??全球市場規(guī)模：根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年，全球交換機市場規(guī)模為3080億元，同比增長17.0%。預(yù)計2023年可達3220億元，2027年可達3770億元，預(yù)測2022-2027年CAGR約為4.6%。

中國市場規(guī)模：根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2022年中國交換機市場規(guī)模為591億元，同比增長9.5%，占全球交換機市場規(guī)模的19.2%；預(yù)計2023年可達645億元；據(jù)測算，2027年中國交換機市場規(guī)模為878億元，占全球交換機市場規(guī)模的23.3%。

本文來自“交換機基礎(chǔ)知識概述（2023）”重點分析交換機定義及分類、交換機構(gòu)成、交換機的技術(shù)原理及性能指標(biāo)、交換機應(yīng)用場景、交換機產(chǎn)業(yè)鏈。

今天分享下篇，市場規(guī)模及競爭格局、交換機技術(shù)趨勢、以太網(wǎng)交換機vs IB交換機。

1、交換機競爭格局

國外市場——思科一家獨大，Arista成長迅速

據(jù)theNextPlatform測算，2023Q1思科占據(jù)46.0%的市場份額，約46.1億美元，同比增長33.7%。Arista憑借在數(shù)據(jù)中心的出色表現(xiàn)，2023Q1收入11.5億美元，同比增長61.6%。盈利能力方面，思科和Arista毛利率均接近60.0%。

國內(nèi)市場——呈現(xiàn)寡頭競爭格局

根據(jù)IDC數(shù)據(jù)，2021年中國交換機市場前五大品牌廠商分別為華為、新華三、銳捷網(wǎng)絡(luò)、思科和邁普技術(shù)，其市場份額分別為40.0%、36.2%、12.2%、5.4%和1.5%，前五大廠商集中度達到95.3%。

2、交換機技術(shù)趨勢

趨勢一：無損數(shù)據(jù)中心解決方案

隨著高速率交換機的需求增加，無損數(shù)據(jù)中心解決方案（RDMA)將推動高速率交換機的升級和發(fā)展。

? 無損數(shù)據(jù)中心解決方案，簡稱RDMA(Remote Direct Memory Access)技術(shù)是為了解決網(wǎng)絡(luò)傳輸中服務(wù)器端數(shù)據(jù)處理的延遲而產(chǎn)生的技術(shù)。傳統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧處理時延大，服務(wù)器CPU負載居高不下，RDMA可以將用戶應(yīng)用數(shù)據(jù)直接傳入服務(wù)器存儲區(qū)，解決時延問題。

? RDMA網(wǎng)絡(luò)目前應(yīng)用比較廣泛的是InfiniBand（英偉達數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)核心技術(shù)）和RoCE (RDMA over Converged Ethernet)。

趨勢二：白盒交換機

白盒交換機更具可編程性和靈活性，將成為未來主流。

? 白盒交換機采用開放的設(shè)備架構(gòu)和軟硬解耦的思想，提升了設(shè)備可編程性、靈活性，可以有效支撐未來新型業(yè)務(wù)對網(wǎng)絡(luò)可定制、高性能、可編程、確定性的需求，在網(wǎng)絡(luò)戰(zhàn)略發(fā)展中具有重要地位。

全球經(jīng)濟增長放緩及AIGC算力成本高昂的背景下，白盒交換機成本低、開放性高、操作難度小的優(yōu)勢將會更加突出。

? 在白盒交換機架構(gòu)下增加芯片接口層，將交換芯片的硬件功能封裝為統(tǒng)一的接口，采用開放的設(shè)備架構(gòu)和軟硬解耦思想，降低購置開發(fā)成本。

趨勢三：CPO硅光技術(shù)

目前，硅光技術(shù)有兩個主要發(fā)展路線：CPO（Co-Packaged Optics）光電共封裝和NPO（Near Packaged Optics）光電近封裝。這兩種方案都能夠在提升數(shù)據(jù)中心性能的同時顯著降低能耗并且?guī)椭髽I(yè)管控成本。

