> **来源：[研报客](https://pc.yanbaoke.cn)** # 计算机行业深度报告：高速互联协议与硬件，从“配套件”到“第二算力”——AI算力“卖水人”专题系列（10） ## 核心内容概述 本报告探讨了AI算力生态中高速互联技术的重要性，分析了计算机高速互联的五个层级，包括片上网络NoC、封装内Chiplet互联、PCIe、CXL以及Scale-Up和Scale-Out互连协议/硬件。这些技术构成了AI算力基础设施的底层支撑，从“配套件”向“第二算力”演进，成为AI时代的关键驱动力。 ## 主要观点 - **AI算力需求持续增长**：随着AI应用的扩展，计算机高速互联网络的需求持续增长，互联速率不断提升。 - **本土企业有望成为国际一流**：随着国内外AI超节点和相关企业对互联架构的不断升级，本土企业有望成为国际领先的高速互联芯片制造商。 - **高速互联技术是AI发展的基石**：高速互联技术不仅支撑AI算力硬件，还对系统性能、效率和可扩展性产生深远影响。 ## 关键信息 ### 第一层：片上网络NoC - NoC是一种可扩展的基于分组的通信结构，用于连接SoC中的处理元件、存储器和外设。 - 传统分层总线和交叉开关在高集成度SoC中存在路由拥堵、时序挑战和QoS限制。 - Cadence的Janus NoC通过路由节点、端点和降低设计复杂性实现高效数据传输。 - Arteris与AMD合作，推出FlexGen NoC IP，用于下一代AI芯片组设计，支持从数据中心到边缘设备的广泛应用。 - Arm的Neoverse CMN-700相干网格网络支持多种应用场景，包括高性能计算、存储、服务器等。 ### 第二层：封装内Chiplet互联 - Chiplet技术通过先进封装方法，将不同工艺/功能的芯片集成，提升性能和降低生产成本。 - 优势包括模块化拆分、灵活性、多核集成和成本效益。 - 台积电的SoIC技术实现高性能、低功耗的异构集成。 - 英特尔Foundry提供多种封装方式，如EMIB、Foveros-S、Foveros-R等，支持多种互连标准如UCIe。 - UCIe规范定义了协议和物理层，支持不同厂商芯片组之间的高带宽通信。 ### 第三层：PCIe与CXL - PCIe是AI服务器主机I/O的内部底座，提供高带宽、低延迟的通信。 - CXL是基于PCIe协议的高速互连技术，专为CPU与外围设备设计，支持内存共享和扩展。 - CXL 3.0引入了内存共享，提升系统性能和效率。 - 通过CXL内存扩展，实验结果显示在HPC和AI工作负载中，性能提升显著。 - Astera Labs的Leo CXL内存控制器支持内存共享、延迟降低和并发处理能力，提高AI推理效率。 ### 第四层：Scale-Up互联 - Scale-Up旨在无缝连接多个GPU，作为一个统一的计算系统。 - 理想的Scale-Up需具备低延迟、高带宽和原生内存语义。 - NVIDIA的NVLink技术是Scale-Up的关键，如NVLink 6和NVLink 7，实现高带宽和低延迟的GPU互联。 - NVLink 6通过同步双向SerDes实现带宽翻倍，NVLink 7支持更复杂的网络拓扑结构。 - 未来NVL1152可能采用CPO技术进行扩展，但短期内仍以铜缆为主。 ### 第五层：Scale-Out互联 - Scale-Out连接数据中心内的服务器，如NVIDIA Quantum InfiniBand和Spectrum-X Ethernet。 - 支持数千至数十万GPU的大型集群，满足大规模AI计算需求。 - 优化设计如ConnectX-8 SuperNIC，通过集成PCIe交换和网络功能，简化系统架构。 ## 投资建议 - **AI时代高速互联需求增长**：随着AI算力需求的提升，高速互联技术将获得更大市场空间。 - **本土企业机会显著**：万通发展、澜起科技、盛科通信等企业在高速互联芯片领域具备竞争力，有望实现突破。 - **建议关注相关产业链**：包括Switch企业、AI处理器、超节点OEM、服务器组件、算力租赁和云计算企业等。 ## 相关公司 - **Switch企业**：万通发展、澜起科技、盛科通信、紫光股份、浪潮信息。 - **AI处理器**：海光信息、寒武纪、壁仞科技、沐曦股份、天数智芯、芯原股份、龙芯中科、中国长城。 - **超节点OEM**：浪潮信息、工业富联、中科曙光、华勤技术、紫光股份、联想集团、软通动力、烽火通信、中国软件国际。 - **服务器组件**：散热、存储、网络、电源、连接、PCB等。 - **算力租赁/云计算**：协创数据、宏景科技、利通电子、网宿科技、金山云、智微智能、首都在线、优刻得。 - **数据中心**：云赛智联、世纪互联、大位科技、润泽科技、光环新网、奥飞数据、数据港。 ## 市场预测 - **PCIe互连芯片市场**：预计2030年市场规模将达77.61亿美元，年均复合增长率20.1%。 - **CXL互连芯片市场**：预计2030年市场规模将达17.03亿美元，年均复合增长率170%。 - **中国市场份额**：预计2030年将占全球市场30%以上。 ## 风险提示 - 技术迭代研发不及预期。 - 下游行业需求集中及周期性波动。 - 供应链波动与产能保障。 - 人才竞争与流失。 - 全球贸易摩擦。 - 外文素材翻译或表述偏差。