博通公司数据中心领域布局情况如何？

我们认为随着大型算力集群的建设逐步推进，网络架构 中的连接或进一步丰富，博通有望凭借产品矩阵完整、技术迭代迅速，开放生态三大优势 受益于网络架构的变革。

1.完整产品线，成本及性能优势

博通具备完整的产品线，能够覆盖数据中心网络的多个关键环节。在数据中心网络领域， 博通具有丰富完整的产品线，主要相关产品包括：1）以太网连接、交换和 PHY：具体包 括以太网交换和路由商用芯片、网络适配器、控制器、PHY（端口物理层）和 PHY 收发器， 包括 Jericho AI、Tomahawk 等系列产品；2）PCIe 交换芯片和重定时器：包括 PCIe 交换 机产品及完整的端到端 PCIe 解决方案，为数据中心、服务器和网络设备提供高性能连接； 3）光学产品：可插拔光收发器模块等各类光学器件，专为有线网络应用而设计的高密度、 高速光互连的广泛产品组合，以及专用激光器、探测器、发射器、接收器和调制器，可用 作封装选项或工业应用中的组件，其核心技术包括 VCSEL（垂直腔面发射激光器）、EML （电吸收调制激光器)、CPO（共封装光学器件）等。从产品覆盖面看，博通的产品覆盖了 数据中心网络架构的交换、互连多个环节，通过广泛的产品组合，博通实现对数据中心网 络架构的全方位优化。

高性能计算领域 IB 及以太网方案重要性上升。在数据中心中的网络架构有多种构建方式， 当前高性能数据中心中的网络架构多基于 InfiniBand (IB)网络通信标准构建。IB 标准起源于 1999 年，2019 年 Nvidia 收购了 InfiniBand 独立供应商 Mellanox，积极推进基于 IB 的网络 架构，InfiniBand 在前 500 名计算系统榜单中的占比不断上升，截止 2024 年 6 月，前 500 名计算系统中基于 IB 构建互联的厂商数占比从 2022 年 6 月的 39%上升至 48%，按算力计 算，占比则从 2022 年 6 月末的 32%上升至 39%。2023 年 4-6 月，博通推出 Jericho3-AI 以太网络芯片、英伟达发布 Spectrum-X 网络平台、思科推出交换机芯片 G200，各大厂商 陆续推出基于以太网方案的适用于 AI 的交换芯片，以太网方案应用有所增加，从承载算力 的角度看，占比从 2022 年 6 月底的 45%上升至 2024 年 6 月底的 49%，同样是高性能计 算领域重要的选择。

公司积极推进以太网应用，交换芯片核心产品具备性能优势。博通积极推进基于以太网的 交换产品，核心产品包括 Jericho AI、Tomahawk 交换芯片。2023 年 3-4 月公司陆续发布 最新一代以太网交换产品，包括 2023 年 3 月发布的 Tomahawk 5、2023 年 4 月发布的 Jericho3-AI，产品展现出较强的性能、灵活性等优势。我们认为凭借在大规模集群中的性 能优势，Jericho3-AI、Tomahawk5 系列产品有望充分受益于生成式 AI 的发展趋势。 Jericho3-AI 展现出相较于 IB 的性能优势。2023 年 4 月公司推出 Jericho3-AI 通过诸如长 距离 SerDes、分布式缓冲和高级遥测等属性实现性能的提升，其网络接口具有 144 个 SerDes 通道，在 106-Gb/s PAM4 模式运行时，可支持最高 14.4T 总带宽和最多 72 个网络 端口（运行在 200G 带宽），可处理 800G 的端口速度，最高吞吐量为 28.8Tb/s，提供每秒 26 PB 的以太网带宽，在单个集群中可连接 32,000 个 GPU。据博通高级副总裁兼核心交 换事业部总经理拉姆·瓦莱加 (Ram Valega) 在开放计算项目（OCP）活动中的发言 （2023.4），在一组网络基准测试中，Jericho3-Al 运行 NCCL 任务的表现比 InfiniBand 快 约 10%。

