数据中心向高速率带宽迭代下,短距通信场景铜互联优势明确

青云笔记 2024-07-24 19:46:59

【科技自主】是我们近期重点关注的投资主线之一。铜缆在短距通信领域有相对优势。铜连接产品在数据中心高速互联中一直扮演着重要角色。在数据中心能耗攀升,以及建设成本高企的背景下,铜互联在散热效率、低功耗、低成本方面有着一定优势,未来将是数据中心的发展方向之一。英伟达已在新产品大量采用铜互联方案,该方案将大幅提高高速铜缆和高速连接器的需求,预计将带来高速铜缆和高速连接器数百亿元的市场空间。建议在铜互联持续向高速率升级趋势下,关注产业链相关公司。

最新消息:

英伟达CEO黄仁勋权威透露,Blackwell架构的GB200超级芯片已经在“满负荷生产”,四季度将大量运用到数据中心。由于GB200芯片采用了铜缆高速连接器,能帮助科技企业低成本构建高速链路,这将保障AI芯片数据处理效率。英伟达提供了高速互联服务,使用直连铜缆 (DAC) 和分线铜缆来帮助GPU加速计算。

关注逻辑:

数据中心能耗成本攀升,铜互联拥有低功耗降本优势

大模型及应用对算力基础设施要求较高,需要稳定、高效、安全的数字基础设施来支持其完成生成、存储、传输的整个交互过程,随之带来了对计算能力前所未有的需求。根据中国智能算力产业联盟数据,在AIGC的驱动下,对AI算力的需求呈指数级增长,大约每1-2个月翻一番。数据中心设备间互联成为制约数据中心整体系统算力提升的瓶颈,通信网络带宽速率提升势在必行。

在服务器内部和Server-Topof Rack的短距离传输场景下,铜连接对于散热效率和信号传输以及成本方面有着显著的优势。因此铜互连仍是当下以及未来许多应用中最具成本效益的解决方案。根据Light Counting,全球无源直连电缆DAC和有源电缆AEC的市场规模将分别以25%和45%的年复合增长率增长,在全球范围内,大型人工智能集群以及长距离的型号传输主要依赖光通信,而较小的数据中心系统仍将主要使用电缆。数据中心总耗电量持续高速增长,在全球范围内,根据国际能源署(IEA)的数据可知,2022年全球数据中心的耗电量为460 TWh(相当于全球总用电量的2%),2026年可能会升至1,000TWh以上。根据工信部数据,截至2022年底,我国在用数据中心机架规模达到650万标准机架,2022年,我国数据中心总耗电量达到766亿kWh,占全社会耗(86372亿kWh)的0.9%。

相比于有源光缆(AOC),目前的铜直接连接电缆(DAC)的功耗小于0.1W,可以忽略不计,有源电缆(AEC)亦可将功耗控制在5w以内,可在一定程度上降低算力集群整体功耗。

另外,全球云厂商龙头资本开支保持高增速,今年Q1以来部分云厂商持续上调全年Capex支出预期,同时各大厂商均表示2024年Capex的主要投入将用于AI业务相关建设。在铜缆可触达的高速信号传输距离内,相比光纤连接,铜连接方案的成本较低,此外,铜缆模组在短距离内可以提供极低延迟的电信号传输并具有高可靠性,不会出现光纤在某些环境下可能出现的信号丢失或干扰风险。同时,铜缆的物理特性使得它更易于处理和维护,并且其具有高兼容度并不需要额外的转换设备。因此,在降耗和成本考量下铜互联性价比突出。

英伟达引领行业发展趋势,铜互联为最大增量之一

英伟达于2024年3月发布最新一代Blackwell架构GPU,在专为AI和高性能计算任务设计的数据中心服务器架NVID IA GB200NVL72大机柜中采用了大量的铜连接方案,主要用于连接机柜内的GPU和Switch,确保数据在不同处理单元间的迅速和准确传输。

