报告概述
本报告深入解析主流算力芯片的Scale up（机柜内互联）与Scale out（集群扩展）方案，研究对象包括英伟达Rubin、谷歌TPU（Ironwood V7）、亚马逊Trainium3和Meta MTIA。报告覆盖各厂商的组网拓扑、互联介质（光模块、铜缆、PCB）、交换芯片选型及带宽配置，并基于胖树、3D Torus、Clos、DSF等架构分析其设计逻辑。报告旨在帮助投资者理解AI数据中心互联技术的演进方向，识别光铜两大核心赛道的投资机会。
报告的核心结论
英伟达Rubin集群互联高带宽低时延持续升级
Rubin NVL 144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芯片下，三层胖树组网的光模块与GPU比例可达1:12，较前代大幅提升，凸显高速互联需求的增长。
谷歌TPU基于3D Torus+DCN架构实现超大规模互联
谷歌TPU（Ironwood V7）在64卡机柜内采用3D Torus拓扑，通过PCB走线、铜缆和光模块多链路互联；跨机柜通过DCN分层网络及OCS实现147456颗TPU的动态非阻塞组网，展示了高度可扩展的低时延互联方案。
亚马逊Trainium3组网突出高密度互联与灵活扩展
Trainium3依托Scropio X交换芯片和PCIe6.0协议，通过AEC铜缆实现PCB、背板和跨机架三层互联。Scale out采用ENA/EFA双网分工和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训练需求。
Meta DSF网络架构专为超大规模AI训练设计
Meta的DSF（解耦调度结构）通过RDSW和FDSW分层设计，采用Ramon3和Jericho3交换芯片，结合112G铜缆背板和800G光模块，实现18432颗MTIA的非阻塞互联，光模块需求达184320个800G端口。
2026年数据中心互联呈现光铜双线共振格局
报告认为，2026年商用GPU持续放量，CSP ASIC进入大规模部署，Scale up催生超节点，铜缆凭短距低成本成为柜内最优解；Scale out带动光模块配比飙升，光芯片缺口凸显。建议重点关注光芯片和铜缆产业链。
报告回答的关键问题
英伟达Rubin如何实现高带宽集群互联？
Rubin通过第六代NVLink和NVSwitch实现Scale up端129.6TB/s对称带宽，采用1.6T AEC铜缆连接GPU与交换机。Scale out端基于胖树无阻塞拓扑，满配CPX时三层组网下GPU光模块比例达1:12，支撑大规模无阻塞互联。
谷歌TPU如何支撑147456颗芯片的组网？
谷歌TPU采用3D Torus拓扑实现64卡机柜内互联，利用PCB、铜缆和光模块多介质连接；跨机柜通过DCN分层架构，以9216颗TPU为POD单元，经Leaf/Spine交换机和64台300x300端口OCS实现全局动态互联，构成147456颗TPU的大集群。
亚马逊Trainium3组网有哪些特点？
Trainium3组网突出高密度互联与灵活扩展：Scale up端通过PCIe6.0和Scropio X交换芯片，使用AEC铜缆实现PCB、背板和跨机架三层互联；Scale out端采用ENA/EFA双网分工，利用高基数低速率交换机构建Clos拓扑，交换机升级可线性扩展集群规模。
Meta DSF网络架构如何应对大规模训练挑战？
Meta的DSF架构通过RDSW（Jericho3芯片）和FDSW（Ramon3芯片）分层解耦，机柜内采用112G铜缆背板实现无阻塞互联，跨机柜使用800G光模块构建Dual-stage Fabric。1:1收敛比保障传输无阻塞，专为超大规模AI训练中的带宽、拥塞和调度问题设计。
2026年数据中心互联有哪些投资机会？
报告指出，2026年光铜双线共振：铜缆因短距低耗低成本成为Scale up柜内互联首选，相关公司如华丰科技、兆龙互连、沃尔核材受益；光模块配比随Scale out集群扩容飙升，光芯片缺口凸显，长光华芯、源杰科技、仕佳光子等值得关注。
报告中的代表性数据
英伟达Rubin满配CPX光模块比例
报告测算，满配CPX芯片时，Rubin NVL 144在胖树三层组网下，GPU与光模块数量比例达到1:12，较无CPX时的1:4大幅提升。
谷歌TPU 64卡机柜互联介质用量
基于Ironwood V7，谷歌TPU 64卡机柜采用3D Torus拓扑，每机柜需80根铜缆和96个光模块，此外还有64块PCB走线，实现多层级互联。
Meta 18432 MTIA组网光模块需求
DSF Dual-stage Fabric，Meta基于DSF架构的18432颗MTIA集群，在RDSW-FDSW和FDSW-SDSW两层共需184320个800G光模块，体现超大规模集群的光模块需求。
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 NVL 144的Scale up与Scale out组网详解，包括第六代NVLink和NVSwitch配置、胖树无阻塞拓扑测算及光模块比例推导。
- 谷歌TPU Ironwood V7的3D Torus拓扑端口分配及连接介质（PCB、铜缆、光模块）配比，以及DCN多层组网与OCS全局互联架构。
- 亚马逊Trainium3 Teton3的PCIe6.0+AEC铜缆三层Scale up方案，以及ENA/EFA双网分工与Clos拓扑的Scale out组网细节。
- Meta Minerva机柜的Tomahawk5+112G铜缆背板互联，以及DSF Fabric和Dual-stage Fabric的分层网络拓扑与光模块用量计算。
- 光芯片和铜缆产业链相关公司梳理，包括长光华芯、源杰科技、仕佳光子、华丰科技、兆龙互连、沃尔核材等。
- 风险提示涵盖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、行业竞争加剧等方面。
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