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报告概述

本报告以英伟达Rubin、谷歌TPU、亚马逊Trainium3、Meta MTIA等主流算力芯片为研究对象，系统解析其Scale up（机柜内互联）与Scale out（集群间互联）的组网方案。覆盖范围包括各厂商的集群架构、拓扑设计、互联介质（铜缆、光模块、PCB）、端口配置及带宽测算。报告基于公开信息，采用测算推演的方法，逐层拆解节点配置、交换层级及光模块需求比例，帮助读者理解AI数据中心互联的技术演进方向，识别“光铜双线”投资机会。

报告的核心结论

英伟达Rubin集群互联持续升级，GPU光模块配比最高可达1:12。

Rubin NVL144采用第六代NVLink和NVSwitch，实现计算与交换侧129.6TB/s对称带宽。满配CPX网卡后，三层胖树组网下GPU与1.6T光模块的比例达到1:12，较前代大幅提升，带动光模块需求量价齐升。

数据中心Scale up催生超节点爆发，铜缆成为柜内互联最优解。

Scale up场景对短距、低功耗、低成本互联需求强烈，铜缆（AEC/ACC/PCB）凭借这些优势，在英伟达、谷歌、亚马逊、Meta的机柜内互联中广泛采用。报告详细测算了各方案中铜缆的使用规模，凸显其不可替代性。

Scale out带动集群持续扩容，光芯片缺口凸显。

以Rubin、TPU、Trainium3、MTIA为代表的Scale out组网，均采用无阻塞胖树或Clos拓扑，光模块与GPU配比随集群规模线性增长。大规模集群部署使光芯片（如EML、VCSEL）供需趋紧，成为产业链关键瓶颈。

2026年商用GPU与CSP ASIC共振，光铜互联需求迎来量价齐升。

2026年商用GPU持续放量，同时CSP（云服务商）自研ASIC进入大规模部署。两者叠加推动数据中心互联需求爆发，铜缆和光模块作为核心介质，受益于出货量增加和技术升级（如224G/1.6T），赛道景气度显著提升。

报告回答的关键问题

英伟达Rubin集群如何实现超高带宽互联？

Rubin NVL144在Scale up端通过第六代NVLink和36颗NVSwitch，实现72颗GPU与交换侧129.6TB/s对称带宽互联，采用224G AEC铜缆。Scale out端基于胖树拓扑，满配CPX时三层组网下GPU与1.6T光模块比例达1:12，支持超大规模GPU集群无阻塞通信。

谷歌TPU如何通过3D Torus和OCS实现超大规模组网？

谷歌TPU Ironwood V7在64卡机柜内采用3D Torus拓扑，通过PCB走线、铜缆和光模块互连；每个机柜使用80根铜缆、64块PCB和96个光模块。Scale out端以9216颗TPU为POD，经TOR/Leaf/Spine交换后，通过64台300×300端口OCS实现147456颗TPU的全局动态互联。

亚马逊Trainium3组网如何实现高密度互联与灵活扩展？

Trainium3 Scale up基于PCIe6.0和Scropio X交换芯片，通过PCB、背板AEC和跨机架AEC三层互联，144颗Trainium3聚合为超高密度算力节点。Scale out采用ENA/EFA双网分工，使用高基数低速率交换机构建Clos拓扑，交换机带宽升级可线性扩展集群规模，适配大规模AI训练。

Meta DSF网络架构如何支撑超大规模AI训练？

Meta DSF架构将交换与调度解耦，引入RDSW（机柜级）和FDSW（Fabric级）分层设计。机柜内16颗MTIA通过112G铜缆背板连接4颗Jericho3芯片（机柜级RDSW），之上通过800G光模块连接Ramon3芯片构成的FDSW；两层Fabric加SDSW后可非阻塞互联18432颗MTIA，总光模块需求超18万个。

AI数据中心互联中光模块和铜缆各承担什么角色？

铜缆凭借短距、低功耗、低成本优势，主导机柜内Scale up互联（如Rubin的224G AEC、Google的铜缆/PCB、Meta的112G铜缆背板）。光模块则在Scale out层承担机柜间、跨POD乃至跨数据中心的互联，随着集群规模扩大，光模块配比飙升，且速率从800G向1.6T演进，成为维持网络带宽的关键。

报告中的代表性数据

1:12

Rubin NVL144满配CPX时GPU光模块比例

2025年预测，根据东吴证券测算，英伟达Rubin NVL144机柜满配8颗CPX网卡、采用三层胖树组网时，每颗GPU对应12个1.6T光模块。

64台300×300端口OCS

Google TPU 147456集群所用OCS数量

2025年，谷歌TPU Ironwood V7集群由4个聚合模块组成，共147456颗TPU，通过64台300×300端口OCS实现Spine层全互联。

184320个800G OSFP光模块

Meta 18432 MTIA集群光模块需求

2025年预测，Meta DSF Dual-stage Fabric组网下，18432颗MTIA共需184320个800G光模块，用于RDSW-FDSW和FDSW-SDSW层互联。

以上数据根据报告摘要整理，具体统计口径和数值请以完整报告原文为准。

完整报告包含什么

  • 英伟达Rubin NVL144内部详细拆解：18个计算托盘与9个交换托盘的配置、NVLink 6.0带宽、NVSwitch芯片规格、224G AEC铜缆推算过程。
  • 谷歌TPU Ironwood V7 3D Torus拓扑端口配比表：每颗TPU六端口在不同位置（内部、角、边、面）的铜缆/PCB/光模块分配明细及整机柜用量。
  • 亚马逊Trainium3 Scale up组网中AEC铜缆需求规模：按PCB/背板/跨机架三层分别测算所需的64端口PCIe6.0 AEC铜缆根数，以及Scropio X交换芯片配置。
  • Meta DSF Dual-stage Fabric组网完整计算：Minerva机柜数量、RDSW/FDSW/SDSW数量、800G光模块总需求（184320个）及收敛比设计。
  • 各厂商Scale out组网交换机选型与端口分配表：英伟达Spectrum 6、谷歌12.8T/25.6T交换机、亚马逊12.8T高基数交换机、Meta Jericho3/Ramon3芯片参数及端口利用率。
  • 产业链相关公司列表：光芯片板块（长光华芯、源杰科技、仕佳光子等）与铜缆板块（华丰科技、兆龙互连、沃尔核材等）的重点公司梳理。
  • 风险提示分析：算力互联需求不及预期、客户拓展及份额提升不及预期、产品研发及量产落地不及预期、行业竞争加剧等四方面风险。
  • 投资建议：2026年光铜双线共振，建议关注光芯片和铜缆两大核心赛道，并给出增持评级。

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