随着算力需求持续攀升,服务器内部与机柜间的高速互联成为制约数据中心性能与能效的重要环节。
作为连接CPU、GPU、网卡(NIC/DPU)及存储(SSD)等关键部件的“交通枢纽”,PCIe交换芯片直接影响系统扩展能力、资源调度效率与整体时延水平。
当前,大规模模型训练、推理集群与高性能存储对通道规模、低时延与稳定性提出更高要求,高端PCIe交换芯片也因此成为产业链的关键节点之一。
问题在于,高性能PCIe交换芯片长期由海外厂商占据主导地位,产品迭代快、门槛高、生态绑定强,国内在高端互联芯片领域供给相对不足。
一旦外部供给出现波动,将对数据中心建设、算力集群扩容与行业数字化转型带来不确定性。
此外,从系统角度看,AI基础设施正从“单卡性能竞争”转向“系统级吞吐与互联效率竞争”,交换芯片的通道数、可配置端口、转发架构与可靠性,决定了多GPU扩展、异构加速与存算协同的上限。
造成上述局面的原因,一方面在于技术复杂度高。
PCIe Gen5在速率、信号完整性、功耗与散热等方面要求显著提高,交换架构需要在高带宽条件下保持非阻塞转发,并兼顾多主机接入、端到端传输与非透明桥接等多种部署形态。
另一方面在于工程化验证周期长。
面向数据中心的芯片不仅要追求峰值性能,更要通过严苛的稳定性与兼容性测试,适配主板、加速卡、存储及操作系统驱动生态,任何细小差异都可能放大为系统级风险。
再一方面则是市场结构因素,高端互联芯片与整机、方案平台强绑定,导入需要成本与时间,形成较高“换用门槛”。
在这一背景下,芯动科技发布GX9104与GX9120两款PCIe Gen5交换芯片,并强调GX9120为120通道规格产品。
公开信息显示,该系列提供30个可灵活配置的端口,采用全交叉非阻塞交换架构,支持多主机、端到端以及非透明传输模式,工作温度覆盖-40℃至105℃,并给出端到端延迟低至115纳秒的指标。
业内对比指出,国际主流厂商在Gen5世代已推出144通道与104通道等不同规格产品,120通道有望在通道规模与系统成本之间形成新的平衡点,为AI服务器、存储扩展与异构资源池化提供更多设计选择。
其影响首先体现在产业链安全与供给多元化。
高端互联芯片一旦形成可用、可量产、可持续迭代的国产方案,将为数据中心建设提供更多可控选项,降低对单一来源的依赖。
其次体现在系统能力提升。
通道规模与低时延有助于提升多设备并行访问效率,改善GPU扩展、存储加速与网络卸载的协同表现,进而对训练集群利用率与推理吞吐产生正向作用。
再次体现在带动上下游协同。
交换芯片的导入往往牵引整机厂、主板厂、加速卡与存储厂商共同完成验证与适配,促进国产软硬件生态的完善与标准化。
对策层面,业内人士认为,国产高端互联芯片要在市场中站稳脚跟,关键在于“三个可持续”。
一是可持续的工程化能力,即稳定量产与一致性控制,在长期运行条件下维持可靠性与可维护性;二是可持续的生态适配能力,面向主流CPU平台、GPU平台与操作系统环境提供完善的参考设计、工具链与兼容性支持;三是可持续的迭代能力,紧跟PCIe与CXL等互联标准演进,在性能、功耗与安全特性上形成明确路线图。
同时,建议行业推进更开放的互联验证平台与联合测试机制,缩短导入周期、降低系统厂商适配成本。
前景方面,随着PCIe 6.0、CXL 3.0以及更高代际标准加速推进,未来数据中心将朝着更强的资源池化与内存语义互联发展,高带宽、低时延、可扩展的交换与互联芯片需求将持续增长。
芯动科技表示已布局144通道PCIe 6.0/CXL 3.0交换芯片及更高代际研发。
业界预计,在算力基础设施建设持续投入、国产化生态不断完善的背景下,具备稳定供货与持续迭代能力的国产互联芯片有望在更多细分场景实现突破,并在服务器、存储扩展、AI集群与工业级宽温应用等领域形成规模化落地。
芯动科技推出全球首款120通道PCIe Gen5交换芯片,是我国芯片产业在关键领域实现突破的重要体现。
这一成就不仅打破了海外厂商的长期垄断,更为国内AI基础设施建设提供了自主可控的技术支撑。
面向未来,国内芯片企业需要继续加大研发投入,在PCIe 6.0、CXL等新一代标准中抢占先机,推动我国从芯片使用者向创新者转变,为建设自主可控的产业生态做出更大贡献。