Jericho
1 3 秒看懂
Broadcom Jericho 系列是博通面向超大規模資料中心推出的旗艦交換晶片平台。它並非單一型號,而是一個歷經多代演進的可程式設計交換系統,專為應對 AI 大型模型訓練叢集、分散式儲存和高效能運算場景中的東西向流量洪峰而設計,是支撐 RDMA over Converged Ethernet(RoCE)無損網路的關鍵硬體底座。 該平台通常與博通自家的 Memory Switch(如 Monterey 系列)配套組成“刀鋒”架構,將單臺交換器的埠密度和總交換容量推至業界頂端。
2 3 分鐘產業解釋
為何 Jericho 在 AI 時代地位特殊?理解它的角色,需要先回到 AI 大型模型訓練的現實挑戰:一個萬億引數模型需要將數萬甚至數十萬張 GPU(如 NVIDIA H100/B200)互連為一張邏輯上的“超級計算機”,讓它們在每一步訓練迭代中交換梯度、權重等資料。
這一互連網路有兩項關鍵訴求:
- 超高頻寬與大規模接入:海量 GPU 之間瞬間產生的資料流相當於同時搬運幾百部 4K 電影。網路若擁堵,GPU 就會空轉等待。
- 超低延遲與無損傳輸:同步資料並行訓練要求所有 GPU 在每一輪完成通訊後同步進入下一步。任一資料包丟失或重傳,都會造成“木桶效應”——最慢的鏈路拖累整個叢集的利用率。因此網路必須做到接近零丟包的“無損”傳輸。
在資料中心網路拓撲中,交換晶片是執行資料包轉發的核心。普通交換晶片定位在“葉/脊”層的通用交換,而 Jericho 瞄準的是超大規模核心層和 AI 叢集骨幹。其價值在於:允許雲端廠商在單臺交換器上建置擁有數萬個高速埠的超大系統,並通過共享記憶體架構和可程式設計流水線,實現低抖動延遲和對 RoCE 流量的精細化排程。
通俗比喻:普通交換器是城市交通訊號燈,Jericho 則是國家高鐵排程中心——管理的不是車流總量,而是在巨大規模下確保每一列車在正確時刻準確進出。
3 技術原理
3.1 共享記憶體交換引擎
Jericho 架構通過將所有入埠的資料包切片後存入一個統一的共享記憶體池,出埠根據排程器指令從中取出資料包並轉發,以此實現無阻塞交換。
這一設計有幾個特性:
- 記憶體利用率高效:相比 Crossbar(交叉矩陣)架構中每個輸入-輸出對需要獨立快取的模式,共享記憶體可動態分配,吸收突發流量衝擊的能力更強。
- 延遲可預測:轉發延遲主要由記憶體訪問時間和排程機制決定,不會因負載升高產生劇烈抖動。這對 AI 訓練這類時延敏感業務至關重要。
- 規模擴充套件能力:單晶片即可支撐數十 Tbps 級交換容量,配合 Memory Switch 後可將埠數量推升至數萬個。
3.2 可程式設計轉發流水線
資料包進入晶片後,依次流經多個處理階段(Stage),每個階段的匹配欄位和動作均可由 P4 等高階語言定義。這讓雲端廠商能夠:
- 靈活支援 GPUDirect RDMA、自定義負載均衡和擁塞控制演算法;
- 實現帶內網路遙測(INT),即時感知路徑級流量狀態;
- 在硬體層面最佳化 NCCL 等集合通訊庫的效能。
3.3 RoCE 無損機制
AI 叢集廣泛使用 RoCE v2 替代 InfiniBand。要實現無損乙太網路,需依賴兩類機制:優先順序流控(PFC)為不同流量分級提供反壓,顯式擁塞通知(ECN)讓交換器在即將擁塞時標記資料包、由接收端通知傳送方降速。Jericho 通過可程式設計流水線和大型共享快取,對這兩類機制做了深度最佳化。
3.4 邏輯架構示意
+---------------------+ +---------------------+
| 入埠 (N 個) | | 出埠 (M 個) |
| 資料包切片 | --> | 共享記憶體池 | --> 排程器 -> 資料包重組 -> 傳送
+---------------------+ | (統一定址,按需分配) |
+---------------------+
^
| 查詢/更新
+---------------------+
| 可程式設計轉發表 |
| (TCAM, SRAM) |
+---------------------+
