芯耀
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本文來自“2025年大模型一體機服務商研究報告”，從落地層面來看，2024年以來大模型采購金額急速攀升，中國大模型商業(yè)化落地加速。作為數(shù)智化轉型領域的前沿探索者，三大運營商以及金融、能源領域企業(yè)在大模型投入上突出，此外政務與教科投入也在前列。
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在數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡飛速發(fā)展的當下，芯片技術的每一次突破都備受矚目。2025年，博通公司推出的全球首款102.4T交換機芯片Tomahawk 6，無疑在行業(yè)內投下了一顆重磅炸彈，引發(fā)了廣泛關注與討論。
一、芯片誕生背景與行業(yè)現(xiàn)狀
隨著人工智能（AI）、大數(shù)據(jù)、云計算等技術的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)中心面臨著前所未有的數(shù)據(jù)流量增長壓力。特別是AI領域，對大規(guī)模GPU集群的需求日益增長，這就要求數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡具備更高的帶寬、更低的延遲以及更強的擴展性。在Tomahawk 6推出之前，市場上的以太網(wǎng)交換機芯片在帶寬和性能上逐漸難以滿足這些不斷攀升的需求，網(wǎng)絡傳輸效率不足導致GPU利用率普遍低于40%，成為制約AI計算發(fā)展的關鍵瓶頸。因此，開發(fā)一款能夠突破現(xiàn)有局限的高性能交換機芯片迫在眉睫，Tomahawk 6正是在這樣的背景下應運而生。
二、Tomahawk 6關鍵技術參數(shù)與性能表現(xiàn)
（一）交換容量與帶寬
Tomahawk 6最引人注目的就是其高達102.4Tbps的單芯片交換容量，這一數(shù)值是目前市場上以太網(wǎng)交換機帶寬的兩倍，較前代Tomahawk 5芯片實現(xiàn)了6倍吞吐能力提升 。其帶寬理論峰值達102Tbps，形象地說，這相當于每秒能夠處理2.5萬部4K電影的數(shù)據(jù)量，如此強大的數(shù)據(jù)處理能力，為滿足超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心的需求提供了堅實保障。
（二）接口支持
在接口方面，Tomahawk 6支持100G/200G SerDes接口。這種對高速接口的支持，使得芯片能夠適應不同的網(wǎng)絡部署需求，無論是在新建的數(shù)據(jù)中心還是對現(xiàn)有網(wǎng)絡的升級改造中，都能展現(xiàn)出良好的兼容性和適應性。同時，它還支持共封裝光學模塊（CPO），CPO技術能夠有效降低功耗和延遲，減少鏈路抖動并提高長期可靠性，為構建高效、穩(wěn)定的網(wǎng)絡提供了有力支持。
（三）芯片制程工藝
據(jù)了解，Tomahawk 6芯片采用3納米工藝，這意味著它采用了臺積電的N3工藝。令人驚訝的是，不僅數(shù)據(jù)包處理引擎，就連環(huán)繞它的SerDes都采用3納米工藝蝕刻而成。先進的制程工藝不僅有助于提升芯片的性能，還能在一定程度上降低功耗，提高芯片的能效比。
（四）GPU驅動能力
Tomahawk 6專為AI時代設計，在GPU集群互聯(lián)方面表現(xiàn)卓越，單顆芯片即可驅動多達10萬張GPU協(xié)同工作 。這一特性極大地提升了GPU集群的實際算力釋放效率，通過消除數(shù)據(jù)傳輸瓶頸，使GPU集群的實際算力釋放效率提升至90%以上，為萬億參數(shù)大模型的訓練與推理提供了基礎支撐。
三、技術創(chuàng)新點剖析
（一）架構創(chuàng)新
Tomahawk 6在架構上進行了創(chuàng)新，以適應AI時代對網(wǎng)絡的嚴苛要求。其架構設計充分考慮了大規(guī)模數(shù)據(jù)傳輸和處理的需求，優(yōu)化了數(shù)據(jù)流向和處理流程，實現(xiàn)了更高的并行處理能力，從而在提升帶寬的同時，有效降低了延遲，確保了數(shù)據(jù)能夠快速、穩(wěn)定地傳輸。
（二）SerDes技術優(yōu)化
