AI算力架构系列1：GB200网络架构测算 1.6T光模块需求有望超预期

　　2024 年3 月，英伟达发布推出 NVIDIA Blackwell 平台， Blackwell 平台包括全域NVLink 和Infiniband 两种连接方式。NVLink 连接方式中若单机柜连接，则全部采用铜缆连接；若构建576 张卡的集群，则需要光模块与GPU 的比例为9：1，我们测算光模块价值量5080 万元。Infiniband 架构中，若为两层架构则1.6T 光模块与GPU 比例为2.06:1；若为三层架构则1.6T 光模块与GPU 比例为2.98:1（将800G 均换算为1.6T）。当机柜出货量达到5.8 万时，我们预计有望带来650 万支1.6T 光模块需求，1.6T 光模块需求有望超预期。
　　GB200 机柜内算力密度大幅提升，互联技术是关键。2024 年3 月，英伟达宣布推出 NVIDIA Blackwell 平台。Blackwell 平台包括最新一代的B200 芯片、第二代Transformer 引擎、第五代NVLink、RAS 引擎、安全AI、解压缩引擎六项核心变革性创新。GB200 单机柜算力大幅提升，包括9 个交换托盘和18 个计算托盘。在交换托盘内包含两颗最新一代NVLink 芯片支持72端口双向1.8TB 传输速率交换。同时顶部装配一台NVIDIA Quantum-X800交换机提供144 端口800Gb 速率端口用于Infiniband 架构连接。计算托盘包含两颗Blackwell Superchip 芯片，每颗Superchip 芯片上包含1 颗Grace Cpu与两颗B200 GPU。同时包含4 颗ConnectX-8 SuperNIC 芯片与1 颗BlueField-3 DPU 芯片。
　　全域NVLink：机柜内部仅用铜缆，外部连接需九倍光模块。1）NVL72： NVL72中单机柜内18 个Compute Tray 共有72 颗B200 芯片，9 个Switch Tray 共有18 颗NVSwitch 芯片。NVL72 中需要5184 根铜缆连接。2）NVL576：16机柜互联，光模块数量9 倍于GPU。NVL72 方案已将所有NVLink 端口插满，不具备进一步扩大规模的空间。若要扩大集群规模需降低机柜内算力密度，给出空的NVLink 端口用于向上连接。在L2 与L1 之间连接需要光模块，我们测算第二层总共有10368 个端口50GB 端口需要连接，需要5184 个1.6T光模块进行连接。假设1.6T 光模块单价1400 美金，则NVL576 总共需要光模块价值量5080 万元。
　　Infiniband 连接：架构与H100 SuperPod 相仿，光模块比例介于2-3 之间。
　　Infiniband 网络传输为单端口单向传输速率800Gb，远小于NVLink 单端口单向传输速率的900GB（7.2Tb），因此应用光模块比例小于NVLink 连接。
　　GB200 的Infiniband 连接结构与DGX H100 SuperPod 的网络架构类似，但是与光模块比例关系略小于H100 SuperPod 架构。据测算，两层交换机最多支持9216 张卡互联，光模块与GPU 比例关系为2.56:1，将800G 换算为1.6T后与GPU 比例关系为2.06:1。三层交换机最多支持73728 张卡互联，光模块与GPU 比例关系为3.48:1，将800G 换算为1.6T 后与GPU 的比例为2.98:1。
　　投资建议：考虑到GB200 为英伟达当前最新一代产品，在当前GB200 供应有限的情况下，超过576 卡的Infiniband 集群预计为主要出货形式。在假设NVL72、NVL576 与Infiniband 三种情形的比例分别为15%、15%、70%，Infiniband 中两层和三层架构的比例分别为50%的前提下，当机柜出货量达到5.8 万个时有望带来650 万支1.6T 光模块需求。GB200 芯片批量出货有望带动1.6T 光模块需求超预期。重点推荐北美光通信核心供应商：中际旭创、天孚通信。建议关注：新易盛。
　　风险提示：计算假设与实际情况存在差异，GB200 市场接受度不及预期，1.6T光模块产业链成熟度低于预期
【免责声明】本文仅代表第三方观点，不代表和讯网立场。投资者据此操作，风险请自担。

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