4 關鍵引數
以下引數維度基於博通公開資料及產業鏈分析,以定性描述為主。精確代際數值屬廠商核心機密,部分資料需以最新財報或白皮書為準。
| 引數維度 | 描述與量級 |
|---|---|
| 工藝節點 | 最新一代採用 5 nm 級先進製程,單晶片整合數百億電晶體。 |
| 埠速率 | 單埠最高支援 800G(2023-2024 年),向下相容 400G/200G。 |
| 單晶片埠密度 | 可提供數十至上百個高速埠;與 Memory Switch 組合後單系統可支撐 3 萬+ 埠。 |
| 總交換容量 | 單晶片可達數十 Tbps;系統級交換容量在模組化機框內可擴充套件至數百 Tbps。 |
| 轉發延遲 | 埠到埠延遲通常 < 1 微秒(根據博通技術演講推斷),且抖動可控。 |
| 片上快取 | 配置大容量共享快取,用以應對突發流量並支撐無損機制。 |
| 可程式設計能力 | 支援多級可程式設計流水線,可自定義解析器、匹配域和動作列表;支援 INT 等高階遙測。 |
| 典型功耗 | 單晶片熱設計功耗(TDP)通常在 300-500 W 量級(基於工藝和規格估算,公開資料未見精確值)。 |
注:以上數字若未單獨標註年份和來源,則為產業鏈共性認知或基於 2023-2024 年產品世代的合理估計,不構成具體型號的規格承諾。
5 技術路線
Jericho 平台的演進與資料中心網路速度、規模及AI負載的升級高度同步。
第一代(約 2015 年及以前) 面向 10GE/25GE/100GE 時代的資料中心,主要解決伺服器虛擬化和早期雲端運算的橫向擴充套件需求,奠定共享記憶體架構基礎。
第二代(約 2017–2019 年) 引入 200GE/400GE 埠,交換容量大幅提升;增強對 RDMA 的可程式設計支援,開始被用於 AI/ML 訓練叢集的早期部署。
第三代(約 2021 年至今) 全面轉向 400GE/800GE 及 AI 負載最佳化。最新一代產品通常與 Monterey 等新一代 Memory Switch 深度耦合,目標架構支援百萬 GPU 級別的超大規模叢集互聯。該代際在工藝、介面頻寬、遙測和擁塞控制能力上實現跨越。
系統整合形態 基於 Jericho 晶片的交換器由兩類主體制造:一是 Arista、華為、思科(Silicon One 之外的部分)等裝置商,二是雲端廠商自研團隊(如微軟、Google、Meta)。後者多采用 OCP 開放機架標準和 SONiC 開源作業系統。
6 上游
晶圓製造 先進製程晶圓由台積電(TSMC)等廠商提供。5 nm 及以下工藝的設計和流片費用極高,構成顯著的資金門檻。2023-2024 年全球先進製程產能持續緊張(資訊來源:台積電 2023 年第四季度法說會),對高階交換晶片的供應節奏產生間接影響。
EDA 工具與 IP 設計流程依賴 Synopsys、Cadence 等 EDA 工具鏈。關鍵 IP 包括高速 SerDes(用於 112G/224G PAM4 介面)、高頻寬記憶體控制器和 PCIe 介面等。部分 IP 由博通內部自研。
封裝與測試 先進封裝(如 CoWoS)在高交換容量晶片中日益重要,台積電、日月光等是主要封裝和測試服務商。
7 下游
系統整合商
| 型別 | 代表公司 | 說明 |
|---|---|---|
| 品牌裝置商 | Arista Networks (ANET)、華為、新華三、思科(部分型號) | 基於 Jericho 建置模組化機框和固定形態交換器,面向企業/雲端/運營商銷售。Arista 是公開資料中與博通合作最深的高端系統商。 |
| 雲端廠商自研 | 微軟、Google、Meta、亞馬遜 | 直接採購晶片並自主研發交換器硬體,執行 SONiC 或自研網路作業系統。 |
終端使用者 全球頭部雲端服務提供商(CSP)、大型網際網路公司和國家級超算中心是主要需求方。其中,前 5 大 CSP 的資本支出變化直接影響 Jericho 的需求節奏(參見第九節市場規模)。
8 受益公司
以下分析僅限於描述產業關聯關係,不構成任何投資建議。
