谷歌TPU架构演进趋势

核心观点与关键数据

• 谷歌TPU架构演进趋势：推测未来TPU出货将以V7和V8为主，普遍配备1.6T光模块和液冷散热方案。
  • V7单Pod支持9,216颗TPU芯片，采用144个机柜，每个机柜通过96个光端口连接OCS交换机。
  • V8有望进一步扩展至单Pod支持1万至2万颗TPU芯片，推动整体算力和功耗大幅提升。
• 3D Torus互联架构解析：
  • 立方体环面互联结构，基本单元为4×4×4共64颗TPU组成的Cube，对应一个物理机柜。
  • 机柜内部通过PCB或铜缆实现TPU连接，机柜之间依赖OCS交换机互联形成Pod。
  • 每个机柜需96个光端口连接外部OCS，V4使用64机柜时共需6,144个光端口，配备约为每颗TPU对应1.5个光模块。
• 新一代机柜架构潜在变化：
  • 预测V8可能取消传统拓扑结构，采用“switch tree + OCS”的胖树多层网络架构。
  • Switch tree用于机柜内或局部流量收敛，降低OCS端口压力，提升集群可扩展性。
  • OCS仍承担全局互联核心功能，但端口需求可能减少，有利于构建更大规模集群。
  • 若引入switch tree，TPU与光模块的配比可能高于当前1:1.5水平，机柜内部连接可能由DAC转向AOC。
• 对光模块与组网的影响：
  • 光路入柜将带动AOC和1.6T光模块用量上升，利好相关供应商。
• 液冷技术发展趋势与产业影响：
  • 整机柜功耗持续攀升，已达两兆瓦以上，推动液冷成为必需配置。
  • 谷歌液冷方案涵盖服务器、机柜、机房内外协同设计，强调系统级集成能力。
  • CDU位置从机柜移回机房是重要趋势，供应商需具备数据中心热管理综合能力，进入门槛高。

投资机会与核心标的

• 光模块与光器件产业链：
  • 直接受益于1.6T升级和AOC渗透率提升，重点标的包括中际旭创、源杰科技、长飞光纤、长兴博创、世嘉科技等。
• 液冷及配套设备供应商：
  • 英维克等具备全栈液冷解决方案能力的企业将优先受益。
  • 其他相关标的包括腾景科技（OCS）、欧陆通（电源）等，覆盖AI数据中心关键环节。