Jericho
1 3 秒看懂
Broadcom Jericho 系列是博通面向超大规模数据中心推出的旗舰交换芯片平台。它并非单一型号,而是一个历经多代演进的可编程交换系统,专为应对 AI 大模型训练集群、分布式存储和高性能计算场景中的东西向流量洪峰而设计,是支撑 RDMA over Converged Ethernet(RoCE)无损网络的关键硬件底座。 该平台通常与博通自家的 Memory Switch(如 Monterey 系列)配套组成“刀锋”架构,将单台交换机的端口密度和总交换容量推至业界顶端。
2 3 分钟产业解释
为何 Jericho 在 AI 时代地位特殊?理解它的角色,需要先回到 AI 大模型训练的现实挑战:一个万亿参数模型需要将数万甚至数十万张 GPU(如 NVIDIA H100/B200)互连为一张逻辑上的“超级计算机”,让它们在每一步训练迭代中交换梯度、权重等数据。
这一互连网络有两项关键诉求:
- 超高带宽与大规模接入:海量 GPU 之间瞬间产生的数据流相当于同时搬运几百部 4K 电影。网络若拥堵,GPU 就会空转等待。
- 超低延迟与无损传输:同步数据并行训练要求所有 GPU 在每一轮完成通信后同步进入下一步。任一数据包丢失或重传,都会造成“木桶效应”——最慢的链路拖累整个集群的利用率。因此网络必须做到接近零丢包的“无损”传输。
在数据中心网络拓扑中,交换芯片是执行数据包转发的核心。普通交换芯片定位在“叶/脊”层的通用交换,而 Jericho 瞄准的是超大规模核心层和 AI 集群骨干。其价值在于:允许云厂商在单台交换机上构建拥有数万个高速端口的超大系统,并通过共享内存架构和可编程流水线,实现低抖动延迟和对 RoCE 流量的精细化调度。
通俗比喻:普通交换机是城市交通信号灯,Jericho 则是国家高铁调度中心——管理的不是车流总量,而是在巨大规模下确保每一列车在正确时刻准确进出。
3 技术原理
3.1 共享内存交换引擎
Jericho 架构通过将所有入端口的数据包切片后存入一个统一的共享内存池,出端口根据调度器指令从中取出数据包并转发,以此实现无阻塞交换。
这一设计有几个特性:
- 内存利用率高效:相比 Crossbar(交叉矩阵)架构中每个输入-输出对需要独立缓存的模式,共享内存可动态分配,吸收突发流量冲击的能力更强。
- 延迟可预测:转发延迟主要由内存访问时间和调度机制决定,不会因负载升高产生剧烈抖动。这对 AI 训练这类时延敏感业务至关重要。
- 规模扩展能力:单芯片即可支撑数十 Tbps 级交换容量,配合 Memory Switch 后可将端口数量推升至数万个。
3.2 可编程转发流水线
数据包进入芯片后,依次流经多个处理阶段(Stage),每个阶段的匹配字段和动作均可由 P4 等高级语言定义。这让云厂商能够:
- 灵活支持 GPUDirect RDMA、自定义负载均衡和拥塞控制算法;
- 实现带内网络遥测(INT),实时感知路径级流量状态;
- 在硬件层面优化 NCCL 等集合通信库的性能。
3.3 RoCE 无损机制
AI 集群广泛使用 RoCE v2 替代 InfiniBand。要实现无损以太网,需依赖两类机制:优先级流控(PFC)为不同流量分级提供反压,显式拥塞通知(ECN)让交换机在即将拥塞时标记数据包、由接收端通知发送方降速。Jericho 通过可编程流水线和大型共享缓存,对这两类机制做了深度优化。
3.4 逻辑架构示意
+---------------------+ +---------------------+
| 入端口 (N 个) | | 出端口 (M 个) |
| 数据包切片 | --> | 共享内存池 | --> 调度器 -> 数据包重组 -> 发送
+---------------------+ | (统一寻址,按需分配) |
+---------------------+
^
| 查询/更新
+---------------------+
| 可编程转发表 |
| (TCAM, SRAM) |
+---------------------+
