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他山之石系列——交换机专题（二）国内外交换机发展趋势研究2024年7月

核心要点?AI浪潮下，交换机在保障高效网络连接和数据传输领域举足轻重。随着AI数据量和模型规模的增加，分布式计算通过多个互连节点加速训练过程。交换机在此过程中确保消息及时传递至所有节点，尤其在大规模数据中心和竞争性工作负载中，尾延迟尤为重要。此外，网络的扩展能力和处理大量节点的能力对于大型AI模型的训练和海量数据的处理至关重要，交换机在保障高效网络连接和数据传输方面发挥关键作用。据IDC数据，2022年，全球交换机市场规模为3080亿元，同比增长17%，预测2022-2027年CAGR约为4.6%；中国交换机市场规模为591亿元，同比增长9.5%，预计未来5年增速高于全球增速，稳定在7%-9%。?中美两国在电信网络基础设施和算力基础设施方面的投资趋势表现出显著差异。尽管在5G建设、产业数字化和基站等领域的投资力度相当，但在算力基础设施方面，中国仍与美国存在较大差距。这反映了中美两国在不同发展阶段和市场需求上的不同。特别是在交2换机芯片领域，海外公司在高端芯片的交换容量和制程工艺上领先，中国企业虽然积极研发，但仍处于追赶阶段。随着中国对云计算和网络基础设施需求的快速增长，预计未来中国在这些领域的投资将加速追赶，缩小与美国之间的鸿沟。?英伟达加大络等一般网络应用中更具优势。未来，术改进，网将提供更具成本效益和兼容性的解决方案。国内外厂商都在逐渐将重点从IB转向网投资，关注网产业链相关机遇。IB适合高性能计算和需要高性能通信的场景，而网在终端设备互联和AI网网将在AI网络和高性能计算中扮演更重要的角色，特别是随着超级网联盟的成立和技网技术，专注于高性能交换机和4网络适配器的研发和推广，以满足大规模数据中心和AI应用的需求。?相关标的：Cisco、Arista、Celestica等。?风险提示：推进不及预期；技术迭代不及预期；相关激励政策落地不及预期等风险。1

目录一、交换机—AI时代下的网络核心枢纽二、IBvs网三、交换机厂商巡礼2

1.1交换机介绍?交换机是通信系统里对于信息交换功能实现的设备：交换机是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等。交换是一种技术统称，它根据通信两端传输信息的需求，通过人工或设备自动完成，将信息传送到相应的路由上。?交换机在训练大型AI模型和处理海量数据中起到确保消息传递及时性及网络连接与数据传输高效性的作用：传统的数据中心将所有计算资源集中在一个地点，而分布式计算则利用多个互连的服务器或节点完成任务。这种模式下，工作负载通过高速、低延迟的网络连接分散到不同机器上。生成式AI应用程序或AI模型（如ChatGPT、BERT、DALL-E）的训练需要大量计算资源，特别是大型复杂模型。随着数据量和模型规模的增加，分布式计算通过多个互连节点加速训练过程。交换机在此过程中确保消息及时传递至所有节点，尤其在大规模数据中心和竞争性工作负载中，尾延迟尤为重要。此外，网络的扩展能力和处理大量节点的能力对于大型AI模型的训练和海量数据的处理至关重要，交换机在保障高效网络连接和数据传输方面发挥关键作用。GPU到GPU连接从单个GPU到GPU多点集群数据：NVIDIA《NetworkingfortheEraofAI:3TheNetworkDefinestheDataCenter》，西南证券整理

1.2交换机关键指标?交换机关键参考指标包括交换带宽、延迟、抖动和兼容性等：交换带宽反映了交换机的总体数据交换能力。低延迟对于实时应用和高速网络环境非常重要。抖动指的是数据包到达时间的变异性，抖动越小，数据传输的稳定性越高。兼容性衡量交换机与其他网络设备和协议的互操作性，确保系统的无缝连接。交换机的关键指标概括指标概念包转发率（PacketsPerSecond,PPS）衡量交换机转发以包为单位的数据的能力的指标，表示交换机每秒可以转发多少个数据包。吞吐量交换机在单位时间内可以处理的数据量，单位是比特每秒（bps）。它反映了交换机在全双工模式下的最大传输速率。指交换机能够以与输入数据相同的速率转发数据包，即没有延迟。这要求交换机的转发能力至少与端口速率相匹配。交换机在转发数据时不会发生数据包的排队等待，所有端口可以同时以全速运行，没有性能瓶颈。也称交换带宽或背板带宽，是指交换机在全双工模式下所有端口的总吞吐量，即所有端口同时工作时交换机能够处理的最大数据量。交换机上可以支持的端口数量，它影响交换机可以连接的设备数量和整体的扩展能力。（Throughput）线速转发（Wire-speedFo