华安证券：AI硬件系列报告（一）：OCS光交换机：AI算力集群时代的新蓝海

核心观点： AI大模型训练对通信带宽、时延和功耗要求极高，OCS凭借其高带宽、低延迟特性成为理想互联解决方案。OCS（OpticalCircuitSwitch，光交换机）是一种基于全光信号的交换设备，通过配置光交换矩阵在输入与输出端口间建立光学路径，实现信号交换。相比传统电交换机，OCS无需光电转换和数据包处理，具备低延迟、低功耗、高可靠性的优势，且支持跨代设备无缝互联，延长硬件使用寿命。OCS主要应用于AI算力集群的三大场景：Scale-Up（单节点性能强化，如谷歌TPUv4集群）、Scale-Out（多节点协同，如谷歌Jupiter架构）和Scale-Across（跨数据中心互联，如英伟达DCI）。我们测算，在谷歌TPU集群中，一个包含4096个TPUv4芯片的集群需配备48台136端口的OCS光交换机，TPU与OCS比例约为85:1；未来TPUv7集群规模扩大至9216芯片时，因采用更高密度的320端口OCS，仍仅需48台，比例提升至192:1，凸显其扩展效率。 谷歌等海外厂商引领下，全球OCS光交换机市场有望迎来高速成长期。全球OCS光交换机市场规模将从2020年的0.7亿美元