4 关键参数
以下参数维度基于博通公开资料及产业链分析,以定性描述为主。精确代际数值属厂商核心机密,部分数据需以最新财报或白皮书为准。
| 参数维度 | 描述与量级 |
|---|---|
| 工艺节点 | 最新一代采用 5 nm 级先进制程,单芯片集成数百亿晶体管。 |
| 端口速率 | 单端口最高支持 800G(2023-2024 年),向下兼容 400G/200G。 |
| 单芯片端口密度 | 可提供数十至上百个高速端口;与 Memory Switch 组合后单系统可支撑 3 万+ 端口。 |
| 总交换容量 | 单芯片可达数十 Tbps;系统级交换容量在模块化机框内可扩展至数百 Tbps。 |
| 转发延迟 | 端口到端口延迟通常 < 1 微秒(根据博通技术演讲推断),且抖动可控。 |
| 片上缓存 | 配置大容量共享缓存,用以应对突发流量并支撑无损机制。 |
| 可编程能力 | 支持多级可编程流水线,可自定义解析器、匹配域和动作列表;支持 INT 等高级遥测。 |
| 典型功耗 | 单芯片热设计功耗(TDP)通常在 300-500 W 量级(基于工艺和规格估算,公开资料未见精确值)。 |
注:以上数字若未单独标注年份和来源,则为产业链共性认知或基于 2023-2024 年产品世代的合理估计,不构成具体型号的规格承诺。
5 技术路线
Jericho 平台的演进与数据中心网络速度、规模及AI负载的升级高度同步。
第一代(约 2015 年及以前) 面向 10GE/25GE/100GE 时代的数据中心,主要解决服务器虚拟化和早期云计算的横向扩展需求,奠定共享内存架构基础。
第二代(约 2017–2019 年) 引入 200GE/400GE 端口,交换容量大幅提升;增强对 RDMA 的可编程支持,开始被用于 AI/ML 训练集群的早期部署。
第三代(约 2021 年至今) 全面转向 400GE/800GE 及 AI 负载优化。最新一代产品通常与 Monterey 等新一代 Memory Switch 深度耦合,目标架构支持百万 GPU 级别的超大规模集群互联。该代际在工艺、接口带宽、遥测和拥塞控制能力上实现跨越。
系统集成形态 基于 Jericho 芯片的交换机由两类主体制造:一是 Arista、华为、思科(Silicon One 之外的部分)等设备商,二是云厂商自研团队(如微软、Google、Meta)。后者多采用 OCP 开放机架标准和 SONiC 开源操作系统。
6 上游
晶圆制造 先进制程晶圆由台积电(TSMC)等厂商提供。5 nm 及以下工艺的设计和流片费用极高,构成显著的资金门槛。2023-2024 年全球先进制程产能持续紧张(信息来源:台积电 2023 年第四季度法说会),对高端交换芯片的供应节奏产生间接影响。
EDA 工具与 IP 设计流程依赖 Synopsys、Cadence 等 EDA 工具链。关键 IP 包括高速 SerDes(用于 112G/224G PAM4 接口)、高带宽内存控制器和 PCIe 接口等。部分 IP 由博通内部自研。
封装与测试 先进封装(如 CoWoS)在高交换容量芯片中日益重要,台积电、日月光等是主要封装和测试服务商。
7 下游
系统集成商
| 类型 | 代表公司 | 说明 |
|---|---|---|
| 品牌设备商 | Arista Networks (ANET)、华为、新华三、思科(部分型号) | 基于 Jericho 构建模块化机框和固定形态交换机,面向企业/云/运营商销售。Arista 是公开资料中与博通合作最深的高端系统商。 |
| 云厂商自研 | 微软、Google、Meta、亚马逊 | 直接采购芯片并自主研发交换机硬件,运行 SONiC 或自研网络操作系统。 |
最终用户 全球头部云服务提供商(CSP)、大型互联网公司和国家级超算中心是主要需求方。其中,前 5 大 CSP 的资本开支变化直接影响 Jericho 的需求节奏(参见第九节市场规模)。
8 受益公司
以下分析仅限于描述产业关联关系,不构成任何投资建议。
