2024网络系列报告之交换机概览：IB性能占优以太网开放占优

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  《2024网络系列报告之交换机概览：IB性能占优，以太网开放占优》由国元证券发布，报告从Transformer架构下的智算算网新需求、IB和Ethernet的对比、行业重点公司分析等方面，对交换机行业进行了全面的分析。报告认为，人工智能的发展推动了智算数据中心的建设，从而带动了网络硬件的需求量开始上涨。以太网交换机作为网络硬件的核心设备之一，将受益于智算数据中心的发展。

  1. Transformer架构下的智算算网新需求：随着大模型的能力被广泛认知，对模型效果优化的相关研究逐步加速。在相同的计算约束下，模型的有效性与参数量正相关，因此怎么样提高集群的计算约束成为新的核心议题。集群的有效算力能分解为GPU利用率、集群的线性加速比，GPU的利用率受制于芯片架构的制程、内存和I/O访问瓶颈、卡间互联带宽和拓扑、芯片功耗等因素，“集群线性加速比”则取决于节点的通信能力、并行训练框架、资源调度等因素。因此，如何设计高效的集群组网方案，满足低时延、大带宽、无阻塞的机间通信，以此来降低多机多卡间数据同步的通信耗时，提升GPU有效计算时间比至关重要。

  2. IB：格局寡头，性能占优：IB架构规范的1.0版本正式对外发布于2000年，由于其最早引入RDMA协议，从而源生的具有低延迟、大带宽、高可靠的优势。2015年，InfiniBand技术在TOP500榜单中的占比首次超过了50%，达到51.4%（257套），InfiniBand成为超级计算机最首选的内部连接技术。目前IB架构的供应商以Nvidia的Mellanox为主。我们以英伟达最新一代GB200产品为例，介绍了IB架构在机柜内部和机柜之间的连接方式。

  3. Ethernet：格局多竞争，开放占优：以太网交换机是基于以太网进行数据传输的多端口网络设备，每个端口都可以连接到主机或网络节点，基本功能就是根据接收到数据帧中的硬件地址，把数据转发到目的主机或网络节点。按下游应用分，交换机可大致分为数据中心（智算+企业+运营商）和园区等需求领域。智算或超大型数据中心领域交换机将充分受益于云计算技术的成熟及算力需求推动的传续效率提升。全球以太网交换设备市场规模在2020-2025年间将实现3.2%的复合增长率，中国以太网交换设备市场则充分受益于国产替代契机，2020-2025年间复合增长率将高于全球中等水准，达到10.8%。

  4. 行业重点公司分析：报告介绍了盛科通信、星网锐捷、锐捷网络、菲菱科思、共进股份、紫光股份等公司的基本情况、产品特点、市场地位等。其中，盛科通信是国内领先的以太网交换芯片设计企业，部分产品性能可直接对标海外；星网锐捷是福建省国资委间接持股的企业，锐捷、升腾位行业前列；锐捷网络是行业领先的ICT基础设施及解决方案提供商，白盒交换机领先供应商；菲菱科思是下游绑定优质客户资源的企业，布局汽车通信电子新增长；共进股份是深耕通信设施代工多年的企业，入局传感器封测及汽车电子；紫光股份是拟推进新华三股权收购的企业，强化AI硬件核心竞争力。