專訪云合智網(wǎng)創(chuàng)始人：國產(chǎn)網(wǎng)絡交換芯片如何提到高鐵速度

　　在IT中，芯片主要分為兩類，一類是用于提高算力和存儲能力的CPU、GPU、DPU，另一類就是起通信和連接作用的網(wǎng)絡交換芯片，也叫以太網(wǎng)交換核心芯片。

　　網(wǎng)絡設備中的網(wǎng)絡交換芯片相當于服務器里的CPU。在大數(shù)據(jù)時代，海量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡交換芯片在數(shù)據(jù)中心、承載網(wǎng)、核心骨干網(wǎng)等“信息高速公路”交流交換。但中高端網(wǎng)絡設備的核心芯片市場目前仍被海外企業(yè)壟斷。

　　高端網(wǎng)絡芯片初創(chuàng)企業(yè)云合智網(wǎng)創(chuàng)始人、董事長兼首席執(zhí)行官曹圖強日前在接受澎湃新聞專訪時表示，博通（Broadcom）等美國企業(yè)在這一領域獨占鰲頭，約占全球市場的80%-90%。中國的系統(tǒng)廠商能提供一些高端的網(wǎng)絡設備，但設備里的交換機用的仍是國外芯片。

　　21世紀初，數(shù)據(jù)中心的交換機芯片在美國硅谷也剛開始起步，10多年后國外“已經(jīng)完全起飛了”。曹圖強說，如果用鐵路系統(tǒng)來比較，國外已經(jīng)處在高鐵時代，而國內(nèi)還是傳統(tǒng)火車時代。如果想在IT上提高算力、讓AI落地應用，沒有一個核心的網(wǎng)絡技術就只是空談。

　　曹圖強曾任世界領先的網(wǎng)絡科技公司全球副總裁，并在行業(yè)深耕20多年，去年11月底成立云合智網(wǎng)，今年10月宣布完成兩輪總計近4億元融資。

　　網(wǎng)絡交換芯片是曹圖強的老本行。他認為，國內(nèi)網(wǎng)絡交換芯片研發(fā)痛點在于沒有經(jīng)驗和沉淀，對芯片架構演化的了解較為缺乏，對芯片的新技術把握對標國際水平仍有差距。而國產(chǎn)網(wǎng)絡交換芯片的發(fā)展要從火車速度提到高鐵速度，不能在傳統(tǒng)架構上修修補補，必須采用新的架構、新的技術、新的標準以及先進制程工藝。

　　以太網(wǎng)交換核心芯片讓數(shù)據(jù)在信息高速公路暢通流動

　　提起IT，人們往往會聯(lián)想到服務器、數(shù)據(jù)存儲、網(wǎng)絡等。其中，網(wǎng)絡作為連接者，將服務器、數(shù)據(jù)存儲有機連接，提高信息處理能力和大數(shù)據(jù)分析能力。

　　而以太網(wǎng)是應用最普遍的網(wǎng)絡技術，以太網(wǎng)交換機能同時連通多對端口，使每一對相互通信的主機都能無沖突傳輸數(shù)據(jù)。

　　曹圖強介紹，比如在數(shù)據(jù)中心里，一個機架有10-15臺服務器，100個機架就意味著有上千臺服務器。這些服務器依靠以太網(wǎng)交換機連接，每個機架上至少有兩臺以太網(wǎng)交換機，由此集中起來的算力才能真正體現(xiàn)數(shù)據(jù)中心的算力。

　　這種集中的算力要求網(wǎng)絡連接高帶寬、低延遲，在高帶寬的“信息高速公路”上以最低延遲的方式將信息匯集起來，讓數(shù)據(jù)中心的算力非線性增長。而以太網(wǎng)交換核心芯片就像大腦中的血管，在其中起到重要支撐作用。

　　在IT中，芯片主要分為兩類，一類是用于提高算力和存儲能力的CPU、GPU、DPU，另一類就是起通信和連接作用的網(wǎng)絡交換芯片。交換機、路由器等網(wǎng)絡設備中的以太網(wǎng)交換核心芯片相當于服務器里的CPU，它讓網(wǎng)絡協(xié)議、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)得以真正實現(xiàn)。

