Kessel (SpaceX 客製化 AI 機櫃)

時間軸

• 2026/11/13：
  • 孟恭揭露 Kessel 更多硬體情報，定位為 Compact NVL72，以 AI 推論為主，規劃先部署地面資料中心，再評估太空軌道運算。
    • 2026-11-13_SPCX_開發Kessel客製化NVL72機櫃
  • 補充機櫃尺寸、正反面托盤排列、M10 搭配 Q-glass、連接器、電源及散熱等設計，尚未獲 SpaceX 官方確認。
    • 2026-11-12_SpaceX-自研-Kessel-機櫃，改用中背板取代-NVLink-線材
• 2026/11/11：
  • SemiAnalysis 公開報導 SpaceX 正在開發代號 Kessel 的客製化 Vera Rubin NVL72 機櫃。
  • Kessel 保留 72 顆 GPU、18 個 運算托盤 及 9 個交換器托盤，改採 84 層 M10 等級 PCB 中板，取代內部 NVLink 銅纜匣。
  • 採購策略：SpaceX 據報計畫直接向 NVIDIA 購買晶片封裝，跳過既有 L6 運算板，自行掌握更多零組件採購與系統設計。

定義

• SpaceX 客製化 AI 機櫃：是 SpaceX 據報正在開發、以 NVIDIA Vera Rubin NVL72 為基礎，透過被動式 PCB 中板取代內部 NVLink 銅纜匣的緊湊型 AI 運算系統，規劃用於地面及未來太空軌道運算。
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設計定位

• 緊湊型 NVL72：保留 NVIDIA Oberon 的主要運算配置，借鑑 Kyber 的中板互連概念，重新設計機櫃結構。
• 推論優先：根據孟恭情報，主要針對 AI Inference 工作負載進行最佳化，但不代表完全無法執行模型訓練。
• 自主設計：SpaceX 希望減少對 NVIDIA 完整板卡與機櫃方案的依賴，取得零組件、散熱、供電及系統整合的主導權。
• 先地面、後太空：規劃先在地面資料中心驗證系統，未來再評估將運算設備部署至太空軌道。
  • 地面部署：便於驗證高速互連、散熱、供電、系統穩定性及維修能力。
  • 太空部署：除了運算效率，還必須解決發射重量、電力供應、輻射防護、真空環境散熱及遠端維修等問題。
• 開發狀態：截至 2026/11/13，尚未取得 SpaceX 官方完整規格、量產時程及實際部署成果。

機櫃構造

• GPU 配置：72 顆 NVIDIA Rubin GPU，搭配 36 顆 Vera CPU。
• Compute Tray：18 個運算托盤，每個配置 4 顆 Rubin GPU、2 顆 Vera CPU。
• Switch Tray：9 個 NVLink 交換器托盤，負責機櫃內 GPU 之間的高速資料交換。
• PCB 中板：採用中央被動式中板 (Passive Midplane)，運算托盤與交換器托盤背對背排列在中板兩側。
• 機櫃尺寸：孟恭估計約 1.0 m × 0.5 m × 0.4 m，尚未確認尺寸方向及最終機構規格。

正反面配置

• 正面：5 個 Compute Tray、4 個 Switch Tray、5 個 Compute Tray，合計 14 個托盤。
• 背面：4 個 Compute Tray、5 個 Switch Tray、4 個 Compute Tray，合計 13 個托盤。
• 總計：18 個 Compute Tray、9 個 Switch Tray，共 27 個托盤。
• 背對背設計：兩側托盤共用中央 PCB 中板進行高速訊號互連，而非兩套獨立運算系統。
• 主要目的：透過重新安排托盤與訊號路徑，降低內部銅纜配置的複雜度，並提高機構設計的緊湊程度。
• 配置限制：正反面 5/4/5、4/5/4 的排列方式來自產業情報，並非正式工程圖。

