要弱于IB决策；这几款交换机亦然由Mellanox来提供。
是以，在老黄的构想里，如若一个超算中心是专诚为AI建的，那就用最快的IB交换机决策；关于存量的以太网算力中心，如若客户扭扭抓抓，英伟达也能匹配提供以太网决策，就用Spectrum-X交换机。通俗来说，就是面向当今和畴昔的生意英伟达给你包圆了。
从图中也能看到，英伟达不只是只是想同期卖芯片和交换机，它的贪念远超于此。
如若客户同期选购了英伟达的芯片、交换机，就离采购英伟达AI算力集群决策不远了（图表的上半部分）。在举座决策中，英伟达给下旅客户推自有GPU+自有网罗开荒+自有CUDA搭建的所有这个词AI算力集群。这就是AI工场的模式，价值量将是只卖GPU卡的数倍以上。
更为迫切的是，如若所有这个词图达成，这一轮的AI大潮将被英伟达达成新版的软硬件解构，软件企业如云厂商负责放荡氪金和试错买卖模式，硬件企业英伟达负责建AI全算力和旱涝保收。
有必要提的一句题外话是，这张图也能看出英伟达并不准备染指HBM和先进制程，台积电和海力士目下来看还长短常安全的。
图：英伟达居品阶梯图
2、英伟达惊骇症：反击者定约
别看各大厂的雇主，求着老黄买卡是对英伟达魄力相配好；但试验上，对英伟达惊骇在硅谷正日新月异，大佬们皆在牌桌下面热议如何开脱。濒临英伟达如斯凌厉的明牌攻势，此前一盘散沙的非英伟达阵营也展示出了空前的合营。
GPU芯片和CUDA网罗，似乎壁垒过高，尽管比如谷歌一经死磕TPU多年，但告成甚微，更多东说念主是采选了躺平接管了英伟达在GPU上足下的现实，是以英伟达的GPU能力毛利率高达90%以上，号称有史以来最暴力的硬件。
而交换公约和交换机，由于技能壁垒相对低，且处于产业变革的早期，成为世东说念主攻破英伟达堡垒最优的一致采选。
至此，交换机这一永远以来不被醉心的网罗开荒，一下子跃升为AI算力基础中的暗战高地。为了追逐英伟达IB决策，2023年7月，“超以太网定约”（Ultra Ethernet Consortium）崇敬配置，这一定约迅速成为各个大厂的救命稻草。英特尔、微软、Meta、博通、AMD、念念科、Arista、Eviden、HP等赓续加入。
超以太定约配置后，便速即推出了RoCEv2（RDMA over Converged Ethernet）决策，在软件层继承了前文提到的舛误技能RDMA，剑指的标的相配明确，那就是力图对标IB性能。
以太网的后发上风目下看有两个：
把柄产业链调研，英伟达的IB决策比以太网决策贵20-30%。以太网决策不错通过主打性价比来扳回一局。
东说念主多势众。传统的数据中心，基本皆是以太网公约，关于升级到超以太，兼容性要好得多，毕竟公约就是硬件对话的谈话，用的东说念主多当然就成了主流。
在超以太定约中的GPU全球老二AMD，把这两点说得愈加明晰：以太网将成为AMD构建算力集群的基础公约，因为以太网领有更好的性能、更苍劲的大限制集群能力，以及最为中枢的怒放性，但愿与头部交换机厂商一齐，裁汰组网老本，打造更具性价比的网罗。
也恰是基于这两点原因，不少东说念主关于超以太网定约如故很有信心的。到底是以太网胜出，如故IB一统天地，最终谜底只可留给时期来考据。但非论怎样样，英伟达与超以太定约的这轮对垒应该长短常精彩的，必将成为科技史上日后被东说念主反复说起的经典桥段。
但笔者倾向于认为超以太网的胜算如故被高估了。因为Scaling Law的指引之下，AI算力网罗比拼是速率不是价钱，东说念主多如若不是最优决策，那可能也只是乌合之众。这就像自行车确定是更经济的出行式样、骑的东说念主也多，然则莫得东说念主会用它来上高速，留予以太网定约的时期其实未几。
图：超以太网定约
3、国产还逾期以太网定约半个身位
蓝本行文至此就不错收笔了，但筹画还有不少东说念主眷注国产算力网罗中交换机的发扬，在此再赘述一二。
在互联网时间的算力基础设施投资中，获利于运营商的超前投资，我国的基础网罗速率、浸透率在全球皆处于率先地位，这也在背面平直催生了中国的出动互联网高贵，中国的互联网公司，也因此具备全球竞争力。
不少东说念主认为，咱们在AI时间，也不错独具匠心，献技其后者居上的戏码。
但不得不直面的缺憾现实是，而在算力网罗时间，咱们的算力基础设施处于全面逾期景色。咱们不只是在GPU、HBM、先进封装方面有不少课要补，代表着算力集群能力的交换机咱们也并莫得什么上风可言。一方面咱们并莫得IB交换机，只可作念以太网交换机，而况以太网交换机的代际更替上也逾期于外洋1代，也就是逾期超以太网定约半个身位。
好在和其他网罗开荒一样，中国在交换机上其实一直具备很强的竞争力，这还要获利于华为20多年前的勇猛，以及孵化了其后的新华三。时于当天，国内的AI算力网罗中的交换机仍然因循了主干网和数据中心网罗中的款式，新华三和华为依旧是主要的玩家。
种一棵树最佳的时期是十年前，其次是当今。诚然在AI交换机上咱们逾期了不少，但依靠历史累积和集体的力量，如若从当今运转追逐，这一场对弈，咱们就怕不可上桌。