一、事件：
在AIGC等催化下智算需求激增，InfiniBand一直以零丟包的特點(diǎn)在AI訓(xùn)練中獨(dú)占鰲頭，配合英偉達(dá)GPU幾乎壟斷AI智算市常
為抵抗這種市場擠壓，2023年AMD、Arista、博通、思科等聯(lián)合組織超以太聯(lián)盟正式成立，力在推動(dòng)行業(yè)格局變化。超以太網(wǎng)聯(lián)盟（UltraEthernetConsortium，UEC）旨在創(chuàng)建一個(gè)“基于以太網(wǎng)的完整通信堆棧架構(gòu)”，用超以太網(wǎng)傳輸協(xié)議取代基于以太網(wǎng)的RoCE協(xié)議,提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量、降低延遲,增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性,既保持了以太網(wǎng)的成本效益和普及性，又提供了超級(jí)計(jì)算互連所需的性能。
UEC集結(jié)了AMD、Arista、博通、思科等設(shè)備商和Meta、微軟等云廠商，國內(nèi)企業(yè)包括阿里云、百度、世紀(jì)互聯(lián)、字節(jié)跳動(dòng)、華為、新華三、光迅科技、騰訊、銳捷網(wǎng)絡(luò)等。
事件點(diǎn)評(píng)：華夏基金認(rèn)為，以太網(wǎng)具備通用性和硬件部署經(jīng)濟(jì)性，在短期與InfiniBand有望形成抗衡，并隨著豐富生態(tài)中參與者的合作迭代，在長期勝出；以太網(wǎng)生態(tài)中的頭部供應(yīng)商未來有望受益于AI催化下的硬件擴(kuò)容和以太網(wǎng)占有率提升的雙重利好因素。相關(guān)ETF方面，5G通信ETF（515050），其前十大持倉股分別為立訊精密、中際旭創(chuàng)、工業(yè)富聯(lián)、中興通訊、紫光股份、兆易創(chuàng)新、新易盛、三安光電、天孚通信、滬電股份。
二、人工智能對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求更高，催動(dòng)通信技術(shù)協(xié)議發(fā)展
智能計(jì)算對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的需求大幅提升。2017年Google發(fā)布《AttentionIsAllYouNeed》，成為后續(xù)大模型架構(gòu)基礎(chǔ)，論文中提出的Transformer神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)利用Self-attention自注意力機(jī)制實(shí)現(xiàn)并行處理。自此，人們意識(shí)到模型表現(xiàn)與其參數(shù)規(guī)模成正比，從Transformer的1億參數(shù)量到SwitchTransformer的1.6萬億參數(shù)量，參數(shù)和訓(xùn)練集規(guī)模不斷刷新。大模型通過數(shù)據(jù)并行和模型并行輔助訓(xùn)練，計(jì)算節(jié)點(diǎn)較多，且節(jié)點(diǎn)之間需要高頻進(jìn)行中間計(jì)算結(jié)果的通信，為了提高GPU有效計(jì)算時(shí)間占比、避免網(wǎng)絡(luò)延遲和帶寬限制拖累AI訓(xùn)練效率，智算場景對(duì)通信性能提出了更高要求。
人工智能對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)需求包括超大規(guī)模組網(wǎng)需求、超高帶寬需求、超低時(shí)延及抖動(dòng)需求、超高穩(wěn)定性需求、網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化部署需求。在人工智能大規(guī)模訓(xùn)練任務(wù)中，高效集群組網(wǎng)方案能夠提升AI分布式訓(xùn)練的效率，所以智能計(jì)算對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模、帶寬、時(shí)延、穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)部署提出高要求，相較于傳統(tǒng)的通用計(jì)算和超算有所提升。
三、InfiniBand和超以太簡介
1.InfiniBand
InfiniBand是服務(wù)器硬件平臺(tái)的I/O標(biāo)準(zhǔn)，通過交換機(jī)在節(jié)點(diǎn)間的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，通道私有且受保護(hù)。InfiniBand擁有極高吞吐量和極低延遲，擴(kuò)展性好，最高能擴(kuò)展到具有數(shù)萬個(gè)節(jié)點(diǎn)的集群。實(shí)際部署時(shí)，需要使用一整套符合InfiniBand標(biāo)準(zhǔn)的硬件設(shè)備。InfiniBand多應(yīng)用于高性能計(jì)算集群、人工智能和超大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施，為大型企業(yè)或科研中心提供服務(wù)。