趨勢四：液冷交換機

數(shù)據(jù)中心加快建設(shè)對散熱和能耗提出更高要求，液冷交換機方案幫助數(shù)據(jù)中心實現(xiàn)低能耗。

? 數(shù)據(jù)中心能耗占比中，散熱系統(tǒng)能耗平均高達33%，因為傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心采用的風(fēng)冷散熱系統(tǒng)是以比熱容很低的空氣作為載冷媒介

? 液冷交換機通過液體冷卻系統(tǒng)，將散熱液引入設(shè)備內(nèi)部，吸收熱量，然后將熱液導(dǎo)出設(shè)備，在外部冷卻。這有效降低設(shè)備溫度，提高性能，確保高效運行。

? 當(dāng)前液冷技術(shù)主要分為單相液冷和兩相液冷,單相液冷復(fù)雜度更低更易實現(xiàn),單相液冷分為冷板式液冷和浸沒式液冷，沉浸式液冷方案更勝一籌。

趨勢五：TSN解決方案

TSN是解決大帶寬的新技術(shù)，同時TSN+OPC UA將解決協(xié)議碎片化問題，有望加速應(yīng)用。

趨勢六：***逐漸崛起

全球以太網(wǎng)物理芯片市場格局表現(xiàn)為國際廠商占比高，國內(nèi)芯片制造商自主逐步完善，正在逐漸崛起。

3、以太網(wǎng)交換機 vs InfiniBand交換機

InfiniBand網(wǎng)絡(luò)解決方案優(yōu)勢明顯，短期與以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)方案并存發(fā)展：

? InfiniBand網(wǎng)絡(luò)解決方案再網(wǎng)絡(luò)計算、網(wǎng)絡(luò)自愈、服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)拓撲方面具有增強功能，可以廣泛應(yīng)用在AI模型訓(xùn)練、HPC等先進計算場景。

? InfiniBand交換機兼容性較差，難以和大多數(shù)以太網(wǎng)設(shè)備，例如網(wǎng)卡、線纜、交換機和路由器等，并且InfiniBand交換機成本較高。而傳統(tǒng)以太網(wǎng)再性價比高、兼容性強以及支持遠距離傳輸方面具備優(yōu)勢，預(yù)測在未來的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，以太網(wǎng)交換機仍會是主流交換機，呈現(xiàn)以太網(wǎng)交換機和IB交換機并存發(fā)展的局面。

NVIDIA?Quantum-2平臺包括：NVIDIA Quantum-2 系列交換機、NVIDIA ConnectX-7 InfiniBand 適配器、BlueField-3 InfiniBand DPU，以及相關(guān)的軟件。NVIDIA Quantum-2 系列交換機采用緊湊型1U設(shè)計，包括風(fēng)冷和液冷版本。交換機的芯片制程工藝為7nm，單芯片擁有570億個晶體管（比A100 GPU還多）。

采用64個400Gbps端口或128個200Gbps端口的靈活搭配，提供總計51.2Tbps的雙向吞吐量；作為理想的機架式 InfiniBand 解決方案，QM9700 和 QM9790 NDR InfiniBand 固定配置交換機支持 Fat Tree、SlimFly、DragonFly+、多維 Torus 等多種拓撲，提供極高的靈活性。NVIDIA Quantum-2 還向后兼容前幾代產(chǎn)品，以及廣泛的軟件生態(tài)系統(tǒng)支持。

英偉達NVIDIA Super POD服務(wù)器集群，專門面向需要快速實現(xiàn)AI 創(chuàng)新的企業(yè)而設(shè)計，為企業(yè)提供了可快速部署的行業(yè)領(lǐng)先基礎(chǔ)架構(gòu)，并由完整的端到端服務(wù)和生命周期服務(wù)提供支持。

英偉達DGX H100 SuperPOD官方推薦配置使用的交換機為QM9700，可以提供64個400G端口。

由于采用的胖樹不收斂架構(gòu)，第一層中DGXH100有8個接口，分別接入8個葉交換機；在第二層中，由于網(wǎng)絡(luò)不收斂且端口速率一致，脊交換機提供的上行端口要≥葉交換機的下行端口；因此可以得到N個SU對應(yīng)8*N個葉交換機以及4*N個脊交換機。

編輯：黃飛

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