GB200 NVL72采用机架级设计,可连接36个Grace CPU和72个Blackwell GPU,与上一代H100相比GPU快6倍,为1.8T参数GPT-MoE等资源密集型应用提供了30倍的加速,在相同功耗下提供25倍的性能。性能提升、成本降低的关键是铜缆的运用,机器背面共有约约5000根根NV Link电缆,总长度达2英英里。如果使用光传输,就必须使用光模块和retimer,这两个器件仅仅驱动NV Link主干就耗电20kw,而铜缆连接方案整个机架耗电120kw,20kw的差异使得整个方案得以优化。

预计采用Blackwell平台产品的厂商众多,包括AWS,Google,Meta,Microsoft,OpenAI,Oracle,Tesla等。2024年3月18日Microsoft宣布将NVI DIA GB200引入Microsoft Azure;Google宣布采用新的NVIDI AGrace Blackwell AI计算平台以及GoogleCloud上的NVIDIAD GXCloud服务。Oracle宣布在OCI超级集群、OCI计算和NVIDIAD GX CloudonOCI中采用NVIDIA GraceBlackwell以建立数字主权并管理专有的国家和个人数据。

当前行业龙头英伟达在最新的GB 200NV L72大机柜中大量采用铜连接方案,实现性能、能耗和成本的平衡。英伟达CEO黄仁勋权威透露,Blackwell架构的GB200超级芯片已经在“满负荷生产”,四季度将大量运用到数据中心。

建议在铜互联持续向高速率升级趋势下,关注产业链相关标的:立讯精密、兆龙互连、金信诺、神宇股份、中航光电、鼎通科技、华丰科技、沃尔核材、新亚电子、精达股份、方邦股份等。

胜蓝股份300843

公司专注于电子连接器及精密零组件、新能源汽车连接器及其组件的研发、生产及销售,公司高频高速连接器可以应用在数据中心、服务器等设备上,目前公司该类产品主要供给浪潮、联想、曙光等客户。公司以泰科(Tyco)、安费诺(Amphenol)、鸿腾精密、矢崎(Yazaki)等为代表的境外主要连接器制造企业引领着连接器产业的技术潮流,这些企业凭借技术和规模优势在高端连接器市场占有较高市场份额,特别是在解决高速度、高可靠性、串扰和噪声等问题的通讯、航天、军工应用领域具有明显优势,上述领域的连接器产品利润水平也较高。

沃尔核材002130

公司主营业务为高分子核辐射改性新材料及系列电子、电力、电线新产品的研发、制造和销售,开发运营风力发电、布局新能源汽车、智能制造等相关产业。公司子公司乐庭智联生产的400G、800G高速通信线为DAC铜电缆,在短距离信号传输方面,具备低功耗、高性价比、高速率等优势,广泛应用于数据中心、服务器、交换机/工业路由器等数据信号传输。目前,公司的单通道224G高速通信线尚处于配合安费诺等大客户打样阶段,并根据客户需求采取不同的设计方案进行开发。6月11日公司互动:公司与安费诺建立了长期稳定的合作关系,为公司电线业务的重要大客户,主要销售产品包括高速通信线、汽车工业线、工业机器人线等。

华丰科技688629

公司的主营业务为光、电连接器及线缆组件的研发、生产与销售。连接器是电子系统设备之间电流或光信号等传输与交换的电子部件,是电子设备中不可缺少的关键元件之一,在整机或集成系统中至关重要。连接器广泛应用于防务及航空航天、通信、汽车、轨道交通、消费电子、医疗、家居、工业等多个领域。公司承担了国家工信部“强基工程”和国家发改委重大专项工程,在被誉为连接器行业皇冠上的明珠的“高速背板连接器”领域,一举突破了国外龙头企业对于10Gbps及以上速率高速背板连接器技术封锁,掌握了产品核心设计技术及关键制程工艺技术,实现了国产化替代。

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简介:学而不思则罔思而不学则殆