每一個(gè)InfiniBand體系結(jié)構(gòu)（InfiniBandArchitecture，即IBA）稱為子網(wǎng)（Subnet），每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)最高可有65,536個(gè)節(jié)點(diǎn)（Node）。InfiniBand交換機(jī)用于子網(wǎng)范圍內(nèi)，跨子網(wǎng)需要使用路由器或網(wǎng)關(guān)系統(tǒng)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)卡連接至子網(wǎng)：使用主信號(hào)適配器（HCA）連接至CPU、內(nèi)存；通過目標(biāo)通道適配器（TCA）連接至I/O。
IBTA（InfiniBandTradeAssociation）于1999年成立，成立之初主要為了改良PCI總線升級(jí)慢、導(dǎo)致I/O性能限制系統(tǒng)發(fā)展的痛點(diǎn)，主要成員包括Cray、Emulex、HP、IBM、Intel、Mellanox、Microsoft、Oracle、QLogic。InfiniBand推出之初，IBM、SUN、HP、Dell等多家企業(yè)發(fā)布InfiniBand相關(guān)產(chǎn)品，Cisco、QLogic等公司也相繼通過收購進(jìn)入InfiniBand市常而在2003-2004年間，多家InfiniBand企業(yè)退出市場，到2008年主要參與者僅剩Cisco、QLogic、Voltaire和Mellanox。后Cisco轉(zhuǎn)向FCoE（FibreChanneloverEthernet，以太網(wǎng)光纖通道）和10Gb以太網(wǎng)；Intel收購QLogic的InfiniBand交換機(jī)和適配器，后推出Omni-Path架構(gòu)；Mellanox于2010年收購Voltaire。由此，InfiniBand市場形成Mellanox一枝獨(dú)秀的局面。2019年，英偉達(dá)（Nvidia）公司豪擲69億美元，擊敗對(duì)手英特爾和微軟（分別出價(jià)60億和55億美元），成功收購了Mellanox。
IB市場上，主要是Nvidia（收購的Mellanox公司）和Intel（收購的Qlogic公司）兩大玩家。IB雖然性能更好，但價(jià)格較貴。
2.超以太
以太網(wǎng)是目前全球應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)技術(shù)，由IEEE的802.3標(biāo)準(zhǔn)制定相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)中包括了物理層的連接、電信號(hào)以及介質(zhì)訪問控制等內(nèi)容。除了IEEE標(biāo)準(zhǔn)組織，還有以太網(wǎng)技術(shù)聯(lián)盟（ETC）和超級(jí)以太網(wǎng)聯(lián)盟（UEC）等組織也會(huì)發(fā)布相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。憑借著高可靠性、低成本、易于管理以及高速等優(yōu)勢，以太網(wǎng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化、自動(dòng)駕駛、企業(yè)網(wǎng)和云計(jì)算等領(lǐng)域。
AMD等廠商共同組建超以太網(wǎng)聯(lián)盟（UltraEthernetConsortium，UEC），旨在創(chuàng)建一個(gè)“基于以太網(wǎng)的完整通信堆棧架構(gòu)”，用超以太網(wǎng)傳輸協(xié)議取代基于以太網(wǎng)的RoCE協(xié)議,提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量、降低延遲，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的可靠性和穩(wěn)定性,既保持了以太網(wǎng)的成本效益和普及性，又提供了超級(jí)計(jì)算互連所需的性能。
UEC分別從物理層、鏈路層、傳輸層、軟件層四大方面改進(jìn)以太網(wǎng)技術(shù)，近期又成立了存儲(chǔ)、管理、兼容性&測試、性能&調(diào)試工作組，剛剛展開工作。
UEC旨在用一種新的超以太傳輸協(xié)議替代現(xiàn)有的RoCE協(xié)議，致力于改造以太網(wǎng)上的RDMA操作來優(yōu)化AI和HPC工作負(fù)載。超以太傳輸協(xié)議和RoCE協(xié)議都屬于RDMA協(xié)議是當(dāng)今AI訓(xùn)練工作的基本組成部分，它允許CPU，GPU，TPU或其他加速器將數(shù)據(jù)直接從發(fā)送方的存儲(chǔ)器傳輸?shù)浇邮辗降拇鎯?chǔ)器。這種零拷貝方法可實(shí)現(xiàn)低延遲并避免操作系統(tǒng)開銷。RoCE主要被設(shè)計(jì)用于傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心環(huán)境，而UET協(xié)議支持多路徑、分組噴射傳輸和高效的速率控制算法，這些特性使得UET特別適合于AI和HPC工作負(fù)載，能夠?yàn)檫@些高負(fù)載應(yīng)用提供更好的網(wǎng)絡(luò)效能和效率，適用于高性能計(jì)算場景。此外在性能上向AI和HPC工作負(fù)載提供更加簡單的的API，致力于提高網(wǎng)絡(luò)利用率和降低尾部延遲，有利于加速RDMA操作。