核心技術：PCB 中板

• 傳統 Oberon：透過 NVLink 被動式銅纜匣連接 Compute Tray 與 Switch Tray。
• Kessel：使用 PCB 中板上的高速銅導線及連接器傳輸訊號，取代原本部分內部 NVLink 銅纜連接。
• 被動式設計：中板本身不負責 GPU 運算或資料交換決策，主要提供高速訊號傳輸路徑，實際交換功能仍由 NVSwitch 執行。
• PCB 層數：SemiAnalysis 指出 Kessel 採用 84 層中板，較早期 Kyber 規劃的 156 層減少 72 層。
• M10 (Megtron 10)：Panasonic 的超低損耗高速 PCB 材料系列，適合高頻、高速訊號傳輸；SemiAnalysis 指出 Kessel 採用 M10 等級材料。
• Q-glass (Quartz Glass)：石英玻璃纖維布，具備低 介電常數 與低介電損耗等特性；孟恭指出 Kessel 採用 M10 搭配 Q-glass。
• Amphenol Paladin：Amphenol 的高速背板／中板連接器系列，孟恭指出 Kessel 使用該方案進行高速訊號連接。
• 製造挑戰：高層數 PCB 需精確控制層間對位、鑽孔、阻抗及訊號損耗，避免高速傳輸時產生反射、串音與訊號衰減。
• 良率 問題：層數越多，通常會增加製造與檢測難度；84 層設計可能比 156 層更容易量產，但不保證良率或成本一定較佳。

運算與交換器托盤

Compute Tray (運算托盤)

• Strata 架構：據孟恭情報，採用單片式主板 (Monolithic Board)，整合運算、記憶體、儲存及管理功能。
• 4G2C：每托盤配置 4 顆 Rubin GPU、2 顆 Vera CPU。
• SOCAMM：採壓接式連接的低功耗記憶體模組，主要提供 CPU 系統記憶體。
• E1.S：據報每托盤配置 8 顆 E1.S SSD，提供本地儲存空間。
• ConnectX-9 (CX-9)：據報每托盤配置 2 顆，提供高速外部網路互連。
• OSFP：據報每托盤配置 2 個高速可插拔網路連接埠。
• RJ45：據報每托盤配置 1 個連接埠，供管理或其他有線通訊使用。
• BMC (Baseboard Management Controller)：負責硬體健康監控、遠端管理及故障診斷。
• MCU (Microcontroller Unit)：據報每托盤配置 5 顆，用於特定硬體控制及管理任務。

Switch Tray (交換器托盤)

• Rosalind NVLink Switch：據報沿用現有交換器技術，重新設計封裝及托盤結構。
• QM4：據報每托盤配置 4 顆 NVSwitch 晶片，9 個托盤合計 36 顆。
• x86 COMe (Computer-on-Module Express)：採用 x86 架構的模組化電腦，用於交換器系統管理及控制。
• BMC：負責交換器托盤的監控、遠端管理及故障處理。
• 規格限制：Kessel 專屬的 E1.S、MCU、OSFP、QM4 等配置仍屬產業情報；NVIDIA 官方標準 NVL72 規格不能直接視為 Kessel 的最終規格。

高速互連架構

• Scale-up：透過 NVLink 與 NVSwitch 連接機櫃內 GPU，讓多顆 GPU 能以高頻寬、低延遲方式協同運算。
• Scale-out：透過 ConnectX-9、OSFP 及外部網路交換器連接不同機櫃，擴展 AI 運算叢集。
• Scale-up 頻寬：孟恭指出 Kessel 的 NVLink 頻寬約為標準版一半，尚未獲官方確認。
• Scale-out 頻寬：據報每顆 Rubin GPU 為 800G，低於標準版，但仍需確認頻寬單位與單向、雙向計算口徑。
• SerDes (Serializer/Deserializer)：將平行資料轉換為高速序列訊號，並在接收端還原，是 NVLink 等高速互連技術的重要元件。
• TX / RX：分別代表發送與接收，孟恭描述 Kessel 使用 TX、RX 各一對差動訊號線。
• 單工爭議：原始情報稱 NVLink SerDes 改採單工，但 TX、RX 各一對線並不等同於單工 (Simplex)；目前不足以據此確認實際傳輸模式或頻寬減半原因。
• 效能取捨：若頻寬降低的情報成立，Kessel 可能犧牲部分 GPU 互連效能，換取更緊湊的系統配置，但實際收益尚未量化。