8.1 博通(Broadcom Inc., AVGO) Jericho 及配套 Memory Switch 的直接设计方和销售方。其网络芯片业务收入主要反映在“半导体解决方案-网络”分部。根据博通 2023 财年年报,网络收入同比增长超 20%,AI 相关网络连接需求为重要驱动力。
8.2 Arista Networks(ANET) 高端模块化交换机和数据中心交换机的主要供应商,其 7800 系列等旗舰产品深度采用 Jericho 架构。Arista 在 2023 年多次强调面向 AI 的 800G 交换机方案是其产品路线图重点。
8.3 云厂商自研部门(微软、Google、Meta) 虽未从芯片端直接获益,但基于 Jericho 自研的交换机降低了整体网络拥有成本并加速了AI部署进度,以此间接受益于芯片供货和技术支持。
8.4 光模块/DAC 供应商 Jericho 推动的 400G/800G 端口浪潮直接拉动对应速率光模块和直连铜缆(DAC)需求。相关光模块厂商(如中际旭创、新易盛等)在其年报中多次提及 AI 驱动的高速光模块增长。
8.5 潜在竞争者 英伟达(收购 Mellanox 后)拥有 Spectrum 交换芯片和 ConnectX 网卡生态,提供端到端 InfiniBand 和以太网方案;Marvell 的 Teralynx 系列也在争取超大规模客户;思科 Silicon One 则走通用可编程路线。
9 市场规模
需求驱动逻辑 Jericho 系列所在的高端数据中心交换芯片市场,核心由超大规模数据中心的建设和升级驱动,而后者当前正经历由 AI 大模型训练推动的结构性加速。
市场规模估算
- 数据中心交换机市场(总体):Dell’Oro Group 于 2024 年 1 月发布报告,2023 年全球数据中心交换机市场规模超过 250 亿美元,其中高速端口(200G、400G、800G)出货量增长迅速。
- AI 后端网络市场(含 InfiniBand 与高速以太网):根据 Dell’Oro Group 同一报告,到 2027 年,AI 后端网络(AI Back-end Network)支出有望超过 100 亿美元,其中以太网方案(以 RoCE v2 为主)的占比预计将显著提升,构成 Jericho 的直接可寻址市场。
- 博通份额:在超大规模数据中心用的高端以太网交换芯片领域,博通处于主导地位,业界估算其份额长期超过 60%(公开资料未见最新精确第三方数据,此处基于 2022-2023 年多家投行研报的定性描述)。
- 增长率:Dell’Oro 于 2023 年 7 月预测,800G 交换机端口出货量将在 2024-2025 年进入规模部署期,增速远高于市场平均水平,直接利好支持 800G 的 Jericho 代际。
声明:上述份额为第三方估算值,增速预测基于报告发布时的情景假设,实际交付和确认营收受到资本开支节奏影响。
10 玩家对比
| 维度 | 博通 Jericho 路线 | 英伟达 Spectrum / InfiniBand | Marvell Teralynx | 思科 Silicon One |
|---|---|---|---|---|
| 核心架构 | 共享内存 + Memory Switch | Spectrum 为交叉矩阵+共享缓存;InfiniBand 为带内管理 | 共享缓存+可编程流水线 | 多槽位共享内存+统一可编程 |
| 端口密度/规模 | 极高(3 万端口以上) | InfiniBand 生态成熟,以太网方案规模稍逊 | 中高,主攻 12.8T/25.6T 单芯片 | 中至高,面向通用云和企业 |
| 可编程性 | 高,深度适配 RoCE | InfiniBand 端到端;Spectrum 支持可编程 | 高,P4 支持较完善 | 一般,强调通用性 |
| 生态绑定 | 与 Arista 及云厂商自研深度耦合 | 极强,NVIDIA CUDA/ NCCL 垂直整合 | 开放或多客户化定制 | 主要配套思科自有系统 |
