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通信行业专题研究:智算网络架构研究:光铜携手共进
东方财富证券· 2025-08-11 22:25
行业投资评级 - 通信行业评级为"强于大市"(维持)[1] 核心观点 AI集群网络架构升级 - AI集群东西向通信流量占主导,需增设后端网络互联服务器,拉动光模块、交换机、网卡、光纤光缆需求[2] - 主流AI后端网络以IB和以太网方案为主,预计以太网方案将因成本和生态优势逐步主导市场[2] - 传统数据中心南北向流量架构存在网络阻塞、高时延(3跳转发路径)、单网卡带宽不足等问题[11] - RDMA技术(IB和RoCEv2方案)可将时延从50μs(TCP/IP)降至2-5μs,显著提升互联效率[21] 英伟达GB300驱动光模块升级 - GB300采用CX8网卡和Quantum-X800交换机(144个800G端口),需72个1.6T双端口光模块,较GB200的400G/800G方案价值量提升[2][66] - GB300三层IB架构中GPU:800G:1.6T光模块配比达1:1:2.5[68] - 10万卡H100集群中,IB方案网络成本6.33亿美元,以太网TH5方案仅2.10亿美元,性价比优势显著[58][59] 自研ASIC加速架构 - 谷歌TPU采用3D Torus架构和OCS互联,4096个TPU网络光模块配比1:1.5[2][92] - AWS Trainium2采用AEC连接,64卡机柜中芯片与400G AEC配比1:1.5[102][107] - AWS已部署40万卡Trainium2集群(Project Rainier)[110] 交换机市场增长 - AI驱动互联速率从每四年翻倍加速至每两年翻倍,博通Tomahawk 6交换机芯片容量达102.4Tbps,较前代提升6倍[69][73] 投资建议 光模块/光器件 - 推荐【中际旭创】(2025E PE 22.4x)、【新易盛】(2025E PE 20.6x)、【天孚通信】(2025E PE 30.5x)[115] - 建议关注【汇绿生态】[115] 高速铜缆 - 推荐【兆龙互连】(2025E PE 51.1x)[115] - 建议关注【沃尔核材】(2025E PE 22.8x)、【瑞可达】(2025E PE 43.6x)[115] 目录结构总结 01 AI集群网络架构升级 - IB性能优势:200G带宽、μs级时延、单集群支持万卡GPU[25][26] - IB劣势:英伟达垄断70%份额,98304张H100组网成本1.69亿美元(以太网方案仅0.79亿美元)[27][30] - 超以太网联盟(UEC)成立对抗IB,成员含AMD/博通/Meta等[32] 02 英伟达集群架构 - GB300 NVL72组网中,9216张GPU需200台交换机(128台Leaf+72台Spine),光模块总数23,616个[68] - Meta 32000卡集群采用"计算孤岛"设计,孤岛间带宽与岛内比为1:7[53] 03 北美CSP架构 - 谷歌TPUv6e占2024年ASIC出货量74%,采用2D/3D Torus架构[79][81] - AWS Trainium2在MoE模型中具优势,算术强度203 BF16 FLOP/Byte[93][97] 04 投资建议 - 重点公司估值:中际旭创2025E净利润51.7亿元(同比+51%),天孚通信2025E净利润13.4亿元(同比+64%)[115]