電源與散熱

• 高壓電源板：孟恭指出 Kessel 將 400 VAC 轉換成不同托盤所需的直流電壓。
• Compute Tray：據報採用 12 VDC 供電。
• Switch Tray：據報採用 54 VDC 供電。
• Molex Sentrality：Molex 的高電流電源連接器系列，據報用於機櫃內部配電。
• 單片式冷板 (Monolithic Cold Plate)：據報採用 液冷 設計，讓冷卻液透過冷板帶走晶片熱量。
• 散熱挑戰：緊湊化可能提高單位體積熱密度，必須評估冷板設計、冷卻液流量、熱阻及整體散熱能力。

與 NVIDIA 架構比較

• 比較基準：Kyber 的 156 層 M9 來自 SemiAnalysis 引述的早期設計，並非最終量產規格。
• 技術差異：Kessel 不以減少 GPU 數量為主要特色，而是重新設計內部高速互連、托盤配置及採購方式。
• 製造取捨：Kessel 以較少的 PCB 層數搭配更高等級材料，嘗試降低中板的實際製造難度。

採購策略與供應鏈

• NVIDIA：SpaceX 據報計畫直接採購 GPU、CPU 等核心晶片封裝，跳過 NVIDIA 既有 L6 運算板。
• L6 (Board-Level Assembly)：板卡裝配層級；不採用既有 L6 板卡，意味 SpaceX 必須承擔更多板卡設計、零組件採購及測試驗證責任。
• 高階 PCB：84 層 M10 中板提高對高階 CCL、玻纖布、精密鑽孔、層壓及訊號完整性製程的要求。
• Amphenol：Paladin 為產業人士提及的高速中板連接器方案。
• Molex：Sentrality 為產業人士提及的高電流電源連接方案。
• 供應鏈自主化：SpaceX 可自行決定更多零組件供應商、板卡規格及系統整合方式，降低對 NVIDIA 完整系統方案的依賴。
• 成本取捨：自行採購可能降低部分整合成本，但也會增加研發、製造、驗證、供應鏈管理及維修責任。
• 供應商限制：提及 M10、Q-glass、Paladin、Sentrality 不等於已確認相關廠商取得訂單或開始出貨。

技術挑戰與投資觀察

• 中板量產良率：84 層 PCB 能否穩定製造，是 Kessel 從設計走向量產的主要變數。
• 高速訊號完整性：須驗證長距離 PCB 走線的插入損耗、反射、串音及連接器可靠性，確保 NVLink 能穩定運作。
• 頻寬與推論效能：若 Scale-up 頻寬確實下降，需要評估是否影響跨 GPU 通訊密集型工作負載的效率。
• 維修與可靠性：中板有助於簡化部分內部配線，但大型中板發生故障時，可能提高維修難度與更換成本。
• 地面與太空部署：太空環境對散熱、供電、輻射防護及維修的要求不同，不能僅以體積縮小推論已具備軌道部署能力。
• 材料升級趨勢：Kessel 顯示高速互連可能帶動 PCB 材料向更低損耗規格發展，但實際需求仍取決於量產規模。
• 供應鏈驗證：應追蹤 SpaceX 官方公告、實際產品拆解、供應商出貨與財報，而非直接將產業情報視為確定訂單。
• 商業化關鍵：觀察量產良率、系統功耗、單位算力成本、實際部署規模及維護費用，才能判斷 Kessel 是否具備成本競爭力。