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第 7 章 · 系统级竞争▾已读 0 / 13
第三部分 · 护城河与竞争 / 第 7 章

系统级竞争

英伟达把竞争单位从单颗芯片抬到整机柜和网络

这一章的结论
  1. 对手即使单卡追平,也要同时补齐互联、交换、液冷和软件,追赶时间以年计。
  2. Rubin 量产版机柜叫 Vera Rubin NVL72,Kyber NVL144 机架推迟到 2028 年。
  3. 网络业务 Q1 营收 $148 亿、同比增长 199%,Q2 Spectrum-X 同比增长 2.6 倍。
  4. Rubin 租金比 GB300 贵 70%,但在常用区间每美元吞吐是后者的 1.4–3 倍。

7.1竞争单位从芯片变成整机柜

过去十几年,GPU 之间的竞争主要比单颗芯片的性能:算力(FLOPS)、内存(HBM,高带宽内存)和功耗。按这些参数比,AMD、华为和谷歌 TPU 的单卡已经追到了同一个数量级。如果竞争只停留在单卡,英伟达的优势会比多数人想象的小。

英伟达的做法是把竞争的计分单位从一颗芯片换成一整个机柜。它不只卖 B200 这颗 GPU,还卖 GB200 NVL72,也就是用自研的高速互联 NVLink 把 72 颗 GPU 连成一台超大 GPU 的整机柜。对手要追,就得同时做出能与之匹敌的互联协议、交换芯片、液冷、整机集成和软件栈。英伟达把对手的追赶成本从芯片层面抬到了系统层面。

竞争从比单卡变成比整机柜
单芯片时代
  • 对手只需做对 1 件事:造一颗好 GPU
  • 互联走 PCIe 通用标准,谁都能用
  • 软件壁垒是 CUDA
  • AMD、华为单卡已到同一数量级
系统级时代(NVL72)
  • 对手要同时做对 ≥5 件事:GPU、互联协议、交换芯片、液冷整机、软件栈
  • NVLink 私有协议 + 自研 NVSwitch
  • CUDA 之上再叠机柜级调度和通信库(NCCL 等)
  • AMD Helios、华为 CM384 刚拿出对标机柜

7.2NVLink 把 72 颗 GPU 连成一台

大模型的训练和推理都是分布式负载,一张卡装不下整个模型,必须把几十、几百张 GPU 拼起来一起算,这时卡与卡之间的数据带宽就决定了整机的效率。NVLink 是英伟达 2014 年自研的 GPU 与 GPU、GPU 与 CPU 之间的高速互联协议,单条链路的带宽远高于同代的 PCIe 通用总线。真正关键的是 NVSwitch 交换芯片:它把点对点的链路变成一张可以交换的网络,让 72 颗 GPU 共享统一的内存池,对外像一台超大的 GPU 那样工作1,2。

3D 模型:NVLink 交换托盘算力全景 3DNVLink 交换托盘每个托盘 2 颗 NVSwitch 芯片,整柜 9 个托盘把 72 颗 GPU 接成一个 NVLink 域,任意两颗 GPU 之间只隔一跳。打开 3D 模型 →
NVLink 从连 8 卡到连 576 卡
  1. Hopper 时代 · NVLink 4.0H100,8 卡服务器
  2. 2024–2025 · NVLink 5.0GB200 / GB300 NVL72,机柜级 72 卡;每 GPU 1.8 TB/s,是 PCIe Gen5 的 14 倍
  3. 2026 下半年起 · NVLink 6.0Vera Rubin NVL72,同样数量的铜缆上带宽翻倍,每 GPU 3.6 TB/s
  4. 2027 · NVLink 7Rubin Ultra NVL72 / NVL576;NVL576 由 8 台 Oberon 机柜连成,共 576 颗 GPU
  5. 2028Kyber NVL144 机架,比原计划晚 12 个月以上

来源1,3,4,5

Rubin 的命名和时间表有两处更新。量产版机柜叫 Vera Rubin NVL72,按 GPU 封装计是 72 颗,早期按裸片计数的"NVL144"叫法已经不再适用;2026 年 9 月,已有第三方拿到生产版机柜做了实测。Rubin Ultra 在 2027 年仍然装在现有的 Oberon 机柜里,单柜 72 颗;原本要装 Rubin Ultra 的 Kyber NVL144 机架推迟到 2028 年,晚了 12 个月以上6,7,8。