8.1 博通(Broadcom Inc., AVGO) Jericho 及配套 Memory Switch 的直接設計方和銷售方。其網路晶片業務營收主要反映在“半導體解決方案-網路”分部。根據博通 2023 財年年報,網路營收年增率增長超 20%,AI 相關網路連線需求為重要驅動力。
8.2 Arista Networks(ANET) 高階模組化交換器和資料中心交換器的主要供應商,其 7800 系列等旗艦產品深度採用 Jericho 架構。Arista 在 2023 年多次強調面向 AI 的 800G 交換器方案是其產品路線圖重點。
8.3 雲端廠商自研部門(微軟、Google、Meta) 雖未從晶片端直接獲益,但基於 Jericho 自研的交換器降低了整體網路擁有成本並加速了AI部署進度,以此間接受益於晶片供貨和技術支援。
8.4 光模組/DAC 供應商 Jericho 推動的 400G/800G 埠浪潮直接拉動對應速率光模組和直連銅纜(DAC)需求。相關光模組廠商(如中際旭創、新易盛等)在其年報中多次提及 AI 驅動的高速光模組增長。
8.5 潛在競爭者 輝達(收購 Mellanox 後)擁有 Spectrum 交換晶片和 ConnectX 網絡卡生態,提供端到端 InfiniBand 和乙太網路方案;Marvell 的 Teralynx 系列也在爭取超大規模客戶;思科 Silicon One 則走通用可程式設計路線。
9 市場規模
需求驅動邏輯 Jericho 系列所在的高階資料中心交換晶片市場,核心由超大規模資料中心的建設和升級驅動,而後者當前正經歷由 AI 大型模型訓練推動的結構性加速。
市場規模估算
- 資料中心交換器市場(總體):Dell’Oro Group 於 2024 年 1 月釋出報告,2023 年全球資料中心交換器市場規模超過 250 億美元,其中高速埠(200G、400G、800G)出貨量增長迅速。
- AI 後端網路市場(含 InfiniBand 與高速乙太網路):根據 Dell’Oro Group 同一報告,到 2027 年,AI 後端網路(AI Back-end Network)支出有望超過 100 億美元,其中乙太網路方案(以 RoCE v2 為主)的佔比預計將顯著提升,構成 Jericho 的直接可定址市場。
- 博通份額:在超大規模資料中心用的高階乙太網路交換晶片領域,博通處於主導地位,業界估算其份額長期超過 60%(公開資料未見最新精確第三方資料,此處基於 2022-2023 年多家投行研究報告的定性描述)。
- 增長率:Dell’Oro 於 2023 年 7 月預測,800G 交換器端口出貨量將在 2024-2025 年進入規模部署期,增速遠高於市場平均水平,直接利好支援 800G 的 Jericho 代際。
宣告:上述份額為第三方估算值,增速預測基於報告發布時的情景假設,實際交付和確認營收受到資本支出節奏影響。
10 玩家對比
| 維度 | 博通 Jericho 路線 | 輝達 Spectrum / InfiniBand | Marvell Teralynx | 思科 Silicon One |
|---|---|---|---|---|
| 核心架構 | 共享記憶體 + Memory Switch | Spectrum 為交叉矩陣+共享快取;InfiniBand 為帶內管理 | 共享快取+可程式設計流水線 | 多槽位共享記憶體+統一可程式設計 |
| 埠密度/規模 | 極高(3 萬端口以上) | InfiniBand 生態成熟,乙太網路方案規模稍遜 | 中高,主攻 12.8T/25.6T 單晶片 | 中至高,面向通用雲端和企業 |
| 可程式設計性 | 高,深度適配 RoCE | InfiniBand 端到端;Spectrum 支援可程式設計 | 高,P4 支援較完善 | 一般,強調通用性 |
| 生態繫結 | 與 Arista 及雲端廠商自研深度耦合 | 極強,NVIDIA CUDA/ NCCL 垂直整合 | 開放或多客戶化定製 | 主要配套思科自有系統 |
