交换机（Data Center Switch）

数据中心内部网络互联的核心设备。

在AI数据中心的地位

AI服务器集群需要大量交换机进行服务器间高速互联，成本占比约8-15%，仅次于GPU和CPU+内存。

AI网络架构

AI数据中心普遍采用叶脊架构（Leaf-Spine）：

 Spine层（骨干交换机）
   └── Leaf层（叶交换机）
         └── [AI服务器](/wiki/ai-server/)
               ├── GPU集群互联
               └── 存储访问

关键参数

参数	说明
端口速率	400G/800G/1.6T
交换容量	25.6T/51.2T/102.4T
延迟	<100ns（HPC场景）
协议	InfiniBand NDR / Ethernet
光模块形态	可插拔 → LPO → CPO
光路重构	MEMS OCS用于交换机间光链路调度

光互联演进

光模块形态演进与交换机关系：

可插拔时代（截至 2026-04）→ [LPO](/wiki/lpo/)（2024-2026）→ [CPO](/wiki/cpo/)（2027+）
  交换机前面板              线性可插拔           共封装光学
  QSFP-DD/OSFP             QSFP-DD/LPO           光引擎+ASIC

800G时代：
  └── 交换机 → 800G [光器件](/wiki/optical-component/)（QSFP-DD）→ [光连接](/wiki/optical-connection/)

1.6T时代：
  └── CPO交换机 → 1.6T [光引擎](/wiki/optical-engine/)共封装 → 交换芯片+光引擎一体
        └── 1.6T [光芯片](/wiki/optical-chip/)（单波长200G）

OCS重构：
  └── [MEMS OCS](/wiki/mems-ocs/) → 在交换机之间重构[光连接](/wiki/optical-connection/)拓扑
        ├── 提高光纤资源利用率
        └── 降低人工跳纤和OEO转换需求

产业链

[光芯片](/wiki/optical-chip/)（VCSEL/EML/硅光）
  └── [光器件](/wiki/optical-component/)（光模块）
        ├── [800G](/wiki/800g/)光模块 → [交换机](/wiki/network-switch/)互连
        ├── [1.6T](/wiki/1-6t/)光模块 → CPO交换机
        └── [光引擎](/wiki/optical-engine/) → [CPO](/wiki/cpo/)交换机

[MEMS OCS](/wiki/mems-ocs/)
  └── [光连接](/wiki/optical-connection/)自动化调度
        └── [交换机](/wiki/network-switch/)集群拓扑重构

芯片（Marvell/Broadcom）
  └── 交换机ASIC
        └── [交换机](/wiki/network-switch/)硬件
              ├── Mellanox（NVIDIA）—— CPO优先
              ├── Arista
              ├── Cisco
              └── 华为CloudEngine
                    └── 数据中心
                          └── [AI服务器](/wiki/ai-server/)集群

代表产品

• Mellanox QM9700（InfiniBand 400G）
• NVIDIA Spectrum SN560（Ethernet 400G）
• Arista 7800R3（Ethernet 800G）