本文係基於公開資料撰寫，僅作為信息交流之用，不構成任何投資建議。

人類社會正在悄然從互聯網時代切換到算力網時代。

鮮有人感知到的是，時代轉折序曲中，遇到的第一批實體障礙，除了GPU、HBM，還有交換機——此前市場鮮有關注的交換機，正在扼住AI算力的咽喉。

全麵出擊的英偉達VS蓄勢反擊的聯盟，是GPU、HBM之後AI的第三場戰爭：一場科技史上圍繞交換機的精彩對決即將上演。

01 思科後遺症

如果用人體結構來類比AI算力，可以做如下理解：AI芯片（由GPU+HBM+CoWoS組成）是心髒，CUDA等加速軟件是大腦，光模塊是關節，線纜光纖是血管，以交換機為代表的網絡設備是咽喉。不同的設備合集，最終呈現的是整個服務器集群。

其中AI芯片、CUDA、光模塊、線纜，都已經被翻來覆去的討論過無數回，成為陽謀。但令人詫異的是，為什麽交換機作為核心的組網設備之一，卻一直備受冷落，隻能充當AI暗器。

根據定義，交換機（Switch），工作於OSI網絡模型中的數據鏈路層，智能地決定將數據幀從哪個端口轉發出去，從而實現網絡中的數據交換和流量管理。因此，交換機的核心作用是提高網絡的性能和效率，並支持網絡的擴展和管理。通俗理解，交換機就是“網絡效應”的硬件載體。

而且從市場規模來看，交換機也相當之重要。根據IDC《2023年網絡市場跟蹤報告》的最新數據，2023年全球網絡設備市場規模為714億美元，其中交換機超過400億美元，是僅次於AI芯片、服務器的核心算力組件，規模甚至要遠大於近期被火熱討論的光模塊和高速存儲HBM。

黃教主其實在公開場合也表達過交換機的核心地位。老黃曾透露，在AI整個集群投資中，InfiniBand網絡（以下均簡稱IB）約占總成本的20%。這裏簡單科普一下，IB網絡是英偉達在子公司Mellanox的幫助下，自己搭建的用在服務器之間的算力通信網絡，其中所使用的核心交換機為自產的IB交換機。

既然從技術角度來看如此重要、從市場規模看也不小，怎麽交換機就始終不被大家重視呢？

筆者認為，最主要的原因在於交換機被成見式的認為是網絡架構中配角的存在，畢竟HBM、CoWoS這些新名詞一聽就是十倍空間起跳的宏大故事。而一提交換機，大家條件反射式的想到：這不就是2000年互聯網泡沫時的思科的產品麽，還能炒嗎？

20多年前思科作為全球網絡設備的絕對龍頭，與現如今的英偉達享受的是一樣的地位。在2000年，思科的網絡交換機市場份額超過6成，路由器份額超過8成，可以說沒有思科的網絡設備，就不會有後來的互聯網蓬勃發展，當年思科被譽為互聯網賣鏟人。

後來的故事大家想必每個人都知道了，隨著互聯網泡沫的破滅，思科的股價遭受了重創，從高點下跌了超過70%。公司後來用了20年，才勉強填平當年估值帶來的狂熱泡沫。科技行業天然“喜新厭舊”，交換機這個老麵孔自然被繞著走，何況當年被深套的恐懼還深深刻在每個投資人的反射弧裏。

但成見已經是過去式，當下時點，勢必要重新審視對交換機、尤其是AI交換機的理解了。原因無他，各方麵的信號已經非常明顯，隨便舉出兩例：

全球龍頭企業，已經開始在新型交換機和網絡架構上正麵激烈交鋒。除了上麵提到的英偉達，其實超以太網聯盟的動作也非常之大，後文會具體分析。

美股投資人也開始追捧交換機標的。在最新的AI交換機中，龍頭毫無疑問是英偉達的子公司Mellanox，但是由於不單獨上市和披露財務數據，看不到太多細節；第三方AI交換機的龍頭不是前文提到的思科而是後期之秀Arista，其股價在2023年上半年第一輪AI浪潮中之中沒有跑贏納斯達克，但是自2023年底開始加速上漲，這顯示美國投資人正在重新審視它的重要性。

