互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)谷歌鏈專題：AI全棧式創(chuàng)新，TPU+OCS共塑下一代智算網(wǎng)絡(luò).pdf

互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)谷歌鏈專題：AI全棧式創(chuàng)新，TPU+OCS共塑下一代智算網(wǎng)絡(luò)。谷歌AI全棧優(yōu)勢構(gòu)筑護城河，資本開支具備提升潛力。全面布局芯片（TPU）-網(wǎng)絡(luò)(OCS)-模型(Gemini)-應(yīng)用(云計算/搜索/廣告等)，自研TPU芯 片實現(xiàn)跨越式發(fā)展，Gemini模型能力全球領(lǐng)先，重視谷歌算力需求的高增長以及AI硬件創(chuàng)新帶來的產(chǎn)業(yè)鏈投資機會。谷歌2025Capex上調(diào)至910- 930億，capex營收比與經(jīng)營性現(xiàn)金流占比，相比其他CSP具備提升潛力，預(yù)計2026年將繼續(xù)加大資本投入。Gemini月活躍用戶已超6.5億，每月處 理Token總量一年內(nèi)增長超過20倍。谷歌云營收及占比持續(xù)提高，AI拉動下需求強勁在手訂單充足。

為什么AI數(shù)據(jù)中心要使用OCS？光交換技術(shù)最早出現(xiàn)于電信市場，應(yīng)用于以WSS為代表的傳統(tǒng)電信網(wǎng)絡(luò)中。數(shù)通領(lǐng)域特殊的光開關(guān)為OCS（光電路 交換機），利用光信號直接傳輸數(shù)據(jù)，避免了信號的轉(zhuǎn)換過程，減少了延遲和能量消耗，尤其是在跨區(qū)域擴展和大規(guī)模AI算力需求下表現(xiàn)出極大 優(yōu)勢。傳統(tǒng)光電架構(gòu)動態(tài)性能、功耗、成本面臨挑戰(zhàn)，OCS是應(yīng)對動態(tài)算力需求的關(guān)鍵解決方案——服務(wù)器解耦的核心動態(tài)互連技術(shù)。當ScaleOut規(guī)模呈指數(shù)級擴張，傳統(tǒng) Clos架構(gòu)在功耗散熱，布線及相應(yīng)資本開支方面都會面對明顯挑戰(zhàn)；而傳統(tǒng)數(shù)據(jù)中心架構(gòu)“CPU–內(nèi)存–GPU–存儲” 緊耦合加重上述癥結(jié)。根據(jù)Drut，服務(wù)器解耦的技術(shù)核心是通過OCS動態(tài)光子fabric，實現(xiàn)PCIe信號的長距離、低延遲傳輸，數(shù)據(jù)無需經(jīng)過多跳 交換機，效率顯著提升。

谷歌TPU出貨預(yù)期上修，OCS光交換機前景廣闊。早期谷歌數(shù)據(jù)中心使用Clos拓撲架構(gòu)，在自研TPU集群Jupiter/Apollo架構(gòu)中引入OCS替代脊交換 機，根據(jù)SemiAnalysis，谷歌的OCS定制化網(wǎng)絡(luò)使其整個網(wǎng)絡(luò)的吞吐量提升了30%，功耗降低了40%，數(shù)據(jù)流完成時間縮短了10%，網(wǎng)絡(luò)宕機時間減 少50倍，且資本開支減少30%。目前谷歌TPU V7 Ironwood即將全面上市，開始配置1.6T光模塊，OCS主要采用MEMS和液晶方案，其核心部件MEMS 陣列、光纖陣列、發(fā)射/接收模組及其光學器件、釩酸釔晶體、光模塊、環(huán)形器、光源等供應(yīng)商均有望受益。OCS主要包括MEMS、液晶、壓電、硅 光波導(dǎo)四種方案，其中MEMS和液晶方案應(yīng)用進展較快，其他方案也在技術(shù)優(yōu)化。英偉達等也在探索OCS應(yīng)用，考慮到OCS的性能優(yōu)勢，隨著技術(shù)方 案的成熟，未來在數(shù)據(jù)中心應(yīng)用前景廣闊。