Tomahawk5 有助于降低成本、复杂性、功耗。2023 年 3 月公司宣布 Tomahawk 5 系列以 太网交换机/路由器芯片现已批量出货。该芯片支持 64 个 800GbE、128 个 400GbE 或 256 个 200GbE 端口，最多具有 64 个集成 Peregrine SerDes 内核，每个内核都配有八个集成 106-Gb/s PAM4 SerDes 收发器和相关 PCS，可原生支持多种物理连接选项，从而实现广 泛的介质、速度和覆盖范围。据公司官网，等量组群规模比较下，使用 Tomahawk 5 方案 能够实现单个设备更高的性能，从而实现交换机数量及层数的减少，从而降低成本、复杂 性和功耗。

2.AI 时代迭代进一步加速，技术优势或进一步扩大

基础技术扎实，为产品迭代打下良好基础。公司具备扎实的基础技术，吸收了 AT&T/贝尔 实验室、朗讯和惠普/安捷伦的丰富技术遗产，为产品迭代打下良好基础。随着 AI 对于大规 模算力集群的需求逐步显现，博通掌握的 DSP、SerDES 等核心技术有望在数据中心网络 架构中发挥重要作用。其中 DSP（Digital Signal Processing）是一种专用的微处理器芯片， 针对数字信号处理的运行需求进行了优化，在 AI 场景下与 AI 加速器配合使用，能够以低功 耗、低成本实现对数字信号的处理；SerDES 技术则用于对高速芯片间通信中使用的数字数 据进行序列化和反序列化，支持 PCIe、MIPI、以太网、USB 等多种数据速率和标准，主要 作用是尽量减少 I/O 互连的数量。博通所掌握的核心技术有助于降低构建大型算力集群的网 络架构成本，为产品迭代打下基础。

交换芯片产品迭代速度有望加快，技术优势或进一步扩大。从博通的交换芯片产品看，主 要产品线包括三大系列：Tomahawk（战斧）系列具有高带宽的特征，适用于超大规模数据 中心；Trident 系列具有多功能特点，带宽相较 Tomahawk 稍低，多用于企业和云；Jericho 系列带宽较低，但扩展性强，有高缓存。产品主要的进步方向主要包括集成更多的、具备 更高传输速度的 SerDes 核心实例、支持带宽更大的核心端口，通过产品的不断迭代，实现 功耗和成本的节省。从产品迭代的节奏看，以往每隔 2 年产品能够实现带宽的翻倍，当前 交换产品支持的带宽已达到 51.2T，我们认为随着 AI 的需求不断显现，头部厂商产品迭代 速度或进一步加快，技术优势或进一步扩大。

光学互连产品业界领先，率先在生成式 AI 场景落地。在光学领域，公司凭借此前积累的技 术遗产打造了有竞争力的光学产品，并积极推进光学技术在生成式 AI 网络中的应用。 VCSEL（垂直腔面发射激光）相比于 LED 和 EEL 技术，在精确度、小型化、低功耗、可 靠性等角度具备优势；EML（电吸收调制激光器）主要用于 100G/200G/400G/800G 收发 器，相比于 DML（直接调制激光器）技术，通过在半导体材料上施加电压来调制激光的振 幅和相位，从而实现高速光调制，具有高速、高效率、低噪声等优点；CPO（共封装光学） 将光学器件和芯片异质集成在单个封装基板上，实现功耗的节省。据公司官网，继成功将 100G/通道 VCSEL 和 EML 芯片部署到第一代生成 AI 网络中之后，2024 年 3 月，博通推 出 200G VCSEL 和 EML 产品。在 CPO（共封装光学）方面，公司于 2024 年 3 月推出业 界首个适用于可扩展 AI 系统的 51.2 Tbps 共封装光学以太网交换机平台 Bailly。我们认为 公司的光学产品在 AI 数据中心互连中具备丰富的应用场景，有望持续受益于 AI 算力集群规 模扩大带来的互连需求增长。