圖：高速交換機龍頭Arista股價開始加速上漲

02 第三堵牆

今天再度重新認識交換機必要性，就緣自交換產品的本身發生了重大變化，而且交換機在網絡中的重要性也在明顯提升，甚至已經成為AI基礎設施中的三堵高牆之一。

1、AI催生算力網革命

似乎網絡架構已經停滯很久了。如果深究網絡架構的變遷史，不難發現OSI網絡模型上一次大的變革，還要追溯到十多年前雲計算爆發時期的“網隨雲動”。在停滯十多年後，我們觀察到，AI將催生互聯網絡設備的最新革命，將促使網絡架構從互聯網時代切換到算力網時代。

算力網該如何理解？首先說以前互聯網中網絡設備的核心任務，是完成即時通信，所以交換機本質上是一個通信設備；而現在AI算力中心中網絡設備的構建邏輯，在於集中力量辦大事，即集合越來越強大的算力，交換機不再僅僅是通信設備，而變成了算力設備本身。

想必有很多人在這兒會持反對態度。不用著急，請繼續看後麵的解釋。

眾所周知，這一輪AI能夠成功是大力出奇跡的工程學突破，背後的指導法則是“scaling law”，scaling law描述的模型性能與模型規模之間的冪律關係，這一法則表明，當模型的規模（例如參數數量、數據集大小和計算資源）增加時，模型的性能將得到提高。

換句話說，為了得到AI大模型智能的湧現，scaling law告訴你要不停的堆算力和數據。這也是為什麽，在2024年3月初，黃仁勳斯坦福大學演講時提到，在未來的10年裏，英偉達會把深度學習的計算能力再提高100萬倍。這並不是泡沫時期的大放衛星，而是AI智能湧現的必要條件。

算力要實現如此恐怖的提升幅度來滿足scaling law，從硬件的角度來分析，路上有三堵牆：

1）算力牆： 核心圍繞GPU，也是大家在AI算力硬件中關注度最高的產品。破除算力牆最關鍵的技術手段是製程和芯片架構的升級。但製程帶來的單芯片算力提升麵對著黑洞般的AI需求，已顯得蒼白無力。畢竟現在的蘋果最新的3nm的A17芯片，升級的效果已經微乎其微。實際上，英偉達的GPU，采用的隻是4nm製程，甚至下一代產品B100，也不會升級到3nm。每一代際算力倍增可能已經是單芯片算力提升的極限了。

2）存儲牆 ：核心圍繞HBM。單芯片算力跟不上，可以靠HBM來大大緩解，在《AI國力戰爭：GPU是明線，HBM是暗線》一文中有詳細討論，可以移步於此。HBM反倒成為一個飛速進步的環節，海力士和美光最近股價飆升便是市場開始認知到這一方向的重要性。

3）通信牆： 算力和HBM結合在一起解決單卡的問題，但單卡再強也遠遠跟不上下遊的算力需求。進一步的解決方法是堆料，拋開複雜的技術名詞，其實原理就是簡單粗暴的大力出奇跡，把盡量多的優質的算力卡連起來組成算力集群，這與獵鷹火箭裝27台發動機本質上是一個道理，其中的關鍵技術就在於數據中心的組網技術，因此，交換機的地位今時不同往日。

從最新的英偉達GB200計算集群網絡架構中，我們能夠非常清晰的看到多處堆料組網的技術：1）GPU卡與GPU卡之間，基於NVLink協議的卡間互聯，這部分配套的switch芯片，由於被英偉達壟斷，沒有太多產業鏈探討的意義，因此不再展開。2）再往上一層，就是IB交換機，它連接起多個GPU卡群，構成一個完整的機櫃Rack。3）多個機櫃再通過交換機互聯，形成強力的AI算力中心。後麵兩個環節，都離不開AI交換機的支持。

