文章核心观点 超节点与Scale-up网络是支撑万亿级大模型与高实时性应用的关键基础设施，正处于快速发展期，并将成为算力芯片、网络部件、存储部件、供电散热等新兴技术的重要应用市场[2]。英伟达、谷歌、AMD和华为四家头部AI算力芯片厂商在该领域各有布局，行业格局正从英伟达一家独大向多元化竞争演变[2]。 根据相关目录分别进行总结 1. 超节点与Scale-up网络概述 - 大语言模型参数规模向万亿级演进，驱动对高带宽、低延迟网络的需求，构建Scale-up网络（纵向扩张网络）成为主流技术路径[23] - Scale-up网络旨在在一定成本和技术约束下实现超高带宽互联，其特点包括：算力规模为数十卡至千卡级、资源利用率80%以上、通信延迟为百纳秒级、支持统一内存访问，但定制化程度高[26][27][28] - 超节点主要由计算节点、交换节点和Scale-up网络互联构成，其互联方案（铜缆或光纤）直接影响系统的功耗、成本、规模和可靠性[29] - 目前主流互联方案分为两类：铜缆互联（如英伟达方案）具有功耗低、成本低、可靠性高的优势，但受距离限制，单个节点规模较小（如最大支持72张XPU卡）；光纤互联（如华为方案）突破距离限制，节点规模更大（如支持384张XPU卡），但存在光模块功耗大、成本高、故障率高的短板[32] 2. 英伟达：领先优势建立在NVLink和NVLink Switch - 英伟达在超节点技术方案上处于领先地位，2024-2025年陆续推出GH200 NVL72、GB200/GB300 NVL72等成熟解决方案，预计2025年GB200/300 NVL72出货量约2800台[4] - 展望2026-2027年，英伟达计划推出Vera Rubin NVL144和Rubin Ultra NVL576，互联GPU数量将从72颗向576颗发展，并计划发布引入NVLink Switch Blade的新一代Kyber机架[4] - 英伟达超节点的核心优势在于NVLink和NVLink Switch技术，NVLink 5 Switch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）[5] - 后续NVSwitch Gen6和Gen7的GPU-to-GPU通信带宽将继续升级至3.6TB/s[5] - 然而，Scale-up网络的发展空间可能受限于AI产业探索降低张量并行与专家并行规模的技术方案，这或将限制英伟达的领先优势，未来实现Scale-up网络和Scale-out网络融合可能成为其新趋势[5] 3. 华为：对外开放灵衢互联协议，性能追赶英伟达 - 华为推出自研的灵衢互联协议，并从2.0版本起转向开放标准，但该协议尚未被国内业界广泛接受[6] - 国内Scale-up协议尚未统一，除华为灵衢外，还有中移OISA、腾讯ETH-X、高通量以太网ETH+以及中兴通讯OLink等多种互联协议在探索中，工信部正牵头推动CLink协议旨在形成统一国内标准[6] - 华为通过集群化方式实现性能追赶，其Atlas 950超节点预计2026年第四季度发布，总算力达到8 EFLOPS（FP8），超过同期英伟达NVL144的2.52 EFLOPS（FP8）[6] - Atlas 950超节点在内存容量（1152TB）与互联带宽（16.3PB/s）上也实现大幅领先[7] - 华为超节点技术仍在标准化阶段，Atlas 950放弃了全光互联架构，采用“柜内正交铜互联+柜间光互联”的混合设计，以平衡可靠性、成本、功耗和可扩展性[7] 4. 