Spine-Leaf Architecture | 主幹枝葉式架構

Spine–Leaf 架構（主幹枝葉式架構）是一種現代資料中心常使用的網路拓樸，由 Spine 與 Leaf 兩個交換層組成。伺服器與儲存設備會接入 Leaf 交換器，而每個 Leaf 都與所有 Spine 交換器相連，形成全網狀（full-mesh）結構。這種設計提供多條平行路徑，降低單一路徑的瓶頸，使網路在大規模負載下保持穩定。相較於傳統三層式架構（Access、Aggregation、Core），有效減少傳遞層數並提升網路效率。

．Spine 交換器（Spine switches）：Leaf 交換器連接到 Spine，形成網路骨幹，負責在 Leaf 之間傳遞資訊流。
．Leaf 交換器（Leaf switches）：伺服器與儲存設備連接到 Leaf，Leaf 聚合伺服器資料流，並直接傳送至 Spine。

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傳統三層式網路設計以「南北向資料流」為主，但是隨著雲端服務、AI 運算和大數據分析盛行，伺服器之間「東西向」的資料流量快速增加。三層式架構在面對這種需求時，因為必須經過更多中繼層級，容易產生瓶頸與延遲，且一旦上游交換器故障，往往會導致大範圍停機。

Spine–Leaf 架構最大的價值在於可預測的效能與彈性的擴充能力。由於任意兩個節點的傳輸表現一致，可以確保大量節點同時運算時不會出現落差，對於時間敏感或資料密集型應用（如 AI 訓練與即時推論）尤為重要。同時，這種架構支援「水平擴充」（scale-out），只要增加新的 Spine 和 Leaf 交換器，就能無縫提升整體容量與連接埠數，而不需要大幅度修改既有架構，特別適合東西向資料流的模式。再者，Spine–Leaf 內建的多重連線設計提供更高的冗餘度，即使部分交換器故障，整體網路仍能保持運作。正因如此，Spine–Leaf 已逐漸取代傳統三層式設計，成為現代資料中心的主流標準。

如上所述，對 AI 與資料密集型應用來說，GPU 節點之間的高速資料交換至關重要。GIGABYTE 的 GIGAPOD 解決方案正是基於 Spine–Leaf 架構設計，單一氣冷配置即可整合 256 顆 GPU，分布於 8+1 機櫃。透過 Spine–Leaf 網路拓樸，整個系統能提供充足的頻寬，確保所有節點的資料能夠同時傳輸而不產生延遲瓶頸，成為支撐大規模 AI 訓練與雲端運算的核心基礎。

更重要的是，GIGABYTE 不僅提供硬體設備，還涵蓋從規劃、設計、建置到部署的 Level 12 全方位服務，確保資料中心在硬體、軟體與基礎設施間高度協同，真正達到 AI-ready 的運算效能。