這種架構就能非常清晰的看到，為了突破通信牆打造強大的算力基座，交換機不僅僅是充當算力網絡中的通信設備，而自身也變成算力設備的本身。正是這一產業鏈環節定義的變化，給了整個交換機產業鏈拔估值的基礎。

在這一輪算力網革命中，交換機正式與GPU、HBM、先進封裝、光模塊一道，站到了產業鏈的C位。

圖：GB200計算集群網絡架構，來源：英偉達官網，中金公司

2、初聽不識曲中意，再聽已是曲中人

其實，產業鏈的這一變化不是2024年英偉達通過GB200才向全世界攤牌的，最早的信號發端於5年前。

2019年，英偉達豪擲69億美元，擊敗英特爾和微軟收購了彼時絕大部分都還比較陌生的Mellanox。筆者當年也是不理解一個芯片廠玩什麽交換機，隻是覺得這對於財大氣粗的英偉達來說，算一個不大不小的收購，自然也是沒有仔細分析產業鏈上的協同效應。

但隨著AI算力爆發，Mellanox的重要性飆升，成為英偉達IB交換機、Spectrum-X以太網交換的禦用供應商，占據了AI網絡設備中的最高份額。毫不誇張的說，現在Arista市值接近1000億美元，Mellanox可以輕鬆給到3000億美元，較當年看似極其溢價的69億美元升值43倍，遠超這5年英偉達的市值上漲幅度。

老黃當時就對這筆收購非常得意，曾說這是兩家全球領先高性能計算公司的結合，早在5年前就已經把Mellanox放在與英偉達同等重要的位置上，回頭來看不得不感歎老黃的眼光確實毒辣。

Mellanox，憑什麽能跟英偉達平起平坐？Mellanox提供的主要產品是數據中心內的通信互聯解決方案，而其中最為核心的又是基於IB協議開發的一些列網絡設備產品，這兒有必要展開說一下IB協議。

1999年，北美計算機巨頭們牽頭組織IB聯盟，目的是為了取代PCIe總線協議，成為智能設備之間互聯的新的協議標準，IB內嵌了RDMA（Remote Direct Memory Access）功能，能將服務器間內存、GPU內存直連；比如在AI的GPU集群中，RDMA技術能加速卡之間的交互，大大節省時延。

但IB後來聲音日漸變小，而智能設備之間的互聯，仍然是由性價比更高的PCIe協議牢牢占據了核心位置。這是由於IB協議需要專門的網卡和交換機來支持，導致了居高不下的硬件成本，因此在跟以太網的方案中競爭中敗下陣來。頭等艙是好，但沒有幾個人坐得起。

後來連IB首發者英特爾都選擇了退出，最終隻有Mellanox苦苦的在這條“錯誤”的路線上堅持。Mellanox公司成立後不久，便加入了IB聯盟並推出相關產品，到2015年，Mellanox在全球IB市場上的占有率達到80%，雖然領先但在這一小眾市場不被人注意。2019年被英偉達收入囊中，而這之後，IB基本從一個公開協議變成了英偉達的私有協議，更不為人關注了。

直到2023年這個算力為王的時代，IB協議才一飛衝天被廣為人知。AI大模型的橫空出世，算力的缺口一下子被放大到無限大，而作為並行計算中關鍵加速器的IB協議，成了最優解決方案，這一協議的硬件載體，正是IB交換機。

在英偉達及旗下Mellanox的強勢帶領下，市場紛紛上調高速交換機的出貨量，IDC預計2023-2024年，市場高速交換機增速分別為54%和60%，2024年甚至還呈現加速的跡象。由於Mellanox是英偉達的子公司沒法直接投資，美股投資人轉而追捧最純正的交換機標的Arsita，畢竟它雖然不如Mellanox優秀，但也是各大雲廠商高速交換機的最大供應商。