| 典型客戶 | 超大規模雲端廠商、大型 AI 平台 | AI 訓練(IB)、通用資料中心(乙太網路) | 大型網際網路公司自研 | 思科自有裝置客戶 |
| 2024 年競爭焦點 | 800G 密度 / 可程式設計性 / 跨代相容 | 端到端最佳化 / InfiniBand 替代 / Spectrum-X 平台 | 價效比與功耗 / 快速客戶迭代 | 通用路由與交換融合 / Silicon One 生態 |
輝達的獨特優勢在於,可將 Spectrum 交換晶片、ConnectX 網絡卡、BlueField DPU 以及 CUDA 軟體棧垂直最佳化,形成“軟硬一體”的解決方案(Spectrum-X 平台),對使用輝達 GPU 的客戶有強吸引力。博通則以開放生態、最強規模和與雲端廠商頂級設計的深度適配見長。
11 風險
11.1 客戶集中度過高 Jericho 的營收高度依賴全球前 5-6 家超大規模雲端廠商。若任一客戶自研替代方案取得突破或採購策略變化,將顯著影響博通網路晶片業務。博通在 2023 年年報中也曾提示客戶集中風險。
11.2 技術路線替代風險 輝達的 InfiniBand 和 Spectrum-X 平台正在快速擴大份額,尤其在 GPU 採購鎖定的環境中,客戶可能優先選擇端到端方案。長期來看,若全乙太網路的 AI 網路生態無法與 InfiniBand 體系部分解耦,高階乙太網路方案的增長空間可能低於預期。
11.3 資本支出週期風險 超大規模雲端廠商的資本支出高度集中於 AI 基礎設施,但具有明顯的投資週期性。若 AI 應用變現不及預期,或宏觀經濟導致支出收縮,網路升級訂單將被延後或縮減。
11.4 自研晶片長期替代風險 部分雲端廠商已開始自研網路晶片(如亞馬遜 Nitro 衍生方案、Google 的 Jupiter 演進)。若其中任何一家在超大規模核心交換領域獲得可商用的突破,可能減少對博通 Jericho 的依賴。
11.5 供應鏈與地緣風險 先進製程製造集中於台積電等少數廠商,地緣政治變化可能影響產能分配和交貨週期。相關風險在博通 2023 年 10-K 年報風險因素章節中亦有提及。
12 誤讀糾偏
誤讀 1:Jericho 只是一種“效能更強的普通交換器晶片”。 糾偏:普通交換器晶片(如博通 Tomahawk 系列)為通用葉/脊設計,強調每位元功耗和成本;Jericho 則面向萬端口級、嚴格無損、確定性低延遲的骨幹場景。其共享記憶體規模、與 Memory Switch 的專屬互連協議,以及深度的可程式設計擁塞控制,決定了它不能簡單類比為“高配版”交換晶片。
誤讀 2:博通在高階交換晶片市場擁有高份額,主要靠價格優勢。 糾偏:恰恰相反,Jericho 及其配套晶片定價極為可觀。高份額源於技術不可替代性——在超大規模場景中,能實現同等埠密度、緩衝能力和生態成熟度的競爭性產品非常有限。客戶支付的溢價來自其能顯著提升 GPU 叢集利用率的價值。
誤讀 3:AI 網路只需要高頻寬,延遲問題可以通過增加並行度掩蓋。 糾偏:同步資料並行訓練中,每一輪迭代的完成時間取決於最慢的鏈路。網路延遲的抖動(波動)比單純的平均延遲更具破壞性:一次微秒級的抖動可以導致數千張 GPU 同時等待,浪費寶貴的算力。Jericho 的共享記憶體架構在抑制抖動方面具有結構優勢。
誤讀 4:800G 埠全面部署後,Jericho 的規模優勢將被“超多單晶片堆疊”方案抹平。 糾偏:單晶片的物理埠數和交換容量存在工程極限,而 AI 叢集規模仍在向 10 萬+ 加速節點演進。Jericho + Memory Switch 的邏輯是將系統規模做上“另一數量級”,這並非簡單的多晶片級聯可以替代,且在功耗、管理和故障域方面具有額外優勢。
13 最新事件
截至 2024 年上半年,與 Jericho 相關的重點動態包括:
- 800G 規模部署啟動:2024 年第一季度,多家裝置商和雲端廠商在 OCP 峰會等場合展示基於 Jericho 的 800G 交換器方案,預計 2024 年下半年開始進入規模交付。
- 博通 2024 財年第一季度財報:網路業務營收年增率繼續以雙位數增長,管理層再次將 AI 相關網路需求列為核心增長引擎,並提及下一代交換晶片的開發投入。
