> **来源：[研报客](https://pc.yanbaoke.cn)** # AI 互连系列报告（一）：PCIe 总线与 Retimer&Switch 芯片在 AI 算力集群中的作用 ## 核心内容概述 本报告聚焦于 PCIe 总线及其配套芯片（Retimer 和 Switch）在 AI 算力集群中的关键作用。随着 AI 产业的快速发展，高速互连技术成为支撑大规模算力部署的核心要素。PCIe 作为主流高速串行总线，凭借其可扩展带宽、低延迟和强兼容性，已成为 AI 服务器内外互联的重要基础设施。而 Retimer 和 Switch 芯片则分别解决了高速链路信号衰减与 CPU 通道资源限制问题，为 AI 算力集群的高效协同和扩展提供了底层支持。 ## 主要观点 ### 1. PCIe 协议的持续迭代与 AI 需求匹配 - PCIe 是一种通用高速串行扩展总线，广泛应用于计算机硬件互联，是 AI 算力扩张的底层技术支撑。 - PCIe 协议每 3-4 年实现速率翻倍，当前已发展至 PCIe 8.0，未来将进一步提升带宽与传输效率。 - PCIe 7.0 已进入商用阶段，其双向带宽达 512GB/s，接近 NVLink 等专用互联协议性能；PCIe 8.0 将在 2030 年后实现大规模部署，支持光学互联等先进方案。 ### 2. PCIe Retimer 芯片的作用与需求增长 - PCIe Retimer 是为应对高速链路信号衰减问题而设计的核心器件，通过时钟恢复与信号抖动校正，提升信号完整性与传输距离。 - 在 AI 服务器中，Retimer 芯片数量与 GPU 配置规模正相关，8 卡 AI 服务器通常需要 8-16 颗 PCIe 5.0 Retimer 芯片。 - Retimer 芯片已全面落地服务器场景，具备标准化、生态支持优势，可适配 PCIe 和 CXL 工作模式。 ### 3. PCIe Switch 芯片的突破性价值 - PCIe Switch 芯片通过 Crossbar 交换矩阵实现多设备连接，突破 CPU 原生通道限制，支持 GPU 直连、高速数据转发与带宽智能调度。 - 在 AI 服务器中，PCIe Switch 与 CPU 和 GPU 的配比为 1:2:4，成为构建超节点高速互连的核心组件。 - PCIe Switch 的 FabricLink 功能支持 GPU 间直传与大规模组网，有效降低跨 CPU 通信延迟，提升训练与推理性能。 ### 4. AI 超节点建设推动 PCIe 配套芯片需求增长 - 随着 AI 服务器向超节点发展，对 PCIe 互连能力的需求显著提升，PCIe Switch 与 Retimer 芯片成为关键配套。 - 企业建设 AI 算力集群时，重点聚焦 GPU 算力、显存及多卡协同，PCIe 互连体系的优化是实现高效算力的关键。 ## 关键信息 - **技术演进**：PCIe 从 1.0 到 8.0，速率从 2.5GT/s 提升至 256GT/s，带宽从 250MB/s 提升至 1TB/s。 - **应用场景**：PCIe 已广泛应用于 AI 服务器、存储、网络设备等领域，成为 AI 算力集群的互连底座。 - **Retimer 芯片**：解决高速传输中的信号衰减与完整性问题，支持长距离传输，适用于多 GPU 互连场景。 - **Switch 芯片**：实现 CPU 与多设备之间的高效连接，支持 FabricLink 组网，提升 GPU 间通信效率。 - **推荐标的**：万通发展与澜起科技被重点推荐，分别在 PCIe Retimer 和 Switch 领域具备技术优势与市场潜力。 ## 风险提示 1. **技术发展不及预期**：若 PCIe 协议迭代节奏放缓，将影响高速互连体系的升级。 2. **配套芯片研发滞后**：新一代 PCIe 技术对 Retimer 和 Switch 芯片性能要求更高，若研发进度不及预期，将制约技术落地。 3. **AI 算力建设放缓**：若终端市场 AI 算力扩张不及预期，将影响 PCIe 互连芯片的市场需求。 ## 总结 PCIe 总线及其配套芯片（Retimer 和 Switch）在 AI 算力集群中扮演着不可或缺的角色。随着 AI 计算需求的不断增长，PCIe 技术持续迭代，以满足更高带宽与更低延迟的要求。Retimer 芯片通过改善信号完整性与延长传输距离，支撑多 GPU 互连；Switch 芯片则突破 CPU 通道限制，实现灵活拓扑与高效数据调度。两者共同构成了 AI 服务器高速互连的核心底座。未来，随着超节点架构的普及，PCIe 配套芯片市场将迎来更大增长空间，国产替代者如万通发展与澜起科技有望受益。