大家留意沒，阿里云發(fā)布了一款102.4T的國產(chǎn)芯片NPO交換機(jī)，這款交換機(jī)最早在去年云棲大會亮出諜照，近期阿里又披露了一些細(xì)節(jié)。

今天，本牛馬就來深度扒一下這款交換機(jī)，看看阿里的道行深不深。

基于NPO的國產(chǎn)四芯片交換機(jī)硬件架構(gòu)圖

基于NPO的交換模組實物圖（包含散熱器）

阿里102.4T NPO交換機(jī)最核心的幾個亮點(diǎn)：

①國產(chǎn)芯：4顆25.6T國產(chǎn)交換芯片組成102.4T。

②NPO：近封裝光學(xué)技術(shù)（Near-Packaged Optics），即把光模塊從傳統(tǒng)「可插拔」形態(tài)，搬到離交換芯片更近的位置。

③內(nèi)置shufflebox：光纖映射盒，這是一個光纖布線與映射管理部件，阿里直接內(nèi)置了。

為什么要4顆國產(chǎn)芯片

目前國產(chǎn)交換機(jī)單芯片最大的能力也就51.2T（還是菊廠自用，商用芯片市場最大只有25.6T）。

這跟CNMB組合（Cisco、Nvidia、Marvell、Broadcom）還有不小差距，他們都有單芯片102.4T的方案了。

怎么辦呢，1顆不夠、2顆也不夠，只能拿4顆25.6T組團(tuán)群毆…

但組團(tuán)有學(xué)問，群毆也很講究陣法，主要有這么幾種↓

?01 、CLOS擴(kuò)展陣法

傳統(tǒng)的CLOS方式無阻塞4倍擴(kuò)容（牛馬手搓）

通過圖可以算出來，CLOS方式擴(kuò)容到4倍端口數(shù)量，芯片數(shù)量需要擴(kuò)容到12倍，效率不高。

做單體設(shè)備的話，組團(tuán)成本極高，在市場上不可能有競爭力。

?02、平面擴(kuò)展陣法

CLOS法的核心是層級之間通過Full-Mesh連接實現(xiàn)全網(wǎng)的無阻塞，缺點(diǎn)就是代價太高，6倍芯片換取2倍端口，12倍芯片換取4倍端口。

這里介紹的平面法就是一種線性擴(kuò)容法，我們來看一下這個例子。

平行擴(kuò)展法示意圖（牛馬手搓）

平面法只需2臺交換機(jī)就實現(xiàn)了組網(wǎng)的翻倍，所以這就是線性擴(kuò)容。

但這種方法有1個前提條件互聯(lián)端口必須可以拆分，本質(zhì)還是通過拆分端口讓交換機(jī)具備更大的radix，也就可以擁有更多的鄰居。

同樣的，這么做需要解決一個難題，就是現(xiàn)實布線中：

光模塊本身尺寸太小，無法在光模塊上拆分，即使拆分了，也無法人工操作連接。

可以在MPO線纜實現(xiàn)拆分，比如400G qsfp112，MPO使用8纖芯實現(xiàn)4收4發(fā)，那就可以拆分成4對1收1發(fā)LC尾纖，每一對LC尾纖連接一個鄰居。

拆分要在2側(cè)都做，再通過LC連接器把2側(cè)拆分后的LC尾纖連接在一起。

這種方式的壞處也是顯而易見，由于拆分后對接，布線工程量是4倍。

同時由于互聯(lián)中段存在LC開放連接，會增加端面插損、同時光纖端口受環(huán)境臟污的風(fēng)險概率增加，也給運(yùn)行時排障增加了復(fù)雜度。

工程上可以引入無源光器件shufflebox簡化布線復(fù)雜度，但shufflebox作為一種生產(chǎn)線組裝的固定交叉連接器，使用中并不靈活，依賴確定性的拆分方案。