- Arista 推出基於 Jericho 的新一代模組化平台:Arista 於 2024 年 2 月釋出面向 AI 的 800G 交換器產品線,明確採用博通 Jericho + Monterey 架構,支援高達 3.2 Tbps 的埠速度和更大規模的 GPU 叢集。
- 雲端廠商自研交換器路線更新:Google 在 2024 年 4 月網路技術部落格中公開了其 Aquila 骨幹網路的部分設計引數(來源:Google 官方部落格),顯示繼續採用博通交換晶片架構。Meta、微軟亦有類似路徑揭露,表明 Jericho 架構在當前自研方案中仍屬主流選擇。
- 供應鏈動態:台積電 2024 年 Q1 法說會顯示 5nm/4nm 製程產能利用率維持高位,先進封裝產能持續擴充,為高階網路晶片提供支援。
注:以上事件基於公開報道和公司揭露,具體技術細節以原始信源為準。
14 追蹤指標
投資者和行業觀察者可通過以下指標追蹤 Jericho 需求及競爭力變化。
14.1 超大規模雲端廠商資本支出 定期追蹤 Microsoft(MSFT)、Alphabet(GOOGL)、Amazon(AMZN)、Meta(META)等公司的資本支出展望和實際值,尤其關注其中“資料中心建設”、“伺服器/網路裝置”等細分項。
14.2 博通網路業務營收與展望 博通每季度揭露的“半導體解決方案-網路”分部營收、年增率增速及管理層對下一季度的展望,是判斷 Jericho 出貨節奏的最接近公開指標。注意該分部包含多種網路產品,並非完全等同於 Jericho 營收。
14.3 Arista 資料中心營收與 800G 交換器訂單 Arista 的高階交換器營收及對大客戶的銷售集中度,是側面驗證 Jericho 架構滲透率的有效資料。
14.4 800G 光模組/DAC 出貨量 光模組行業(如中際旭創、Coherent 等)的 800G 產線利用率、發貨量和向後訂單,可提前兩至三個季度反映 Jericho 等晶片的埠部署規模。
14.5 輝達 Spectrum-X 和 InfiniBand 份額變化 定期檢視輝達資料中心營收按 InfiniBand 與乙太網路劃分的趨勢,瞭解競爭格局演變。Dell’Oro Group 和 Crehan Research 等第三方機構提供的市場份額報告亦為重要參考。
14.6 標準與開源演進 關注 Ultra Ethernet Consortium(UEC)的成立及技術規範推進。UEC 由博通、Arista、Meta、Microsoft 等企業參與,其制定路線將影響下一代 AI 乙太網路的架構和 Jericho 的演進方向。
15 信源
以下為本文主要參考資訊源型別,未精確列出單篇連結以保持通用性,讀者可進一步查詢。
- 博通官方投資者關係頁面:提供年度報告(10-K)、季度財報釋出及電話會議記錄,涵蓋網路業務營收與展望。
- Broadcom 產品與技術檔案:Memory Switch、Jericho 架構等技術白皮書,可在 Broadcom 官網“Ethernet Connectivity/Switching”分類下查詢。
- Arista Networks 投資者關係與產品公佈:提供高階交換器產品規格及 AI 相關營收定性描述。
- Dell’Oro Group 資料中心交換器市場報告:提供市場規模、份額和預測資料。
- OCP(開放計算專案)官方網站:大規模資料中心網路架構的案例和規範討論,部分包含基於 Jericho 的設計分析。
- 雲端廠商網路部落格與論文:如 Google 的“Jupiter”系列論文、微軟關於 Azure 網路的演講,提供真實部署需求。
- 半導體產業鏈公開資料:台積電等廠商的法說會和季報,用於判斷先進製程供應情況。
免責宣告:本文嚴格基於公開技術文件、產業分析報告和公司揭露資訊,旨在提供產業知識普及。文中提及的所有公司、產品或技術引數僅供參考,不構成任何證券投資建議、買賣推薦或價格預測。實際產品規格以原廠最新官方釋出為準,市場和財務資料可能存在滯後。