谷歌：建立光互联超节点，形成不对称竞争 - 谷歌TPU超节点建立了成熟的光互联Scale-up网络，技术路线独树一帜，其核心是光电路交换机[8] - 谷歌是全球首个将光电路交换机大规模商用部署于Scale-up网络的企业，该技术涉及精密光学、机械工程与半导体工艺的深度交叉，构筑了高技术壁垒[8] - 光电路交换技术具备优势：可跨多代光收发模块技术复用、每比特能耗较电分组交换机低数个数量级、引入的时延极小[9] - 2023-2025年谷歌陆续推出TPU v4、v5p、v7三代超节点，完成了技术路线探索和标准化，TPU v7已获得外部企业认可，例如Anthropic将在2026年直接从博通采购近100万颗TPU v7 Ironwood AI芯片[8] - 2027年，谷歌将推出第8代TPU，对标英伟达Vera Rubin，届时其超节点性能指标将进一步优化提升[8] 5. AMD：UALink成为重要开放标准，是有力竞品 - AMD作为Scale-up网络开放技术路线方，其主导的UALink成为重要开放标准，2025年1.0版本规范正式发布，2026年有望发布2.0版本[10] - UALink联盟受到业内广泛支持，截至2026年1月底，成员单位超过100家，预计其生态将在2027年迎来突破发展，被众多数据中心接纳，成为英伟达NVLink的有力挑战者[10] - AMD超节点Helios机架采用双宽机架设计，在复杂性、可靠性和性能间实现良好平衡，是目前业界最能挑战英伟达NVL72机柜的竞品之一[10] - 在功耗领域，Helios机架对比英伟达GB200 NVL72机柜优势显著，且双宽结构为未来升级（如扩展至144 GPU配置）预留了物理空间[10] 6. 行业技术路线与协议格局 - 目前四家头部厂商均推出各自的Scale-up协议：英伟达采用自研NVLink；谷歌采用私有ICI协议；AMD主导开放标准UALink；华为推出自研灵衢协议[34] - Scale-up网络主要有两个技术方向：一是封闭的私有技术方向，以英伟达、谷歌为代表；二是基于以太网的开放技术方向，以UALink和华为灵衢（2.0版后开放）为代表，两者均处于生态建设初期[38] - 各协议特点对比：英伟达NVLink和谷歌ICI Link为专有协议；UALink基于标准以太网组件，是开放标准；华为灵衢从2.0版起转向开放标准[39]

报告投资评级 - 看好/维持 [2] 报告核心观点 - 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，正处于快速发展期，并将成为算力芯片、网络部件、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 [4][24] - 自2025年开始，超节点成为AI算力网络重要的技术创新方向，AI芯片厂商的竞争从芯片算力性能延伸至芯片与Scale-up网络的双战场 [13] - 全球超节点竞争格局尚未确立，英伟达目前处于领先地位，但谷歌、AMD、华为等巨头的持续发力已对其一家独大格局构成挑战，市场将继续对谷歌、AMD及国产超节点板块价值重估 [13] 行业与市场分析 - **驱动因素**：大语言模型参数规模向万亿级演进，张量并行与专家并行对网络带宽与延迟要求极为严苛，驱动构建超高带宽、超低延迟的Scale-up网络 [25][26] - **技术路径**：Scale-up网络主要有两个技术方向：一是以英伟达、谷歌为代表的封闭私有协议方向；二是以UALink和华为灵衢为代表的基于以太网的开放标准方向 [38] - **市场参与者**：除了英伟达、华为、AMD、谷歌等芯片公司，微软、Meta、Amazon、中国移动、阿里巴巴、字节跳动、腾讯、百度、中科曙光、中兴通讯、浪潮信息等全球更多厂商加入竞争 [13] - **股价表现**：2023-2024年英伟达股价大幅跑赢谷歌、AMD及A股中证算力指数，但在2025年，英伟达股价累计涨幅38%，显著落后于谷歌、AMD及A股中证算力指数 [13] 主要厂商分析 英伟达 - **领先优势**：在超节点技术方案上处于领先优势，其优势建立在NVLink和NVLink Switch技术上 [5][6] - **产品迭代**：2024-2025年陆续推出GH200 NVL72、GB200/GB300 NVL72等成熟方案，预计2025年GB200/300 NVL72出货量约2800台 [5][93]。计划在2026-2027年推出Vera Rubin NVL144和Rubin Ultra NVL576，互联GPU数将从72颗向576颗发展 [5][93] - **技术核心**：NVLink重新设计通信架构，引入网状拓扑、差分信号传输等技术。