【四海读报】20260205：超节点与Scale up网络专题之英伟达

行业标杆，领先优势建立在NVLink和NVLink Switch

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1. 一段话总结

LLM模型从千亿级向万亿级参数演进，张量并行（TP） 与专家并行（EP） 对高带宽（数百至数千GB/s级）、低延迟（百纳秒级）的严苛需求，驱动超节点成为AI算力网络核心创新方向；英伟达凭借自研NVLink与NVLink Switch构建绝对领先优势，已推出GH200 NVL72、GB200 NVL72、VR200 NVL72三代超节点，VR200单GPU互连带宽达3.6TB/s、总交换容量259.2TB/s，未来将迭代至NVL144（144颗GPU）、NVL576（576颗GPU）；其优势源于网状拓扑、统一内存等技术创新，建议关注其供应链及国产替代厂商，需警惕技术路径变化、出货不及预期等风险。

2. 思维导图（mindmap）

3. 详细总结

一、超节点兴起的核心驱动

1. LLM并行计算需求倒逼技术升级

   • 大语言模型参数从千亿级迈向万亿级，跨服务器张量并行（TP） 与混合专家模型（MoE） 带来的专家并行（EP） 成为必然选择。
   • TP/EP对带宽要求达数百至数千GB/s级，延迟要求为百纳秒级，传统网络无法满足，催生Scale up（纵向扩张） 网络架构。

2. Scale up与Scale out网络对比

   对比维度	Scale up（超节点核心）	Scale out（传统集群）
   算力规模	数十卡至千卡级	万卡至十万卡级
   资源利用率	80%以上	30%-50%
   通信延迟	百纳秒级	微秒级
   内存访问	统一内存/全局地址空间	独立内存空间
   标准化程度	定制化程度高	基于开放网络标准
   互联方案	铜缆（低功耗低成本）/光纤（大规模）	以太网为主

二、核心技术：NVLink与NVLink Switch的协同创新

1. NVLink：高速互联的核心协议

   • 技术创新：采用网状拓扑实现GPU多对多直接通信，差分信号传输提升抗干扰性，通过信用机制实现流量调度，支持多Lane绑定与统一内存空间。

   • 参数迭代：

     架构	单GPU互连带宽	每GPU最大链路数	支持GPU集群规模
     Hopper	900GB/s	18	72颗
     Blackwell	1.8TB/s	18	72颗
     Rubin	3.6TB/s	36	72/144/576颗

2. NVLink Switch：全互联的关键枢纽

   • 架构升级：采用多阶Clos网络，解决点对点连接复杂度平方级增长问题，实现任意GPU间无阻塞通信。

   • 性能演进：

     型号	单GPU-GPU带宽	总聚合带宽（NVL72集群）	支持架构
     NVSwitch4	900GB/s	72TB/s	Hopper
     NVSwitch5	1.8TB/s	130TB/s	Blackwell
     NVSwitch6	3.6TB/s	260TB/s	Rubin

三、英伟达超节点产品迭代路线

四、英伟达超节点的核心优势

1. 技术壁垒：NVLink的网状拓扑、统一内存等创新，实现低延迟（百纳秒级）、高带宽（NVL72集群260TB/s）的全互联通信。
2. 标准化程度：GB200 NVL72将超节点规模稳定为72GPU/机柜，形成可复制方案，2025年出货量预计2800台。
3. 工程创新：VR200采用无缆线设计，通过PCB中板替代传统线缆，SerDes速率升级至448G，铜缆用量保持5184根但传输效率翻倍。

五、投资建议与风险提示

1. 投资建议

   • 英伟达供应链：关注PCB背板、高速铜缆、光模块（CPO方向）、供电与液冷系统等环节。
   • 国产替代：关注国内云厂商（阿里/腾讯/百度）、通信设备商（中兴通讯/紫光股份）、芯片厂商（华为/沐曦股份）的超节点布局。
   • 交换机相关：聚焦国内交换机供应商及交换机芯片研发商（盛科通信等）。

2. 风险提示

   • LLM训练与推理技术路径变化，降低TP/EP规模需求；
   • 超节点互联方案存在不确定性，光纤替代铜缆可能影响供应链；
   • 英伟达超节点出货量低于预期，AI应用端增长不及预期。

4. 关键问题及答案

问题1：英伟达超节点的核心技术优势体现在哪里？其技术创新如何支撑LLM的并行计算需求？

• 答案：核心技术优势集中在NVLink与NVLink Switch的协同创新：①NVLink采用网状拓扑实现GPU多对多直接通信，搭配差分信号传输、多Lane绑定技术，解决传统总线拥堵问题；②NVLink Switch基于多阶Clos网络，支持GPU全互联，避免点对点连接的复杂度激增；③统一内存空间设计，实现GPU与CPU内存统一编址，满足TP/EP的内存共享需求。技术支撑逻辑：TP/EP需数百至数千GB/s带宽与百纳秒级延迟，NVLink 6实现单GPU互连带宽3.6TB/s，NVL72集群总带宽260TB/s，资源利用率超80%，完美匹配并行计算对通信性能的严苛要求。

问题2：英伟达三代超节点（GH200/GB200/VR200）的核心性能与技术差异是什么？未来迭代方向是什么？

• 答案：核心差异集中在带宽、架构与工程设计：①GH200（Hopper）：首次探索超节点，单GPU带宽900GB/s，实现内存统一编址；②GB200（Blackwell）：标准化72GPU方案，总交换容量129.6TB/s，采用5184根DAC铜缆互联；③VR200（Rubin）：单GPU带宽翻倍至3.6TB/s，总交换容量259.2TB/s，无缆线设计+PCB中板，SerDes速率升级至448G。未来迭代方向：2026下半年推出NVL144（144颗GPU），2027年推出NVL576（576颗GPU），引入CPO硅光技术（3.2T/6.4T），通过Kyber机架架构用PCB中板替代5000+根有源铜缆。

问题3：超节点赛道的投资机会集中在哪些方向？国内厂商的核心竞争逻辑是什么？

• 答案：投资机会分为三大方向：①英伟达供应链，受益于其超节点规模化出货，重点关注PCB背板、高速铜缆、CPO光模块、液冷/供电系统；②国产替代，国内厂商通过开放协议（如华为UB、UALink）构建差异化方案，聚焦云厂商的超节点部署与通信设备商的硬件配套；③交换机及芯片，交换机是Scale up网络核心，国内厂商在中低端交换机已实现突破，芯片自研能力是关键竞争力。国内厂商核心竞争逻辑：依托本土化服务与政策支持，在开放协议路线上构建生态，弥补封闭协议（NVLink）的技术差距，聚焦国产AI芯片的超节点适配需求。