计算机行业专题报告:互联总线——Scale-Up能力跃升的关键通路-国海证券

报告聚焦互联总线在大模型时代 Scale-Up(纵向扩展)中的核心作用,分析主流高速互联协议、厂商动态及技术趋势,给出投资建议与风险提示。

计算机总线作为系统与组件的连接核心,具备数据传输、寻址和运行控制等功能,服务器常用 PCIe、Ethernet 等协议。大模型训练需多机多卡集群支持,张量并行等方式带来海量数据传输需求,Scale-Up 网络应运而生,其对高带宽、低时延(1μs 以下)、高可靠的要求推动了高速互联协议的迭代。

当前主流互联协议呈现 “NVLink 领先,众厂商追赶” 的格局。NVLink 在 GPU 间、CPU 与 GPU/CPU 间互联表现突出,第五代单通道带宽达 200Gbps,搭配 NVSwitch 实现低延迟全互联,但存在生态封闭问题,不过 NVLink Fusion 已开启部分开源合作。华为灵衢(UB)协议开放且性能优异,提供百 ns 级时延和 TB/s 级带宽,支持万卡级扩展与融合组网。UALink 基于以太网基础设施,单通道速率最高 200GT/s,成本优势显著。博通 SUE 实现网络总线化,端到端延迟低于 400ns。海光信息发布 HSL 1.0 规范,开放软件栈,助力国产计算生态协同。此外,PCIe 协议持续迭代至 8.0 版本,但在 GPU 互联场景下存在带宽瓶颈,CXL 协议作为补充,兼容 PCIe 生态并优化异构计算互联。

技术发展方面,NVLink 开源化打破生态壁垒,而算力需求的持续增长对互联技术的高带宽、低时延特性提出更高要求。模型规模、数据集与计算量的同步提升是性能优化的关键,当前大模型存在训练不足问题,进一步凸显了高效互联的重要性。

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