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报告概述

本报告围绕吉瓦级智算中心高速互连技术展开，聚焦于超节点组网架构、柜内及柜间互连方案、连接器与线缆技术实现路径。报告从Scale-up与Scale-out混合组网出发，分析了传统背板、线缆背板Cable Tray、有中板正交、无中板正交等架构的演进趋势，详细梳理了56Gbps至224Gbps速率段的高速连接器、PCB板材、裸线缆等关键组件特性，并展望了448Gbps时代铜互连（NPC/CPC）与光互连（NPO/CPO）的协同发展格局。报告内容紧贴工程实践，为数据中心基础设施规划者、AI算力架构师及硬件工程师提供选型参考与设计指南。

报告的核心结论

超节点正从传统背板向线缆背板及正交架构演进

吉瓦级智算中心机柜内计算单元与交换单元间距增大，传统铜互连背板难以满足信号传输要求。线缆背板Cable Tray、有中板正交与无中板正交架构因在密度、扩展性与信号完整性上的优势，成为当前主流演进方向。英伟达NVL72、字节跳动大禹超节点等均采用线缆背板架构。

224Gbps速率成为当前智算互连的核心演进目标

报告指出，随着AI大模型对带宽需求激增，单通道速率从56Gbps向112Gbps、224Gbps快速升级。高速连接器、PCB板材及裸线缆均围绕224Gbps进行设计与优化，如华丰科技Capella系列、立讯Intrepid APEX等均已支持或规划224Gbps速率。

铜互连与光互将长期并存，CPC/CPO技术是突破瓶颈的关键

报告认为，铜互连在短距场景下凭借成本、功耗优势仍占主导，但传输距离与速率受限；光互连在长距和高带宽密度上表现优异。CPC（共封装铜互连）可降低链路损耗30%以上、功耗30%-50%，CPO则通过集成光引擎实现极高带宽密度，两者将形成“铜短距、光长距”的混合格局。

标准化与产业生态协同是吉瓦级智算中心落地的保障

报告强调，为破解当前缺乏有效标准的痛点，需构建“技术标准－测试认证－产业落地”全链路闭环。OCP/OCTC专题组联合多家企业，推动连接器、线缆、PCB等互连组件的标准化，以支撑万卡级集群的规模复制与跨厂商互操作。

报告回答的关键问题

吉瓦级智算中心为什么需要高速互连技术升级？

随着AI大模型参数规模突破万亿，单节点内GPU间通信带宽需求远超传统集群。高速互连技术通过提升单通道速率（如从56Gbps到224Gbps）和采用新架构（如Cable Tray、正交架构），可降低时延、突破通信瓶颈，支撑万卡级算力集群高效协同训练与推理。

智算中心超节点有哪些主流互连架构？

报告梳理了四种主导架构：线缆背板Cable Tray（应用最广，如英伟达NVL72）、有中板正交架构（如英伟达Rubin Ultra）、无中板正交架构（如华为Cloud Matrix 384）以及传统背板架构。其中前三种正逐步演进，以适应更高带宽和密度需求。

CPC和CPO技术对智算中心互连有何不同影响？

CPC（共封装铜互连）将“芯片-连接器-铜缆”一体化设计，节省链损30%以上、功耗30%-50%，成本降低15%以上，适合柜内短距；CPO（共封装光互连）将光引擎与电芯片封装在一起，极大提升带宽密度并降低功耗，适合长距及高密度场景。两者共同推动铜光协同的混合互连格局。

报告中的代表性数据

1037.3 EFLOPS

中国智能算力规模

2025年，据《2025年中国人工智能计算力发展评估报告》预测，2025年中国智能算力规模将达1037.3 EFLOPS，较2024年增长43%。2023-2028年复合年均增长率预计为46.2%。

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

  • 完整市场数据与趋势图表：包含中国智能算力规模增长曲线、AI数据中心网络层级结构图，直观展示算力需求驱动下的互连升级背景。
  • 超节点高速互连硬件架构详解：深入对比线缆背板Cable Tray、有中板正交、无中板正交三种架构的拓扑、优劣势及典型应用案例（英伟达、字节跳动、百度等）。
  • 计算与交换节点互连方案表：列出多家厂商（中航光电、庆虹、华丰、立讯）的MCIO、PCIe、NPC、CPC等连接器/线缆组件，涵盖当前速率与演进速率。
  • 高速连接器产品谱系：涵盖56Gbps/112Gbps/224Gbps背板连接器（如GF7E、ARK、Capella、Intrepid系列）的差分对配置、互连形式及厂家列表。
  • 内部及外部高速I/O接口详解：包括NPC、CPC、DAC、ACC、AEC等类型，提供传输距离、速率、通道数等参数，并附产品示意图。
  • 高速PCB板材与裸线缆选型指南：按信号速率（56Gbps-224Gbps）推荐国产及非国产板材的介电损耗等级，以及不同AWG线缆的SDD21性能数据。
  • 下一代互连技术路径展望：深入分析448Gbps铜互连（编码调制、系统架构、材料升级）与光互连（可插拔、NPO、CPO）的技术路线对比，包含CPC/CPO示意图。

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