7.3机柜越卖越贵,价值留在英伟达

NVL72 让英伟达卖的东西单价以机柜为单位往上翻。按 SemiAnalysis 的测算,Rubin 每颗 GPU 的资本成本比 GB300 高 45%9。

一台机柜的价格一代比一代高

整柜价值;Vera Rubin 为摩根士丹利 2026 年 5 月估算的 ODM 售价

$300–320 万
约 $450 万
约 $780 万
GB200 NVL72GB300 NVL72Vera Rubin

虚框为预测

来源2,10,11

机柜总价变大了,价值却大多留在英伟达自己的芯片和互联里。在 GB200 NVL72 中,GPU 占物料成本的 80% 以上,负责组装机柜的 ODM(工业富联/鸿海占 52%,纬创 21%,广达 19%)只拿到约 1% 的价值,浪潮信息 2025 年一季度的服务器毛利率只有 3.45%。HBM 涨价之后,英伟达也有办法把成本压回去:Rubin Ultra Lite 把单个封装的 HBM 从 384GB 降到 192GB,机架物料成本从涨价后的 $800 万压回 $640 万,省下的钱用来做更大的 scale-up 网络2,12。

液冷也从加分项变成了准入条件。GB200 单柜功耗约 120kW,Vera Rubin 升到 180–220kW,计算托盘全部采用液冷。摩根大通估算,每个机架的散热组件价值会从 GB300 的 $4.8 万升到 Vera Rubin 的 $6.6 万,再到 Vera Rubin Ultra 的 $9.85 万9,13。

7.4对手的机柜方案还落后一步

对手确实在追,但要么组成联盟,要么靠堆数量。

CM384 的卡数是 NVL72 的 5 倍

单套机柜级系统里的加速芯片数

华为 CM384昇腾 NPU,全对等光互联384 颗
AMD HeliosMI455X,2026 年推出72 颗
英伟达 NVL72NVLink + NVSwitch72 颗
  • AMD 一边用私有的 Infinity Fabric,一边参与开放的 UALink。它 2026 年推出的 Helios 机柜(MI455X)对标 NVL72,FP4 推理算力 2.9 exaFLOPS,HPE 已宣布采用;但 Helios 的 scale-up 互联走 UALink-over-Ethernet,以太网本身的短板可能拖累性能14,15。
  • UALink 是 AMD、Intel、Google、Microsoft、Meta、Broadcom 在 2024 年组建的开放互联联盟,目标是打破 NVLink 的私有壁垒,目前仍以规范为主16。联盟里每一步都要多方协商,英伟达自己决定就能直接发货,这是垂直整合在执行速度上的优势。
  • 华为的 CloudMatrix384(CM384)靠全对等光互联在整机层面对标 GB200 NVL72,已经在华为云部署了 300 多套17。这是出口管制下单卡不够就堆数量的方案,也说明系统级集成能部分弥补单卡的劣势。

7.5NVLink Fusion 让自研芯片留在机柜里

英伟达推出的 NVLink Fusion,把原本封闭的 NVLink 有限度地开放给外部芯片厂:客户自研的 CPU 或 ASIC 可以接入 NVLink 机柜,和英伟达的 GPU 混合使用。首批伙伴包括联发科、Marvell、世芯(Alchip)、Astera Labs、Synopsys 和 Cadence,CPU 方面有富士通和高通,光互联方面有 Ayar Labs 和 Lightmatter;Arm 在 SC25 上同时支持 NVLink 和 UALink18。

客户一直想用自研 ASIC 绕开英伟达,NVLink Fusion 的意思是,自研芯片不必离开英伟达的机柜。原本推动客户离开英伟达的动力,变成了让它们留在 NVLink 体系里的理由。英伟达表面上让出了一部分控制权,实际上是把 NVLink 从私有协议推向行业事实标准,而标准的拥有者获益最多。这是对 UALink 联盟最直接的压制。

7.6机柜内仍用铜,光先在柜间放量

AI 集群的互联分成两层,网络产业链的投资逻辑也按这两层来分(铜缆和光模块的公司格局见第 3 章)。

柜内连接靠铜,柜间连接靠光
Scale-up(纵向扩展)机柜内 / 跨柜短距,把多卡连成一台超大 GPU
  • 英伟达用 NVLink + NVSwitch
  • 当前主导介质:铜缆(短距最经济)
  • 相关标的:立讯精密、安费诺、沃尔核材
Scale-out(横向扩展)机柜间 / 跨 Pod,把多个机柜连成大集群
  • 英伟达用 InfiniBand / Spectrum-X 以太网
  • 当前主导介质:光模块(800G→1.6T)
  • 相关标的:中际旭创、新易盛、天孚通信

来源19,20

Scale-up 目前仍以铜为主,英伟达还在设法延长铜的使用期。GB200 NVL72 单柜用了 5,184 根铜缆,铜的价值约 $11.7 万。在机柜内的短距离连接上,铜更便宜、更可靠,收发两端也不耗电。Kyber 推迟以后,英伟达把低损耗 PTFE 基材的目标转到 Rubin Ultra 的 Oberon 交换板上,目的就是让铜在 scale-up 网络里再用一代19,21。