发布重定时器芯片，PCIe6.0 端到端方案推出可期。PCIe 是用于连接 CPU、AI 加速器、 NIC 和存储设备的协议。2022 年，PCI Express(PCIe)标准组织 PCI-SIG 宣布正式发布 PCIe 6.0 规范，与 PCIe5.0 相比，PCIe6.0 将数据速率从 32GT/s 翻倍至 64GT/s，从 NRZ 编码 转换到 PAM4 编码，可以在单个通道、同样时间内封包更多数据，从传输的可变大小 TLP 到固定大小 FLIT，从而提高带宽效率，降低延时。据公司官网，2024 年 3 月，博通推出全 球首款 5nm PCIe Gen 5.0/CXL2.0 和 PCIe Gen 6.0/CXL3.1 重定时器。博通重定时器与其 PEX 系列交换机相结合，构成了业界首个端到端 PCIe 产品组合。据公司官网，PCIe Gen 6.0/CXL3.1 交换机将于今年（2024 年）晚些时候提供样品。我们认为公司积极把握数据中 心处理器连接增长机遇，PCIe 产品迭代或不断加速。

3.拥抱开放生态优化 AI 网络，生态壁垒逐步巩固

博通强调开放生态，打造异构系统。对于 AI 大型集群的构建，存在两种可能路径。路径一 是通过提升产品集成度，实现整体处理效率的提升，路径二是在不同环节中使用不同厂商 的产品，在 AI 集群中呈现异构系统的方式。博通强调对于开放生态的支持，在产品中贯彻 了由开放标准驱动的理念，基于以太网、PCIe 等开放标准设计产品，博通方案支持多种 NIC、加速器，便于云厂商、OEM 厂商构建异构的解决方案，有望在 AI 为代表的高性能计 算场景中受益于开放生态的建立。 联合巨头创建 UEC，率先实现 UEC 目标落地。2023 年 7 月，博通作为创始成员之一，创 立了超级以太网联盟（UEC），UEC 从物理层、链路层、传输层到软件层多个层次实现对 以太网的优化改造，通过启用针对 AI 流量优化的流量多路径/喷洒和拥塞通知来提高网络效 率，满足 AI 对于网络架构的需求。博通在产品中率先推动 UEC 目标落地，在 Jericho3-AI 结构中支持流量多路径/喷洒和端到端拥塞控制，Tomahawk 5 凭借其认知路由功能提供多 路径、负载平衡和改进的拥塞管理。博通作为技术的重要贡献者，有望持续引领以太网生 态在 AI 网络架构中的发展。

简化以太网开发及管理，高性能计算中的以太网生态不断壮大。UEC 采用系统化方法，采 用模块化、兼容、可互操作的层，并进行紧密集成，通过启用免配置的端到端拥塞控制来 简化网络管理，通过为 AI 和 HPC 提供精简的 API 来简化软件开发，便于技术能力较弱的 成员同样能够基于以太网生态打造产品。当前多供应商生态系统逐步建立，包括可互操作 的以太网交换机、NIC、电缆、收发器、光学器件、管理工具和软件，为 AI 网络架构的实 现打下了良好的基础。截止 2024 年 3 月，据 UEC 官网，参与成员已达 55 家，以太网生 态有望进一步壮大。

具备兼容性优势，PCIe 生态发展给公司带来机遇。相较于主要用于系统之间互连的以太网 技术，PCIe 主要用于芯片与芯片之间的连接，包括连接 CPU 与各类高速外围设备，Nvidia 通过 NV Link 实现了每通道传输速率的提升，在高端 GPU 通信场景中展现出了较强的能力； 而在其他的通信场景中，如 CPU 与 GPU、SSD、网卡、显卡等通信中，PCIe 凭借相对简 单的设计，点对点与设备通信，无需复杂的路由和交换机制，通用接口能够兼容多种设备 等优势，仍有望发挥重要作用。在小型模型训练、AI 推理等部分对于 GPU 间高速互连依赖 度较低的应用场景中，PCIe 以较低的能耗和较强的兼容性，同样展现出良好的使用价值。 博通关注生态开放性，在 PCIe 产品领域积极布局，拥有 ExpressFabric 交换机和重定时器 解决方案、PCI Express 交换芯片、PCIe 软件开发套件。我们认为未来 AI 应用中 PCIe 或 仍在网络架构中扮演重要角色，博通有望受益于 PCIe 领域的完整产品布局。