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網(wǎng)絡(luò)：高性能網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施推動AIGC 發(fā)展，高速率光模塊需求激增
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-11-16

在 AIGC 算力架構(gòu)中，高性能網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施扮演著至關(guān)重要的角色。網(wǎng)絡(luò)瓶頸可能導(dǎo)致 GPU 集群的利用率降低、大模型訓(xùn)練時間延長及訓(xùn)練成本增加。因此，為了滿足 AIGC 計算的需求，尤其是在大規(guī)模GPU 集群中，亟需大量高效的網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備，以支持高速率、低時延、高吞吐量和高能效的數(shù)據(jù)傳輸。800G/1600G 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，能夠提供更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和更低的傳輸時延，從而加速 AIGC 模型的訓(xùn)練與推理過程。

AI 集群的快速發(fā)展正推動光模塊需求的迅速增長。隨著GPU 性能提升和AIGC 應(yīng)用擴展，對光模塊的數(shù)量和速率需求持續(xù)增加。以英偉達(dá)DGXH100的二層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)為例，每個 H100 SuperPOD 包含4 個SU 擴展集群，每個SU擴展集群由 32 個 H100 服務(wù)器和 8 個 Leaf 交換機組成，整個SuperPOD共有1024個 GPU、32 個 Leaf 交換機和 16 個 Spine 交換機。

在Leaf 層，服務(wù)器側(cè)采用400G 光模塊，交換機側(cè)采用 800G 光模塊，總共需1024 個400G 光模塊和512個 800G 光模塊。在 Spine-Leaf 層采用 800 光模塊互聯(lián)，共需1024個800G光模塊。在該架構(gòu)下，GPU 與 400G 光模塊的比例為1:1，與800G 光模塊的比例為 1:1.5。當(dāng)系統(tǒng)升級到 DGX H100 三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)時，GPU 升級至800G網(wǎng)卡，Leaf 和 Spine-Leaf 層均采用 800G 光模塊互聯(lián)，導(dǎo)致光模塊需求顯著增加，GPU 與 800G 光模塊的比例增至 1:6。

隨著英偉達(dá)新一代Blackwell架構(gòu)平臺的發(fā)布，無論是小型 GB200 集群還是大型 GB200 集群，對800G 光模塊的需求比例均有所上升：小型集群的 GPU 與 800G 光模塊比例達(dá)到1:2，而大型集群則為 1:4.5。

AIGC 技術(shù)的迅速發(fā)展正在引領(lǐng)光模塊市場的擴張。2023 年5 月，谷歌和英偉達(dá)成為首批顯著增加光模塊采購以支持AIGC 數(shù)據(jù)中心的大客戶，隨后其他領(lǐng)先的云計算公司也紛紛加入光模塊競爭。根據(jù)LightCounting的預(yù)測，用于 AI 集群的光模塊市場預(yù)計將從 2023 年的20 億美元增長至2029年的120億美元，年均復(fù)合增長率達(dá)到 34.8%。在 2025 至2029 年間，該市場規(guī)模將超過520 億美元。

隨著 AIGC 大模型訓(xùn)練對更快數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨蟛粩嗌仙?，高速光模塊的需求隨之激增。預(yù)計到 2024 年，800G 光模塊將成為市場主流，1.6T光模塊也將進(jìn)入試產(chǎn)階段。預(yù)計到 2029 年，1.6T 和 3.2T 光模塊的市場規(guī)模將達(dá)到100億美元，成為 AI 集群光模塊市場的主要組成部分。

中國廠商在全球光模塊市場中表現(xiàn)卓越。根據(jù)LightCounting的數(shù)據(jù)，2023 年，全球前十大光模塊廠商中，中國企業(yè)占據(jù)了7個席位，合計市場份額超過 50%。多家中國廠商已成功進(jìn)入英偉達(dá)的供應(yīng)鏈。其中，中際旭創(chuàng)的市場份額位居全球第一，華為、光迅科技、海信、新易盛、華工正源、索爾思光電分別排名第三、第五、第六、第七、第八和第九位。

進(jìn)入2024 年，全球主要光模塊廠商業(yè)績的變化進(jìn)一步顯示出市場份額向中國廠商的集中趨勢。盡管中國廠商在光模塊制造領(lǐng)域取得了顯著進(jìn)展，然而在光芯片和電芯片等關(guān)鍵原材料方面，仍然依賴進(jìn)口，國產(chǎn)化程度亟待提高。

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