在智算項目瞬息萬變的狀況中，這點(diǎn)很難做到。

同時shufflebox無法避免開放連接器引入的問題，在故障場景中的定位也受限于shufflebox的封裝，并不高效。

?03、阿里的NPO陣法

阿里這套NPO方案，針對上述平面法中拆分后再開放連接的弊端做出了優(yōu)化。

阿里的NPO方案（牛馬手搓）

可以看到，這個方案在布線上的簡化：

使用NPO代替可插拔光模塊，內(nèi)置在交換機(jī)PCB上，在交換機(jī)內(nèi)部就實現(xiàn)了電/光轉(zhuǎn)換。

NPO的光部分使用封閉的光纖跳線通過固定的分配規(guī)則交叉連接到交換機(jī)面板的MPO連接器。

內(nèi)部連接都通過專用膠水等工藝封閉處理，避免了開放連接的臟污問題，同時可以將插損控制在最小的范圍。

網(wǎng)卡和交換機(jī)互聯(lián)則回到了熟悉的1根MPO光纖的方式，即無須有布線工程上進(jìn)行拆分，保證了施工界面。

當(dāng)然，阿里這個方案的核心價值在于戰(zhàn)略上的意義：

戰(zhàn)略意義1：可以使用較小規(guī)格的交換芯片以最小的代價搭建出大規(guī)格的交換機(jī)。

這次的例子是4顆國產(chǎn)25.6Tbps交換芯片搭建出1臺102.4Tbps規(guī)格的交換機(jī)，至少在解決方案上可以對齊海外的102.4T交換機(jī)。

當(dāng)然這個技術(shù)并不是老中獨(dú)有的，老美也可以這么玩，比如大黃他們就用了4顆102.4Tbps的Spectrum6交換芯片搭出了一個409.6Tbps的怪物SN6800。

戰(zhàn)略意義2：在NPO-CPO迭代道路上作出了關(guān)鍵驗證。

同時NPO可以最大程度保留阿里在可插拔光模塊領(lǐng)域培育多年的供應(yīng)生態(tài)，供應(yīng)鏈能力借NPO演進(jìn)還得到了進(jìn)一步深化。

?04、華為的電shuffle陣法

“大菊”的XH9330-128EO用了2顆51.2Tbps的交換芯片組成102.4T交換機(jī)，區(qū)別是沒有用NPO，用的是PCB上的電交叉式的shuffle。

華為的電shuffle方案（牛馬手搓）

以“菊花”廠強(qiáng)大的軟硬件垂直整合能力，很有可能做到了使用不需要端口拆分，2個芯片工作上是完全同步對齊的（代價是實現(xiàn)復(fù)雜度）。

可以100%兼容可插拔光模塊的生態(tài)；

可以完全兼容原有使用方式，不需要端口拆分；

如果使用封閉端面的AOC線纜互聯(lián)，可以避免任何開放光纖端面，最大程度隔絕環(huán)境臟污的問題。

代價是AOC由于2頭帶著沉重的光模塊，布線工程需要更仔細(xì)、小心，工程造價也會略有上升，但在老中這里，布線工作成本占比極低，不會是障礙。

華為XH9330-128EO交換機(jī)

個人覺得，“大菊”完全可以把這個方案再擴(kuò)展一下，變成4 × 51.2T方案，直接干出204.8T交換機(jī)，在國內(nèi)做到絕對的“遙遙領(lǐng)先”。

但有可能是控制面不一定能hold住這么大的方案，所以菊廠暫時還沒有出，也請粉絲朋友們討論一下。

寫在最后

看一下架構(gòu)不能只看正常運(yùn)行時的上限，還需要考慮運(yùn)維場景中的下限，一個能夠上量的產(chǎn)品首先保的是下限比較高，其次再看上限。

按這個原則，其實很多PR稿都普遍講上限，幾乎不講下限，和汽車PR一個套路。

很多看似美好的技術(shù)都是上限極高、通常是說很脆弱或者不耐操（直接說“下限很低”顯得很沒情商）。

作為一個深諳臟活的資深牛馬，看東西寫東西就不會按這種常規(guī)套路來，一定是從遇到的問題著手、同時會展開一下可靠性的下限。

那就來挑點(diǎn)小刺吧，這種高度集成化后的故障維護(hù)，就沒辦法延續(xù)網(wǎng)工壞了哪里修哪里的摳索思路了。

直接按102.4T單芯片交換機(jī)一樣處理，壞了就整機(jī)替換。

另外，拆分后端口數(shù)量變多，不同平面的IP地址分配管理、鄰居狀態(tài)監(jiān)控、告警策略等運(yùn)維能力是需要重新設(shè)計的，肯定不能用老思路去處理。

好了，今天就吐槽到這里。