分析丨AI芯片争夺将进入软件层,硬件难以通吃反向影响芯片设计?

IP归属:广东

文章AI导读

一键萃取文章精髓,核心观点即刻呈现

前言:

4月,DeepSeek把下一代旗舰模型的底层代码从英伟达CUDA迁移至华为CANN的消息传出,工程师们追问的第一件事,是这次迁移熬了多少个通宵。 

芯片公司卷了十几年制程与峰值算力,命运揭晓的时刻,成绩却记在代码仓库的提交记录里。

作者 | 方文三

图片来源 | 网络

0.35瓦背后,端侧AI芯片竞争换了赛道

一台笔记本要装下大模型,比想象中麻烦,芯片跑分再漂亮,进了整机还得学会省电。

长城N90 Pro把AI模块的空闲功耗压到了0.35瓦,模型压缩、量化、推理优化一路进步,功耗受限的终端设备第一次有了跑大模型的条件。 

研究机构Gartner在2025年8月给出过一个预测,2026年全球AI PC出货量有望达到1.43亿台,占到整体PC市场的55%。 

真正的变量出在Agent身上,它要理解意图、调用工具、翻找文件,还要根据执行结果反复推理,有时语音视觉一起上。这样的负载是持续的、并发的、说变就变的。 

于是评价一颗端侧芯片,TOPS只是入场券,内存容量、存储带宽、功耗、散热、系统调度,都可能成为短板。 

更麻烦的是终端之间的差异,AI PC在乎续航,家庭设备在乎噪声,机器人在乎延迟,边缘服务器在乎计算密度。 

同一颗芯片装进不同的壳子,往往是几套完全不同的系统开发。 

对采用新架构的芯片来说,每换一颗芯片就重写一遍软件,硬件再有优势也推广不动。 

大厂早就在替开发者垫付这笔成本,英特尔的OpenVINO把PyTorch、TensorFlow开发的模型转换优化后,部署到自家的CPU、GPU和NPU上。 

高通的AI Hub提供优化好的模型、设备测试工具和应用样例。

10月,后摩智能把自家的AI生态软件开源了,推理框架、模型资源库、领域开发套件和应用样例都在其中。 

目前这套生态软件已经适配vLLM、llama.cpp、SGLang等主流推理框架,超过95%的客户基于它的ModelZoo做产品开发。 

芯片厂商指望差异化的硬件架构建立优势,开发者却盼着接口越统一越好。硬件可以千姿百态,工具最好用熟的那套。 

端侧市场又有自己的脾气,AI PC、家庭设备、机器人、边缘服务器,CPU、操作系统、模型框架各不相同,产品形态还在漂移。 

厂商没法提前押注哪类终端会成为稳定需求,围绕单一设备建的专用软件体系,市场一变就可能作废。 

一套软件平台连接的终端越多,厂商看到的共性需求就越清楚,生态的价值顺着这条线,流回了硬件迭代。

软件短一寸,芯片死一片

自研芯片这条路,坟头的数量远比外界想象的多。行业里流传一句刻薄又精准的总结,软件的不成熟,杀死的自研芯片项目比晶体管不足杀死的还多。 

特斯拉的Dojo训练芯片项目在2025年8月关停;Groq把LPU低延迟推理技术授权给英伟达,日期是2025年12月,输掉竞赛的选手把看家本领卖给了守擂者;Etched的Sohu芯片到2026年年中仍未公开出货。 

这些项目没有死于流片,死于流片之后无人愿意在上面写代码。 

对照组是活下来的那批,AWS的Trainium2芯片全球部署接近100万颗,主要服务Anthropic的模型,印第安纳州的Rainier项目占地1200英亩,近50万颗芯片专门用于Claude的训练。这批芯片能活下来,Neuron SDK补上原生PyTorch支持是决定性的一步。 