| 典型客户 | 超大规模云厂商、大型 AI 平台 | AI 训练(IB)、通用数据中心(以太网) | 大型互联网公司自研 | 思科自有设备客户 |
| 2024 年竞争焦点 | 800G 密度 / 可编程性 / 跨代兼容 | 端到端优化 / InfiniBand 替代 / Spectrum-X 平台 | 性价比与功耗 / 快速客户迭代 | 通用路由与交换融合 / Silicon One 生态 |
英伟达的独特优势在于,可将 Spectrum 交换芯片、ConnectX 网卡、BlueField DPU 以及 CUDA 软件栈垂直优化,形成“软硬一体”的解决方案(Spectrum-X 平台),对使用英伟达 GPU 的客户有强吸引力。博通则以开放生态、最强规模和与云厂商顶级设计的深度适配见长。
11 风险
11.1 客户集中度过高 Jericho 的营收高度依赖全球前 5-6 家超大规模云厂商。若任一客户自研替代方案取得突破或采购策略变化,将显著影响博通网络芯片业务。博通在 2023 年年报中也曾提示客户集中风险。
11.2 技术路线替代风险 英伟达的 InfiniBand 和 Spectrum-X 平台正在快速扩大份额,尤其在 GPU 采购锁定的环境中,客户可能优先选择端到端方案。长期来看,若全以太网的 AI 网络生态无法与 InfiniBand 体系部分解耦,高端以太网方案的增长空间可能低于预期。
11.3 资本开支周期风险 超大规模云厂商的资本开支高度集中于 AI 基础设施,但具有明显的投资周期性。若 AI 应用变现不及预期,或宏观经济导致支出收缩,网络升级订单将被延后或缩减。
11.4 自研芯片长期替代风险 部分云厂商已开始自研网络芯片(如亚马逊 Nitro 衍生方案、Google 的 Jupiter 演进)。若其中任何一家在超大规模核心交换领域获得可商用的突破,可能减少对博通 Jericho 的依赖。
11.5 供应链与地缘风险 先进制程制造集中于台积电等少数厂商,地缘政治变化可能影响产能分配和交货周期。相关风险在博通 2023 年 10-K 年报风险因素章节中亦有提及。
12 误读纠偏
误读 1:Jericho 只是一种“性能更强的普通交换机芯片”。 纠偏:普通交换机芯片(如博通 Tomahawk 系列)为通用叶/脊设计,强调每比特功耗和成本;Jericho 则面向万端口级、严格无损、确定性低延迟的骨干场景。其共享内存规模、与 Memory Switch 的专属互连协议,以及深度的可编程拥塞控制,决定了它不能简单类比为“高配版”交换芯片。
误读 2:博通在高端交换芯片市场拥有高份额,主要靠价格优势。 纠偏:恰恰相反,Jericho 及其配套芯片定价极为可观。高份额源于技术不可替代性——在超大规模场景中,能实现同等端口密度、缓冲能力和生态成熟度的竞争性产品非常有限。客户支付的溢价来自其能显著提升 GPU 集群利用率的价值。
误读 3:AI 网络只需要高带宽,延迟问题可以通过增加并行度掩盖。 纠偏:同步数据并行训练中,每一轮迭代的完成时间取决于最慢的链路。网络延迟的抖动(波动)比单纯的平均延迟更具破坏性:一次微秒级的抖动可以导致数千张 GPU 同时等待,浪费宝贵的算力。Jericho 的共享内存架构在抑制抖动方面具有结构优势。
误读 4:800G 端口全面部署后,Jericho 的规模优势将被“超多单芯片堆叠”方案抹平。 纠偏:单芯片的物理端口数和交换容量存在工程极限,而 AI 集群规模仍在向 10 万+ 加速节点演进。Jericho + Memory Switch 的逻辑是将系统规模做上“另一数量级”,这并非简单的多芯片级联可以替代,且在功耗、管理和故障域方面具有额外优势。
13 最新事件
截至 2024 年上半年,与 Jericho 相关的重点动态包括:
- 800G 规模部署启动:2024 年第一季度,多家设备商和云厂商在 OCP 峰会等场合展示基于 Jericho 的 800G 交换机方案,预计 2024 年下半年开始进入规模交付。
- 博通 2024 财年第一季度财报:网络业务收入同比继续以双位数增长,管理层再次将 AI 相关网络需求列为核心增长引擎,并提及下一代交换芯片的开发投入。