截至2025年，NVLink 5 Switch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）[6]。后续NVSwitch Gen6和Gen7的GPU-to-GPU通信带宽将升级为3.6TB/s [6][94] - **具体方案**：GB200 NVL72超节点提供180 PFLOPS的TF32 Tensor Core算力，总内存容量13.8TB，Scale up单向带宽64800 GB/s，功耗145KW [53][54]。VR200 NVL72超节点总交换容量达259.2TB/s，相比GB200 NVL72提升一倍 [83] - **潜在挑战**：Scale up网络的发展空间可能限制英伟达的领先优势，实现Scale up与Scale out网络融合或将成为其新的发展趋势 [6][94] 华为 - **协议开放**：推出自研灵衢互联协议，并从2.0版本起转向开放标准，但该协议尚未被国内业界广泛接受 [7][163]。国内正积极推动CLink等标准统一 [7] - **性能追赶**：通过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，总算力达8 EFLOPS（FP8），内存容量1152TB，互联带宽16.3PB/s，相比英伟达同期NVL144（总算力2.52 EFLOPS）实现大幅领先 [7][163] - **技术方案**：第一代超节点CloudMatrix 384采用全光互联，Scale up计算单元为384个Ascend 910C芯片，BF16密集算力约300 PFLOPS，与GB200 NVL72接近，Scale up单向带宽134400 GB/s，约为GB200 NVL72的2.1倍 [140][141]。其互联使用了6912个400G LPO光模块和3168根光纤 [161] - **方案调整**：Atlas 950超节点将采用“柜内正交铜互联+柜间光互联”的混合设计，以控制总体拥有成本 [8][164] 谷歌 - **技术路线**：建立成熟的光互联Scale-up网络，技术路线独树一帜，与英伟达形成不对称竞争 [9][168] - **核心优势**：是全球首个将光电路交换机大规模商用部署于Scale-up网络的企业，其竞争优势建立在OCS交换机上 [9] - **产品迭代**：2023-2025年陆续推出TPU v4、v5p、v7三代超节点，完成了技术路线探索和方案标准化 [9]。2026年，Anthropic将直接从博通采购近100万颗TPU v7 Ironwood AI芯片 [9]。2027年将推出第8代TPU对标英伟达Vera Rubin [9] - **OCS技术**：谷歌Palomar OCS设备端口数为136×136，最大功耗仅108W，为同交换容量电分组交换机功耗的一小部分 [178][182]。OCS技术具备每比特能耗较电分组交换机低数个数量级、引入时延极小等优势 [10] AMD - **开放标准**：作为Scale-up网络开放技术路线方，其主导的UALink成为重要开放标准。截至2026年1月底，UALink联盟成员单位超过100家 [11] - **发展前景**：UALink正处于从标准制定走向产品落地阶段，预计生态将在2027年迎来突破发展，被众多数据中心接纳，将成为英伟达NVLink有力挑战方 [11] - **产品竞争力**：AMD超节点Helios机架采用双宽机架设计，其MI455x系列Helios机柜是目前业界最能挑战英伟达NVL72机柜的竞品，在功耗领域对比GB200 NVL72机柜优势显著 [11] 投资建议 - 看好谷歌、AMD以及国内超节点厂商 [14] - 看好英伟达、谷歌与AMD超节点供应链，包括PCB背板、高速铜缆、光模块、供电与液冷系统等 [14] - 基于交换机及芯片是Scale-up网络互联的关键设备，看好谷歌光路交换机核心零部件供应商以及UALink标准下的交换机芯片研发商 [14]