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89104 PCIe Switch芯片国产替代 - PCIE5.0国产AI服务器高性能扩展，支持海光/龙芯/飞腾等

news 2025/7/9 6:14:29

以下是针对89104 PCIe Switch芯片国产替代的高性能PCIe 5.0 AI服务器扩展方案的详细分析：

一、核心国产替代芯片：TL63104控制器

‌技术规格‌
- 支持PCIe 5.0全速率（32 GT/s），提供96+8 Lanes配置，聚合双向带宽达128GB/s（x16模式）1。
- 支持多模式拓扑：
  - ‌Basic模式‌：扩展PCIe接口，支持多级级联；
  - ‌NT模式‌：实现多PCIe域互联，支持NTB、DMA特性；
  - ‌P2P模式‌：任意端口直连传输，降低时延并提升带宽利用率19。
- 集成SM2/SM3/SM4国密算法引擎，符合国产化安全要求1。
‌接口扩展能力‌
- 上行接口：PCIe 5.0 x16（金手指）；
- 下行接口：
  - 1× PCIe 5.0 x16（10146070-113Z0LF连接器）；
  - 4× PCIe 5.0 x16（G97V24332HR线缆接口）；
  - 2× PCIe 5.0 x4（G97V21352HR线缆接口）1。

二、应用场景与替代优势

‌GPU扩展方案‌
- 支持多GPU并行互联，通过P2P模式实现GPU间高速数据传输，满足AI训练高带宽需求29。
- 兼容海光、龙芯、飞腾等国产平台，提供定制化背板设计能力29。
‌热插拔与高可用存储‌
- 支持标准/暴力热插拔，适用于NVMe存储设备动态扩容；
- 通过预留PCIe资源（Base Switch模式）或软件管理（Synthetic Switch模式）实现设备热替换9。
‌替代博通89104的关键优势‌
- ‌成本与供应‌：博通PEX89104（SS26系列）因缺货价格飙升至2万美元/片，国产方案显著降低供应链风险10；
- ‌性能对标‌：TL63104在非阻塞交换架构下实现115ns超低延迟，与博通PEX89000系列相当18。

三、行业技术趋势与兼容性

‌PCIe 5.0生态适配‌
- 完美匹配PCIe 5.0 SSD（如万兆/秒读写速度的NVMe盘），消除存储瓶颈47。
- 支持与400G网卡（CX7型号）协同工作，优化Scale-Out网络扩展35。
‌技术路线争议‌
- NVIDIA GB200和AMD MI400试图用NVLink/CXL替代PCIe Switch，但依赖定制CPU（如Grace），国产平台仍需PCIe Switch实现标准化扩展35。

四、部署建议

‌选型优先‌：在国产AI服务器中采用TL63104交换板，替代博通89104/89144；
‌拓扑设计‌：
- 多GPU集群建议采用P2P直连模式降低时延；
- 高可用存储场景启用NT模式实现跨域冗余19。
‌供应链保障‌：优先选择深圳信迈等提供全国产定制服务的供应商2。

注：TL63104已通过主流国产平台（海光/龙芯）验证，可无缝集成至现有PCIe 5.0服务器架构，无需修改底层驱动12。

63104 PCIe Switch芯片 - 国产高性能解决方案
概述
63104是一款国产的高性能PCIe 5.0 Switch芯片，专为需要高速、高带宽和灵活配置的数据中心及服务器应用而设计。作为国内首款支持PCIe 5.0协议标准的Switch芯片，63104不仅填补了国内市场空白，而且以其卓越的技术特性和可靠性成为了国产PCIe Switch芯片的唯一选择。

核心功能与特性
高速传输
支持多种PCIe速率：从2.5GT/s到32GT/s，提供广泛的兼容性。
Lane配置：支持96+8 Lanes，能够满足不同应用场景的需求。
灵活的工作模式
Basic模式：用于扩展下游设备数量，保持单一PCIe拓扑结构。
NT模式：通过非透明桥（NTB）实现多域互联，支持跨主机数据交换。
强大的处理能力
内置Cortex-R5处理器：支持ARMv7和Thumb-2指令集，具备强大的处理能力和低功耗特性。
丰富的外设接口：包括I2C、JTAG、UART、SPI等，便于系统集成和调试。
安全与可靠
安全认证：支持SM2、SM3、SM4加密算法，确保数据传输的安全性。
温度监控：集成PVT传感器，实时监测芯片内部的工艺、电压和温度状况。
设计与制造
先进封装技术：采用HFCBGA封装形式，具有紧凑尺寸和良好散热性能。
符合国际标准：遵循最新的PCI Express规范以及其他相关行业标准。
应用场景
Basic模式
适用于需要增加PCIe端口数量的情况，如CPU服务器中的PCIe Lane不足时，可以通过63104进行有效扩展。