以點帶麵，通過高速交換機這個紐帶，我們不難發現，信息革命已經從互聯網進入到算力網的時代。如果在今年，你還隻在聊互聯網，顯然已經被時代甩下了車；同樣，如果聊算力還隻在聊GPU，顯然三大重點你隻抓住了一個。

03 “失意者聯盟”

1、英偉達+mellanox在幹什麽：意欲吃幹抹淨

從交換機的產品譜係圖，我們更能讀懂英偉達的布局。這張圖其實信息含量極大，建議反複觀看。

首先說，英偉達的野心很大，它從來都不是隻想做一個賣卡的芯片公司，而是想做AI時代的算力方案解決商。或者說英偉達商業模式的變化：從來不隻是想賣鏟子，是賣給你整個礦山，別再用“賣鏟人”來形容英偉達了。

英偉達2021-2025年的產品路線圖，昭昭然的將這個野心公示全球。其中標粗的是其核心的GPU產品，從A100迭代到H100，然後再到今年的B100，再到2025年的X100，路線非常清晰，也是AI產業鏈關注的焦點。

但經常被忽略的是圖表的下半部分，英偉達同時標注出了配套的交換機型號變化，分為兩個IB和以太網兩個係列方向：

選用英偉達IB協議的，配套的是由Mellanox提供的Quantum係列交換機，將依次對應從400G升級到今年的800G，再到明年的1.6T。值得一提的是，在這個過程中，光模塊也需要對應從800G升級到1.6T然後到3.2T，Mellanox也可以部分提供。

現在很多客戶由於隻能采購英偉達的GPU，已經非常被動了，因此很多企業並不情願采購IB方案，仍堅持以太網方案。對於這種客戶，英偉達也可配套提供Spectrum-X係列的以太網交換機，同樣也是將依次對應從400G升級到今年的800G，再到明年的1.6T，隻不過互聯效率要弱於IB方案；這幾款交換機也是由Mellanox來提供。

所以，在老黃的構想裏，如果一個超算中心是專門為AI建的，那就用最快的IB交換機方案；對於存量的以太網算力中心，如果客戶扭扭捏捏，英偉達也能匹配提供以太網方案，就用Spectrum-X交換機。簡單來說，就是麵向現在和未來的生意英偉達給你包圓了。

從圖中也能看到，英偉達不僅僅隻是想同時賣芯片和交換機，它的野心遠超於此。

如果客戶同時選購了英偉達的芯片、交換機，就離采購英偉達AI算力集群方案不遠了（圖表的上半部分）。在整體方案中，英偉達給下遊客戶推自有GPU+自有網絡設備+自有CUDA搭建的整個AI算力集群。這就是AI工廠的模式，價值量將是隻賣GPU卡的數倍以上。

更為重要的是，如果整個圖實現，這一輪的AI大潮將被英偉達實現新版的軟硬件解構，軟件企業如雲廠商負責瘋狂氪金和試錯商業模式，硬件企業英偉達負責建AI全算力和旱澇保收。

有必要提的一句題外話是，這張圖也能看出英偉達並不準備染指HBM和先進製程，台積電和海力士目前來看還是非常安全的。

圖：英偉達產品路線圖

2、英偉達恐懼症：反擊者聯盟

別看各大廠的老板，求著老黃買卡是對英偉達態度非常好；但實際上，對英偉達恐懼在矽穀正與日俱增，大佬們都在牌桌底下熱議如何擺脫。麵對英偉達如此淩厲的明牌攻勢，此前一盤散沙的非英偉達陣營也展示出了空前的團結。