芯片在SerDes技術上進行了優(yōu)化，尤其是在信號調制和傳輸方面取得了突破。以100G SerDes為例，原生100 Gb/秒信令，采用PAM4調制，每條通道有效信令速率達200 Gb/秒；另一組SerDes以之前每通道100 Gb/秒的信號速率運行（50 Gb/秒加上PAM4調制），并為數(shù)據(jù)包處理引擎提供高達1,024個通道。這種優(yōu)化不僅提高了信號傳輸的速率和穩(wěn)定性，還增強了芯片對不同速率設備的兼容性。
（三）共封裝光學模塊（CPO）技術應用
Tomahawk 6對CPO技術的應用是其一大亮點。CPO技術將光模塊與交換機芯片封裝在一起，縮短了信號傳輸距離，減少了信號損耗，從而降低了功耗和延遲。同時，這種集成化的設計還減少了設備體積和成本，提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。Tomahawk 6的CPO解決方案建立在博通之前通過Tomahawk 4和5的CPO版本所交付的技術之上，進一步優(yōu)化和完善了這一技術的應用。
四、市場競爭格局與Tomahawk 6的競爭力分析
在商用芯片市場，博通在以太網(wǎng)領域面臨著來自思科系統(tǒng)和英偉達等公司的激烈競爭。然而，Tomahawk 6的推出，讓博通在這場競爭中占據(jù)了有利地位。與競爭對手的產品相比，Tomahawk 6的102.4Tbps交換容量處于領先水平，能夠為用戶提供更高的帶寬和更強的性能。其在支持大規(guī)模GPU集群互聯(lián)方面的優(yōu)勢，也使其更契合AI時代的發(fā)展需求。
從成本角度來看，盡管Tomahawk 6的制造成本較前代翻倍，但博通計劃將芯片售價控制在2萬美元以下，并提供批量采購折扣 。分析機構指出，Tomahawk 6的推出有望使AI訓練成本降低30%-40%，這在成本上為用戶提供了更大的吸引力，有助于其在市場競爭中脫穎而出。
五、對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡和AI發(fā)展的影響
（一）對數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡架構的變革
Tomahawk 6的出現(xiàn)將推動數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡架構向更扁平化、更高效的方向發(fā)展。由于其強大的交換容量和端口驅動能力，數(shù)據(jù)中心可以使用更少的主干交換機構建非常扁平的網(wǎng)絡，減少網(wǎng)絡跳數(shù)，降低延遲，提高數(shù)據(jù)傳輸效率。同時，其對CPO技術的支持，也將促進數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡向更高速、低功耗的方向演進，降低運營成本。
（二）對AI發(fā)展的推動作用
對于AI領域而言，Tomahawk 6的意義重大。它為超大規(guī)模AI集群提供了高效的網(wǎng)絡連接，大大提升了GPU的利用率，使AI訓練和推理的效率得到顯著提高。這將加速萬億參數(shù)大模型的發(fā)展，推動AI技術在更多領域的應用和創(chuàng)新，如自然語言處理、計算機視覺、智能駕駛等，為AI產業(yè)的發(fā)展注入強大動力。
六、未來發(fā)展趨勢與展望
博通公司計劃于2025年下半年推出升級版Tomahawk 6 3nm芯片，進一步優(yōu)化能效比 。可以預見，未來交換機芯片將朝著更高帶寬、更低延遲、更低功耗以及更強擴展性的方向發(fā)展。隨著AI、物聯(lián)網(wǎng)等技術的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡對交換機芯片的需求也將持續(xù)增長，市場競爭將更加激烈。
博通憑借Tomahawk 6在技術上的領先優(yōu)勢，有望在未來市場中繼續(xù)保持領先地位，但也需要不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，以應對競爭對手的挑戰(zhàn)和市場需求的變化。而Tomahawk 6的推出只是一個開始，它將引領整個行業(yè)進入一個新的發(fā)展階段，為數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡和AI等領域的發(fā)展帶來更多的可能性。