最后，UEC通過智能RDMA、網(wǎng)絡(luò)級(jí)負(fù)載均衡、優(yōu)先級(jí)流量控制（PFC）、iLossless智能算法、ACC（AutomaticECN）和全生命周期自動(dòng)管理等關(guān)鍵技術(shù)打造無損網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，解決丟包和重傳問題，實(shí)現(xiàn)0丟包以太網(wǎng)。
3.InfiniBandVS.超以太
超以太與InfiniBand作為兩種用于AI和HPC領(lǐng)域的網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，各具特點(diǎn)，適用于不同應(yīng)用場景。
在效應(yīng)上，超以太網(wǎng)注重解決大規(guī)模部署中的性能和效率問題，而InfiniBand可能因端點(diǎn)間的一對(duì)一關(guān)系限制網(wǎng)絡(luò)效率。目前，以太網(wǎng)和InfiniBand在支持大規(guī)模部署時(shí)都存在實(shí)際端點(diǎn)數(shù)量的限制，例如InfiniBand的尾延遲增加問題。
在生態(tài)上，超以太網(wǎng)以其開放標(biāo)準(zhǔn)促進(jìn)了廣泛的技術(shù)融合和不同制造商和設(shè)備間的聯(lián)合創(chuàng)新，采取開放的方式尋求未來AI與HPC解決方案，而InfiniBand則與NVIDIAGPU共同形成了一個(gè)封閉但優(yōu)化的性能高地。
在定位上，InfiniBand主要應(yīng)用于高性能計(jì)算，追求高速率和可靠性，有物理地址限制。而以太網(wǎng)在推出目的是兼容性，面向更多終端設(shè)備互聯(lián)，目前在全世界范圍內(nèi)應(yīng)用廣泛。
在成本上，基于InfiniBand的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)硬件供應(yīng)商僅有英偉達(dá)，生態(tài)較為封閉，英偉達(dá)議價(jià)能力強(qiáng)；而基于以太網(wǎng)協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)有豐富的硬件供應(yīng)商，下游客戶采購時(shí)選擇多，成本可控。
四、投資觀點(diǎn)
UEC將以新形式進(jìn)行傳輸層處理，在非無損網(wǎng)絡(luò)的情況下也可實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)性能提升，較RDMA更靈活�；赨EC提供的功能，以太網(wǎng)將不會(huì)發(fā)生隊(duì)頭阻塞，可實(shí)現(xiàn)以最小的丟包控制到目標(biāo)主機(jī)最終鏈路上的扇入，并能減少消息延遲，無需針對(duì)網(wǎng)絡(luò)和工作負(fù)載調(diào)整擁塞算法參數(shù)，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性強(qiáng)，支持1,000,000個(gè)端點(diǎn)。華夏基金表示，UEC傳輸協(xié)議未來有望超越RoCE協(xié)議，力爭對(duì)標(biāo)InfiniBand性能，實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)在智算領(lǐng)域滲透率的提升。
UEC成立進(jìn)一步增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端對(duì)AI和HPC大規(guī)模部署的靈活性，開放的生態(tài)與環(huán)境也有望催化對(duì)于解耦等需求較多的客戶選擇相應(yīng)的解決方案，UEC成立進(jìn)一步增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備端對(duì)AI和HPC大規(guī)模部署的靈活性，開放的生態(tài)與環(huán)境有望催化對(duì)于解耦等需求較多的客戶選擇相應(yīng)的解決方案。超以太聯(lián)盟相關(guān)企業(yè)及網(wǎng)絡(luò)側(cè)交換機(jī)與光模塊相關(guān)企業(yè)也有望受益。
相關(guān)產(chǎn)品：
5G通信ETF（515050）及其聯(lián)接基金（008086/008087），指數(shù)成分股在光通信、光模塊主題的暴露超30%，5G通信ETF跟蹤中證5G通信主題指數(shù)，選取產(chǎn)品和業(yè)務(wù)與5G通信技術(shù)相關(guān)的上市公司股票作為樣本股，捕捉通信技術(shù)革新帶來的機(jī)遇。
人工智能AIETF（515070）及其聯(lián)接基金（008585/008586）：中證人工智能主題指數(shù)（指數(shù)代碼:930713.CSI，指數(shù)簡稱：CS人工智）選取為人工智能提供基礎(chǔ)資源、技術(shù)以及應(yīng)用支持的公司中選取代表性公司作為樣本股，反映人工智能主題公司的整體表現(xiàn)。該指數(shù)已納入截至2018年9月30日的IOSCO金融基準(zhǔn)原則鑒證報(bào)告范圍。
云計(jì)算50ETF（516630）及其聯(lián)接基金（019868/019869）：中證云計(jì)算與大數(shù)據(jù)主題指數(shù)（指數(shù)代碼：930851.CSI，指數(shù)簡稱：云計(jì)算指數(shù)）選取50只業(yè)務(wù)涉及提供云計(jì)算服務(wù)、大數(shù)據(jù)服務(wù)以及上述服務(wù)相關(guān)硬件設(shè)備的上市公司A股作為樣本股，以反映云計(jì)算與大數(shù)據(jù)主題股票的整體表現(xiàn)。