GPU芯片和CUDA網絡，似乎壁壘過高，盡管比如穀歌已經死磕TPU多年，但收效甚微，更多人是選擇了躺平接受了英偉達在GPU上壟斷的現實，所以英偉達的GPU才能毛利率高達90%以上，堪稱有史以來最暴力的硬件。

而交換協議和交換機，由於技術壁壘相對低，且處於產業變革的早期，成為眾人攻破英偉達堡壘最優的一致選擇。

至此，交換機這一長久以來不被重視的網絡設備，一下子躍升為AI算力基礎中的暗戰高地。為了追趕英偉達IB方案，2023年7月，“超以太網聯盟”（Ultra Ethernet Consortium）正式成立，這一聯盟迅速成為各個大廠的救命稻草。英特爾、微軟、Meta、博通、AMD、思科、Arista、Eviden、HP等陸續加入。

超以太聯盟成立後，便馬上推出了RoCEv2（RDMA over Converged Ethernet）方案，在軟件層吸收了前文提到的關鍵技術RDMA，劍指的方向非常明確，那就是力爭對標IB性能。

以太網的後發優勢目前看有兩個：

根據產業鏈調研，英偉達的IB方案比以太網方案貴20-30%。以太網方案可以通過主打性價比來扳回一局。

人多勢眾。傳統的數據中心，基本都是以太網協議，對於升級到超以太，兼容性要好得多，畢竟協議就是硬件對話的語言，用的人多自然就成了主流。

在超以太聯盟中的GPU全球老二AMD，把這兩點說得更加清晰：以太網將成為AMD構建算力集群的基礎協議，因為以太網擁有更好的性能、更強大的大規模集群能力，以及最為核心的開放性，希望與頭部交換機廠商一起，降低組網成本，打造更具性價比的網絡。

也正是基於這兩點原因，不少人對於超以太網聯盟還是很有信心的。到底是以太網勝出，還是IB一統天下，最終答案隻能留給時間來驗證。但不管怎麽樣，英偉達與超以太聯盟的這輪對壘應該是非常精彩的，必將成為科技史上日後被人反複提及的經典橋段。

但筆者傾向於認為超以太網的勝算還是被高估了。因為Scaling Law的指導之下，AI算力網絡比拚是速度不是價格，人多如果不是最優方案，那可能也隻是烏合之眾。這就像自行車肯定是更經濟的出行方式、騎的人也多，但是沒有人會用它來上高速，留給以太網聯盟的時間其實不多。

圖：超以太網聯盟

3、國產還落後以太網聯盟半個身位

本來行文至此就可以收筆了，但估計還有不少人關注國產算力網絡中交換機的進展，在此再贅述一二。

在互聯網時代的算力基礎設施投資中，得益於運營商的超前投資，我國的基礎網絡速度、滲透率在全球都處於領先地位，這也在後麵直接催生了中國的移動互聯網繁榮，中國的互聯網公司，也因此具備全球競爭力。

不少人認為，我們在AI時代，也可以依葫蘆畫瓢，上演後來者居上的戲碼。

但不得不直麵的遺憾現實是，而在算力網絡時代，我們的算力基礎設施處於全麵落後狀態。我們不僅僅在GPU、HBM、先進封裝方麵有不少課要補，代表著算力集群能力的交換機我們也並沒有什麽優勢可言。一方麵我們並沒有IB交換機，隻能做以太網交換機，而且以太網交換機的代際更迭上也落後於海外1代，也就是落後超以太網聯盟半個身位。

好在和其他網絡設備一樣，中國在交換機上其實一直具備很強的競爭力，這還要得益於華為20多年前的努力，以及孵化了後來的新華三。時至今日，國內的AI算力網絡中的交換機仍然沿襲了骨幹網和數據中心網絡中的格局，新華三和華為依舊是主要的玩家。

種一棵樹最好的時間是十年前，其次是現在。雖然在AI交換機上我們落後了不少，但依靠曆史積累和集體的力量，如果從現在開始追趕，這一場對弈，我們未必不能上桌。