「高通量以太網聯盟」發布AI超節點Scale-Up場景互連協議白皮書

AI計算集群規模的不斷擴大，如何保持算力的線性擴展，這是一個世界性的難題。以并行計算的方式，將模型參數與數據拆分到多個GPU上協同處理。這樣雖然可充分利用多GPU算力，但是同時也帶來了密集而頻繁的數據交換需求。相比傳統，這類任務對網絡帶寬的要求通常要高出兩個數量級。

除此之外，大模型訓練中的數據同步具有明顯的周期性，這意味著任何一個環節的性能短板——無論是鏈路擁塞還是設備故障——都可能成為集群的瓶頸，從而影響整個任務的進度與穩定性。

要確保集群算力能夠隨規模擴展而近似線性增長，就必須最大限度地消除這些網絡短板，構建能夠長期維持高帶寬、低延遲和穩定性能的互聯體系。顯然，傳統網絡在設計之初并未針對如此密集的GPU間通信場景進行優化，難以在此類高強度AI負載下保持高效。

因此，需要引入一種以GPU為核心的全新網絡架構。這種架構以滿足GPU間高速通信為首要目標，從拓撲設計、協議選擇、鏈路管理到擁塞控制，均針對AI的特點進行專門優化。

全球范圍內的工程難題無法單靠硬件堆疊解決，必須依賴一系列體系化的技術架構創新，包括拓撲優化、協議演進、鏈路管理與智能調度等方面的突破。

在這場AI變革中，在大規模GPU相互連接，計算與網絡緊密交織，性能不再是一個單一的概念。誰能率先構建出具備長期演進能力的高性能網絡互聯方案，誰就有可能在未來的算力競爭中占據決定性優勢。

面對挑戰，在孫凝暉院士提出的C體系技術路線指引下，早在2022年7月，阿里云和中國科學院計算技術研究所聯合開啟高通量以太網（ETH+）協議的制定。此后一年，2023年7月，由阿里云和計算所發起的『高通量以太網聯盟』應運而生。目前，『高通量以太網聯盟』會員單位已經超過50家，涵蓋云廠商、芯片廠商、系統集成商、科研院所等相關單位。

AI網絡進入大爭之世，各自為戰，還是聯盟合作？『高通量以太網聯盟』致力于制定面向AI智算場景的高通量以太網協議，推動國內智算網絡標準化，并積極融入國際智算網絡組織，打造開源開放融合共贏的產業生態。

在Scale out階段，『高通量以太網聯盟』最先提出構建面向AI智算領域的以太網生態，最先實現Scale-Out網絡協議的收斂、協議標準發布、及芯片化落地。比如，網卡芯片（2*200G 自研網卡芯片）、交換芯片（25.6T 自研交換芯片）、硅光芯片（1*400G 硅光芯片）等成果；同時，基于阿里云HPN（High-Performance Networking）架構體系，實現全國產的落地方案。

2025年，『高通量以太網聯盟』伴隨著全國高性能計算學術大會邁上新臺階，努力促進全國產化完整產業鏈的形成。Scale-Out場景的芯片化落地及國產解決方案已經完成關鍵性突破。

隨著戰局的推進，超節點走進數據中心組網，Scale up場景成為舞臺C位。在Scale-Up場景，『高通量以太網聯盟』促進產業共識，推動協議制定和原型驗證，首先提出并始終堅持Scale-Out和Scale-Up網絡融合發展的理念，并基于以太網大芯片容量和光互連構建全解耦的UPN（超性能網絡）架構解決方案。

2025年8月14日，暖城鄂爾多斯，高通量以太網（ETH +）聯盟年度發布會同期舉辦。

本次發布會涵蓋Scale-Up和Scale-Out網絡場景，分別發布了：

（1）白皮書：高通量以太網（ETH+）協議（1.1）聯盟標準重磅發布；

（2）網卡芯片：全量支持高通量以太網（ETH+）特性的首款國產400G智能網卡芯片；

（3）交換芯片：支持高通量以太網（ETH+）關鍵特性的首款國產25.6T交換芯片；

（4）硅光芯片：支持高通量以太網（ETH+）ERack+、ORack+的國產硅光芯片；

（5）高超柜（ERack+）: 首款高通量以太網（ETH+）64 超節點；

（6）UPN 512: 基于高通量以太網（ETH+）光互聯的超節點解決方案。

其中，高超柜在整體架構設計上有如下的核心考量和特點：

1、高超柜在設計之初就定位了高密高帶寬高速率，相比其他Scale up技術方案，如NVlink、UAlink等，以太網交換芯片具有大帶寬，大Radix，高速率的優勢。

2、超節點內部GPU和CPU的配比由于芯片的性能差異以及不同業務需求會存在不同，高超柜支持CPU和GPU解耦和配比靈活調配，CPU 與GPU解耦。而在非解耦方案下，CPU和GPU共同位于Compute Tray內。

3、高超柜的重要目標之一就是要成為一個開放的系統，以開放架構支持高通量以太網生態的芯片和系統快速落地；從機柜到Switch tray、Compute tray，均為開放解耦思想。不同的芯片只要根據規范來提供或設計模組，可快速在高超柜上適配和集成，快速獲取性能數據，快速產品化。

4、高通量以太網聯盟扎根國內生態，支持國產化是高超柜的重要考量之一，關鍵部件選擇上均考慮了國產化，為國產化出一份力。

以機柜為單位可整體交付和部署，是當今主流的超節點系統方案。高超柜是高通量以太網聯盟針對百卡規模超節點的超高密度開放超節點系統方案。

聯盟認為，Scale-Up場景需階段性推進的策略。

第一階段，2025年8月發布高通量以太網協議1.1，以及ERACK+，并已經完成ERack+ 64原型系統的驗證；

第二階段，推動UPN新型系統架構完成設計和標準制定，構建基于以太網光互聯技術的分布式可擴展系統。

AI格局正在快速重塑，不同企業的私有協議與聯盟此起彼伏，生態分化明顯。在這種背景下，以太網憑借長期積累的生態與廣泛的兼容性，依然展現出獨特的規模優勢。為了將以太網的規模優勢進一步轉化為產業競爭力，高通量以太網聯盟開始承擔起推動國產化與體系化落地的使命。高通量以太網聯盟將不忘初心，通過打造具備國際競爭力的智算網絡，實現AI智算大集群到AI智算大算力的質變。

（完）