　　海量數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡交換芯片在數(shù)據(jù)中心、承載網(wǎng)、核心骨干網(wǎng)等“信息高速公路”交流交換。為了支持數(shù)據(jù)暢通流動，網(wǎng)絡交換芯片的首要指標就是吞吐率。

　　比如2019年底，美國博通公司支持400GbE以太網(wǎng)端口的Tomahawk 4芯片問世，其25.6Tb/s的吞吐率滿足了高端數(shù)據(jù)中心交換機的最高規(guī)格需求。單芯片支持64個400G端口、128個200G端口或256個100G端口。

　　“今天互聯(lián)網(wǎng)公司已經(jīng)不是萬兆網(wǎng)的連接了，都是25G、100G的服務器連接。連接以后要保證算力和低延遲，如果每個交換機傳送速度太慢，就會影響算力?！?/p>

　　網(wǎng)絡交換芯片的主要影響參數(shù)還有端口，端口數(shù)量提升能提供低延遲等性能。曹圖強介紹，比如互聯(lián)網(wǎng)廠商數(shù)據(jù)中心服務器對交換機的要求是能支持128個200G端口或64個400G端口，這意味著要用到全球最領先的網(wǎng)絡交換芯片。

　　“全球的互聯(lián)網(wǎng)公司對網(wǎng)絡交換芯片的需求不斷增長。25.6Tb/s的前一代是支持128個100G端口的芯片，所以網(wǎng)絡交換芯片在不斷增加密度、帶寬，還要降低時延和功耗?！?/p>

　　中高端網(wǎng)絡設備的核心芯片市場仍被海外企業(yè)壟斷

　　據(jù)第三方機構預測，全球數(shù)據(jù)中心的資本支出將超過2000億美元，其中網(wǎng)絡設備支出占比超20%。

　　市場對網(wǎng)絡交換芯片的需求越來越高，但中高端網(wǎng)絡設備的核心芯片市場目前仍被海外企業(yè)壟斷。全球以太網(wǎng)交換核心芯片主要來自美國科技巨頭博通等企業(yè)，這些企業(yè)在這一領域可謂獨占鰲頭。

　　“中國的系統(tǒng)廠商實際上能提供一些高端的網(wǎng)絡設備，但設備中最核心的交換機芯片仍來自于海外企業(yè)?！被乜磭鴥?nèi)以太網(wǎng)交換核心芯片的發(fā)展，曹圖強直言“相對來說的確非常落后”。

　　21世紀初，數(shù)據(jù)中心的交換機芯片在美國硅谷也剛開始起步，10多年后國外“已經(jīng)完全起飛了”?！澳壳叭蛞呀?jīng)是25.6Tb/s的時代，但中國還停留在1.8Tb/s和2.4Tb/s的技術架構里?！?/p>

　　曹圖強說，如果用鐵路系統(tǒng)來比喻網(wǎng)絡技術，那么國外已經(jīng)處在高鐵時代，而國內(nèi)還是傳統(tǒng)火車時代。如果想在IT上提高算力、讓AI落地應用，沒有一個核心的網(wǎng)絡技術就只是空談。

　　“大概是2008年到2010年，我們發(fā)現(xiàn)國內(nèi)骨干網(wǎng)的建設規(guī)模其實已經(jīng)遠遠超過了美國。從需求市場的角度來說，我們的規(guī)模已經(jīng)很大了，但在供給角度，當時從系統(tǒng)到系統(tǒng)內(nèi)的芯片和軟件，這些都是國外的產(chǎn)品?！眴⒚鲃?chuàng)投執(zhí)行董事陳南對澎湃新聞表示，同樣的事情今天也在發(fā)生。

　　“云計算時代到來，數(shù)據(jù)中心也好，大家熟知的4G、5G也好，都有類似的情況。”陳南說，必須有新的、更高級的創(chuàng)業(yè)團隊和技術引進，做中國自己的網(wǎng)絡交換芯片和操作系統(tǒng)，而非亦步亦趨。從底層技術創(chuàng)新構建出來的網(wǎng)絡交換機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡或云架構，才能更好滿足中國的發(fā)展需求。