光替代铜是中期的趋势。高盛判断 scale-up 的光替铜要到 2027 年才大规模启动,LightCounting 预测到 2030 年 scale-up 中光模块的占比也只有 21%;伯恩斯坦认为 scale-up 在 2026–2027 年仍以铜为主,CPO(共封装光学)会先在 scale-out 落地。NVL576 的跨机柜连接,也是可插拔的 NPO 先于 CPO 落地20,5。铜和光会并存、各自升级。

Scale-out 是光模块需求增长最快的地方。全球光模块 2025 年销售额超过 $230 亿,增长 50%,其中以太网约占 74%。新一代模块放量越来越快,节奏基本由英伟达的产品路线图决定。

1.6T 预计 4 年放量,100G 用了 10 年

光模块达到 800G 2025 年的出货量(1,000 万只)所需年数

100G10 年
1.6T(预计)4 年

来源20

CPO 的推广有两难。英伟达主推 CPO,称功效提升 3.5 倍、信号完整性提升 63 倍;但云厂商有实际的顾虑:光引擎一旦失效就要更换整台交换机,停机风险变大,供应链又高度集中,买方的议价能力会下降。供给侧已经在准备,英伟达要求矽品(SPIL)的 CPO 产能到 2027 年中扩大到 15 倍,2028 年底再翻一倍20,22。渗透节奏仍不确定,如果押注 CPO 一步到位、据此看空可插拔光模块,可能为时过早。

7.7网络已是独立的高增长业务

英伟达 2019 年以 $69 亿收购 Mellanox 进入网络领域,是少数能同时提供交换机、DPU、InfiniBand、以太网和光模块的端到端厂商23。把芯片连起来的网络业务,按 FY2027 第一季度的节奏年化约 $600 亿,增速远高于公司整体。

$148亿FY27 Q1 数据中心网络营收,同比 +199%24
+18%FY27 Q2 网络营收环比增速,与总营收增速同步25
2.6 倍FY27 Q2 Spectrum-X 以太网同比增长26
$962亿FY27 Q2 总营收,同比 +106%27

2025 年 Spectrum-X 的销售额接近 Arista,超过了思科。集成的范围还在往外扩:DSX POD 把多台组装好的 Vera Rubin 机柜装进集装箱整体运输,到现场通电即可使用,计划 2027 年初推出,目标是把数据中心的部署时间从几个月缩短到两周28,29。英伟达现在做的是整座 AI 工厂的总集成,GPU 只是其中一部分。

7.8系统溢价站得住,要跟踪三个变量

英伟达的优势已经从单层的软件,变成软件、硬件和系统叠加的多层结构。对手即使单卡追平,也要同时补齐互联、交换、液冷和软件,所需时间以年计。NVLink Fusion 把客户留在 NVLink 体系里的力量,强于 UALink 联盟把客户拉走的力量。

系统溢价已经可以用总拥有成本(TCO)来证明:Rubin 的租金更贵,但在多数推理厂商实际运行的 60–100 TPS 区间,每美元 TCO 的吞吐更高。机柜更贵,单个 token 却更便宜,系统级定价权才站得住。

Rubin 贵 70%,每美元吞吐高 1.4–3 倍

三年期租金,每颗芯片每小时

Blackwell Ultra NVL72$5
Rubin60–100 TPS 区间每美元 TCO 吞吐是最强 GB300 配置的 1.4–3 倍>$8.5

来源30

到了 Rubin 这一代,机柜内 PCB、MLCC 和 ABF 的含量分别增加 233%、182% 和 82%,整条供应链的含量一起抬升11。接下来要持续跟踪三个变量:

  1. Helios、CM384 这类机柜级对手的实际出货情况,以及它们和英伟达的性能差距缩小得有多快。
  2. Scale-up 光替铜的拐点。Kyber 推迟、PTFE 延长了铜的使用期,拐点大概率会往后推,这关系到铜缆和光模块两类公司谁的景气更长。
  3. CPO 的渗透节奏和云厂商的接受程度,它决定了可插拔光模块厂商的份额上限在哪里。

下次看到"某款 AI 芯片单卡性能追平英伟达"的消息,更该问的是它配套的互联协议、交换芯片、整机柜液冷和机柜级软件有没有追上。

自测 · 3 题

选完立刻出反馈,答错可以重选。

1英伟达把竞争单位从单卡抬到整机柜,对对手最直接的影响是什么?

2NVLink Fusion 对英伟达的主要战略作用是什么?

3关于 scale-up 互联用铜还是用光,本章的判断是什么?

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