- Arista 推出基于 Jericho 的新一代模块化平台:Arista 于 2024 年 2 月发布面向 AI 的 800G 交换机产品线,明确采用博通 Jericho + Monterey 架构,支持高达 3.2 Tbps 的端口速度和更大规模的 GPU 集群。
- 云厂商自研交换机路线更新:Google 在 2024 年 4 月网络技术博客中公开了其 Aquila 骨干网络的部分设计参数(来源:Google 官方博客),显示继续采用博通交换芯片架构。Meta、微软亦有类似路径披露,表明 Jericho 架构在当前自研方案中仍属主流选择。
- 供应链动态:台积电 2024 年 Q1 法说会显示 5nm/4nm 制程产能利用率维持高位,先进封装产能持续扩充,为高端网络芯片提供支持。
注:以上事件基于公开报道和公司披露,具体技术细节以原始信源为准。
14 跟踪指标
投资者和行业观察者可通过以下指标追踪 Jericho 需求及竞争力变化。
14.1 超大规模云厂商资本开支 定期跟踪 Microsoft(MSFT)、Alphabet(GOOGL)、Amazon(AMZN)、Meta(META)等公司的资本开支指引和实际值,尤其关注其中“数据中心建设”、“服务器/网络设备”等细分项。
14.2 博通网络业务收入与展望 博通每季度披露的“半导体解决方案-网络”分部收入、同比增速及管理层对下一季度的展望,是判断 Jericho 出货节奏的最接近公开指标。注意该分部包含多种网络产品,并非完全等同于 Jericho 营收。
14.3 Arista 数据中心收入与 800G 交换机订单 Arista 的高端交换机收入及对大客户的销售集中度,是侧面验证 Jericho 架构渗透率的有效数据。
14.4 800G 光模块/DAC 出货量 光模块行业(如中际旭创、Coherent 等)的 800G 产线利用率、发货量和向后订单,可提前两至三个季度反映 Jericho 等芯片的端口部署规模。
14.5 英伟达 Spectrum-X 和 InfiniBand 份额变化 定期查看英伟达数据中心收入按 InfiniBand 与以太网划分的趋势,了解竞争格局演变。Dell’Oro Group 和 Crehan Research 等第三方机构提供的市场份额报告亦为重要参考。
14.6 标准与开源演进 关注 Ultra Ethernet Consortium(UEC)的成立及技术规范推进。UEC 由博通、Arista、Meta、Microsoft 等企业参与,其制定路线将影响下一代 AI 以太网的架构和 Jericho 的演进方向。
15 信源
以下为本文主要参考信息源类型,未精确列出单篇链接以保持通用性,读者可进一步查询。
- 博通官方投资者关系页面:提供年度报告(10-K)、季度财报发布及电话会议记录,涵盖网络业务收入与展望。
- Broadcom 产品与技术文件:Memory Switch、Jericho 架构等技术白皮书,可在 Broadcom 官网“Ethernet Connectivity/Switching”分类下查找。
- Arista Networks 投资者关系与产品公布:提供高端交换机产品规格及 AI 相关收入定性描述。
- Dell’Oro Group 数据中心交换机市场报告:提供市场规模、份额和预测数据。
- OCP(开放计算项目)官方网站:大规模数据中心网络架构的案例和规范讨论,部分包含基于 Jericho 的设计分析。
- 云厂商网络博客与论文:如 Google 的“Jupiter”系列论文、微软关于 Azure 网络的演讲,提供真实部署需求。
- 半导体产业链公开资料:台积电等厂商的法说会和季报,用于判断先进制程供应情况。
免责声明:本文严格基于公开技术文档、产业分析报告和公司披露信息,旨在提供产业知识普及。文中提及的所有公司、产品或技术参数仅供参考,不构成任何证券投资建议、买卖推荐或价格预测。实际产品规格以原厂最新官方发布为准,市场和财务数据可能存在滞后。