　　“這也是我們的想法，我們的定位就是在中國本土設計出能夠對標國際最領先的高端網(wǎng)絡芯片。”2020年11月，曹圖強和另外四位創(chuàng)始人共同創(chuàng)立云合智網(wǎng)，到今年10月完成兩輪總計近4億元融資，分別由啟明創(chuàng)投和中網(wǎng)投領投。

　　成立半年時間，云合智網(wǎng)完成芯片架構設計，明年夏天將實現(xiàn)芯片各模塊前端設計、驗證以及后端的布線，預計到明年底網(wǎng)絡交換芯片開始流片。

　　國產(chǎn)高端網(wǎng)絡交換芯片研發(fā)痛點：沒有經(jīng)驗和沉淀

　　全球網(wǎng)絡交換芯片的吞吐率已能達到25.6Tb/s，曹圖強預測，下一代將會是51.2Tb/s。國內(nèi)網(wǎng)絡交換芯片的發(fā)展要從火車速度提到高鐵速度，不能在傳統(tǒng)架構上修修補補，而是要采用新的架構、新的技術、新的標準以及先進制程工藝。

　　而國內(nèi)以太網(wǎng)交換核心芯片研發(fā)痛點在于，沒有經(jīng)驗和沉淀來開發(fā)這類高端芯片?！霸鯓幼龈叨诵酒脑O計，國內(nèi)還是有一定的差距，主要是架構問題?！辈軋D強認為，國內(nèi)對芯片架構演化的了解較為缺乏，對芯片的新技術把握同國際相比仍有差距。

　　“今天我們談到要做25.6Tb/s的芯片時，談到的是7nm或5nm的技術。所以技術需要不斷沉淀，而不是說做了90nm的技術，第二天就能做5nm的技術，這之間的差距太大了?！?/p>

　　除了優(yōu)秀架構師人才稀缺，在對國內(nèi)市場一年多的觀察中，曹圖強發(fā)現(xiàn)，開發(fā)工程師和驗證工程師也較為缺乏?！艾F(xiàn)在中國市場非常熱，有很多芯片公司，比如做CPU、GPU和DPU的等等，對我們市場的消耗很大?！?/p>

　　但不可否認的是，國內(nèi)從業(yè)10年甚至15年以上的工程師數(shù)量龐大，“當你把架構做好，讓他們進來做研發(fā)時，他們的能力和速度都是非常驚人的?！?/p>

　　高端芯片國產(chǎn)化之路如何開拓？曹圖強認為，通過資本運作收購國際芯片公司的做法對芯片國產(chǎn)化的實際效果并不大。他更看好通過創(chuàng)業(yè)公司的形式，掌握高端架構和核心技術，并同國內(nèi)成長起來的從業(yè)10年-15年的工程師配合，“他們做了一兩代芯片后，可以成為架構設計者?！?/p>

　　“本科或碩士剛畢業(yè)的一些青年加入創(chuàng)業(yè)公司，從驗證開始，甚至寫一些比較簡單的代碼?！辈軋D強表示，從而形成有層次和梯隊的人才架構，“實際上能保證我們首先把最高端的產(chǎn)品做出來。做出來之后保持連續(xù)快速迭代，這樣才能真正顛覆國際領先者?！?/p>

　　在陳南看來，云計算所引領的IT熱潮、大算力等是不可逆轉的，云的轉化還有幾十年的生命周期。網(wǎng)絡設備核心芯片與軟件操作系統(tǒng)市場的窗口期剛剛打開。從國產(chǎn)芯片熱潮來看，這一波半導體浪潮仍然會持續(xù)，這也是難得的機遇期。

　　“機會大于挑戰(zhàn)，特別是對企業(yè)來講，企業(yè)利用行業(yè)過熱的杠桿效應，疊加準備好的人才基礎，或者科技要素的創(chuàng)新，它有更好、更快速的機會松動現(xiàn)在的市場格局。它試圖引領這個市場變化獲得高速成長的機會肯定也會更高一些?！标惸险f。(記者:張靜)

　　轉自：澎湃新聞

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