Anthropic的角色更有意思,Trainium3的训练速度、延迟与能效指标里,写进了客户直接提出的需求。 

全球AI芯片厂商正在做一件看起来矛盾的事,一边投入巨额资金开发差异化硬件,试图在算力、能效和成本上拉开距离。 

另一边却努力让开发者忽略这些硬件之间的差别,希望程序能够以尽可能相似的方式运行在不同芯片上。 

这种竞争思路在2026年10月集中显现,Google正式开源TorchTPU,让TPU成为PyTorch可以原生调用的计算设备。 

开发者能够沿用熟悉的PyTorch接口,通过即时执行模式调试模型,再借助torch.compile完成编译优化。 

Google还推动vLLM、SGLang、TorchTitan等工具与TPU软件栈对接,试图把芯片适配融入现有开发流程。 

同一天,AWS宣布TorchNeuron进入公开测试阶段,为Trainium2和Trainium3提供原生PyTorch后端支持。 

开发者通过切换设备配置,便可以尝试在Trainium上运行已有程序,并继续使用PyTorch的执行、编译和调试工具。

时间上的巧合颇有意味,芯片制造商投入多年建立各自的软件体系,如今却开始主动拥抱共同的开发入口。 

背后反映出一个现实,AI开发者的工作习惯,已经成为芯片进入市场时必须面对的商业约束。 

对于一家训练大模型的企业,迁移计算平台远比更换服务器复杂。芯片理论性能再漂亮,也难以消除重新适配和测试带来的时间成本。 

尤其在模型迭代越来越快的情况下,开发团队不愿把大量精力耗费在底层迁移上。一款芯片节约的硬件支出,可能被额外增加的工程工作量抵消。 

软件入口正在走向统一,底层优化却仍然高度依赖硬件。这种微妙的分化,很可能重塑下一阶段AI芯片的竞争格局。

低精度与MoE,软件创新一寸寸改写硅片的形状

软件对硬件的反向塑造,最锋利的例证藏在数字格式里。 

量化原本只是算法工程师的压缩技巧,把权重从16位压到8位、再压到4位,省显存、省带宽。 

DeepSeek在V3训练中采用UE8M0格式的FP8混合精度方案,并公开声明将训练流程与该格式深度绑定,这等于从软件层面向所有硬件厂商提出了明确的标准化要求,想要高效运行我的模型,你的芯片就得原生支持这种数据格式。 

英伟达的回应是把低精度做进架构,Blackwell原生支持FP4,配合每16个元素共享一个缩放因子的微块缩放设计,让4位精度下的训练稳定性达到可用水平。 

一个算法层的想法,最终变成了硅片上实实在在的晶体管单元。 

效果立竿见影,SemiAnalysis的实测数据显示,在B200上运行DeepSeek R1,FP4精度下每百万token的推理成本约0.05美元,FP8则是0.21美元,同样一块芯片,仅因数据格式与软件栈的配合不同,成本效率相差超过4倍。 

硬件的账面算力从未改变,改变的是软件调度硅片的方式。 

模型架构对硬件的改造同样深刻,MoE架构让每个token只激活少数专家,计算量降下来了,专家之间的数据分发却把压力全部推给了芯片间通信。 

这正是英伟达拼命堆NVLink的原因,H100上NVLink提供900GB/s的GPU间带宽,PCIe 5.0只有128GB/s,7倍的差距直接决定了MoE模型的扩展效率,也催生了GB200 NVL72这种单机72卡的超节点形态。 

超长上下文带来的KV Cache膨胀,则把HBM的容量和带宽竞赛推到了内存厂商面前。模型架构早已成为芯片架构隐形的项目经理,它不写代码进硅片,却决定着硅片的形状。

结尾:软件降低切换成本,商业模式将重新算账

同一款芯片,在不同调度策略和软件优化水平下,可能产生显著不同的服务成本。 

2026年4月,Meta披露了KernelEvolve项目,通过自动探索不同内核实现方式来优化异构计算硬件。 

按照Meta公开的数据,该系统使Andromeda广告模型在英伟达GPU上的推理吞吐量提升超过60%,并使Meta自研MTIA上的相关训练任务吞吐量提升超过25%。 

在无需更换芯片的条件下,底层软件优化仍然能够挖掘大量计算能力。它也提醒市场,硬件账面性能与实际部署性能之间,存在相当广阔的软件优化空间。 

当这样的工具逐渐成熟,部分芯片之间的性能差距,可能通过软件得到缩小。 

最终可能形成不同的竞争路径,一类依靠规模化软件生态和通用计算能力,覆盖尽可能广泛的应用。另一类则围绕可控的业务负载,通过软硬件深度协同获得局部效率优势。 

这种分化还可能让AI芯片供应链出现新的价值重心,编译器、算子库、通信软件、推理引擎和调度平台,将成为连接不同硬件架构的重要中间层。 

特别是在异构芯片共同部署的环境下,能够理解模型特点并合理分配计算任务的软件系统,可能直接决定整套基础设施的投资回报。 

部分资料参考:Google Cloud Blog:《TorchTPU is now open source: Run native PyTorch on TPUs》,PyTorch:《Introducing TorchNeuron: Native PyTorch backend for AWS Trainium》,Engineering at Meta:《MTIA 300: Meta’s First Training Chip with Built-in NICs and Communication-Offloading Engines》

陀螺科技现已开放专栏入驻,详情请见入驻指南: https://www.tuoluo.cn/article/detail-27547.html

AI芯天下专栏: https://www.tuoluo.cn/columns/author1911711/

本文网址: https://www.tuoluo.cn/article/detail-10131820.html

免责声明:
1、本文版权归原作者所有,仅代表作者本人观点,不代表陀螺科技观点或立场。
2、如发现文章、图片等侵权行为,侵权责任将由作者本人承担。

相关文章