超节点成为AI竞争新战场:谁能把更多芯片连成一台机器?

半导体产业研究 2026-08-04 18:20
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2026年世界人工智能大会,华为展台上几排机柜连成一片,1024张昇腾加速卡却被统称为“一台机器”——Atlas 950 SuperPoD。与此同时,NVIDIA把72颗GPU做成可采购的整柜平台,Google按训练和推理分别设计拓扑,AMD则把整柜做成开放参考设计。名称并不统一,产品边界也不同,但AI竞争的基本单位都在从单卡向更大的系统上移。 

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1|WAIC展出的 Atlas 950 SuperPoD 1024卡真机。来源:华为官方。

把成百上千颗加速器组织成一台系统,通信、调度、故障恢复和交付里的每一件难事,都得有人消化掉。厂商替客户消化得越多,就越有机会握住平台控制权、议价权和利润。AI竞争的比拼对象,也随之从单卡参数换成整台系统的交付能力。

什么是强互联域?

可以把它理解为一群能够高频、低时延通信的加速器。域内芯片越像“一张大卡”协同工作,模型切分、专家路由和内存访问就越高效;超出这个边界后,通信通常要进入更慢的数据中心网络。

超节点的第一道门槛也在这里:卡数增加以后,有效算力不能下降得太快。任务拆到更多卡上,通信、同步、调度和故障恢复都会消耗理论算力;卡数翻倍,任务产出未必跟着翻倍。

过去,AI系统常以8卡服务器为基本单元,服务器之间再通过数据中心网络扩展。大模型、长上下文和混合专家模型(MoE)流行之后,一个模型被切到更多芯片上,专家路由、参数同步和键值缓存(KV Cache)搬运越来越频繁,昂贵的计算单元花在等数据上的时间也越来越多。

行业于是从多卡服务器走向机架级系统,再走向Pod(多机柜单元)与多机柜超节点[1]。华为、NVIDIA、Google与AMD的分歧在于:高频通信应该收进多大的范围,留在服务器和机架之内,还是扩进跨柜强互联域;以及这套设备由谁来设计、交付和维护。 

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2|从单机多卡到整机柜、Pod/多机柜与超节点集群,系统边界持续扩大。

华为、NVIDIAGoogleAMD给出了四种答案

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表格之外看做法。NVIDIA把整柜做成标准产品直接卖;Google靠自研芯片、网络、编译器和云调度在自家云里完成整合;AMD把更多整合工作交给开放生态的伙伴;华为以全栈工程统筹计算、跨柜互联、内存和软件。同样的系统难题,四家给出了四种产品形态。

华为已经把强互联域推向多柜

72颗GPU已经能在一个机柜内紧密协同,剩下的问题是:这种协同为什么要停在机柜门口?

华为没有等单卡追平,选择用更大的互联域去换总算力与内存规模。前一代384卡超节点已经部署750多套、覆盖20多个行业;Atlas 950则展示了1024卡真机,官方公开256 TB全局统一内存编址空间、TB级NPU互联和3微秒往返时延[5][6]。这套设计把一部分原本要反复穿越数据中心网络的跨服务器、跨机柜高频通信,收进了同一个跨柜强互联域;超节点对外的扩展和数据访问,仍然要走数据中心网络。

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3|华为路线改变的是通信边界:更多高频通信被留在同一个跨柜强互联域内

这条路线和华为所处的供应环境直接相关。徐直军曾公开表示,中国半导体制造工艺仍有差距,可持续算力必须立足实际可获得的工艺,并通过“超节点+集群”的系统架构继续提升算力[7]。单卡工艺补不上的部分,就转移到互联、软件、供电、液冷和可靠性上,用系统工程去消化。

统一编址只是起点

把强互联域推到千卡,最直接的收益之一是更大的地址空间。Atlas 950公布的256TB统一编址,让分散在不同设备、不同层级的内存进入同一套地址体系,软件可以统一发现、寻址和调度这些资源。 

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4|统一编址扩大资源可见与可调度范围,但不消除内存层级。

但地址统一并没有消除内存层级。本地HBM、远端HBM、主机DRAM和存储仍在不同的物理位置上,数据经过的交换层级和介质也不相同,不能当作带宽、时延完全一致的一块大内存来用。要把这些容量变成有效算力,还得靠数据放置、搬运、缓存、通信库和调度软件。

规模每上一个台阶,代价也跟着上台阶,跨柜布线、交换层级、功率密度、液冷、故障域和调度难度都会增加。公开资料已经证明两件事:华为能交付384卡系统,也完成了1024卡真机展示。还没有公开的是另外三件:这套1024卡展机的整机总功耗、实际成交成本,以及在不同模型和长周期运行中的有效任务产出。千卡系统已经不只是路线图,但每一种负载是否都值得用千卡强互联域来承载,还没有答案。

华为之外,国产超节点正在形成不同尺度的产品带。沐曦公开的曦景S600采用单柜64卡全互连,并支持向万卡集群扩展;昆仑芯已落地32/64卡产品,并发布256/512卡超节点技术[11][12]。摩尔线程已发布128卡高密超节点参考设计,壁仞参与的光跃方案以光互联落地128卡商用版,燧原披露32/64卡产品规划,海光则从CPU+DCU异构平台切入[13][14][15][16]。这些数字的成熟度并不相同:64/128卡已有正式产品、商用版或参考设计,256/512卡主要仍停留在技术发布或架构规划,1024卡目前至少有华为真机公开展示。国产超节点不等于华为,也不等于所有档位都已经量产。

NVIDIA:平台厂商先把整柜做成商品

NVIDIA先把机架级系统做成了可以直接采购的商品。GB300 NVL72把72颗Blackwell Ultra GPU、36颗Grace CPU、NVLink交换系统、供电和液冷装进一个机架;官方给出130 TB/s的机架级NVLink总带宽和37 TB快速内存,产品页标注“Available Now”[2]

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5|GB300 NVL72把36个Grace+2 GPU计算模块、NVLink交换、供电、液冷与管理封装进一套可采购整柜。

GB300 NVL72确立的基准有两层。一层是规模:最频繁的GPU通信留在机架内的NVLink域里。另一层是交付方式:软硬件协同、供电、液冷和运维这些难题,由NVIDIA在出厂前解决,客户买到的是一套可以复制部署的整柜产品。机架之外,系统仍要接入InfiniBand或Ethernet,组成更大的集群。

路线图上的下一步是Vera Rubin Ultra NVL576,计划把576颗GPU纳入同一个NVLink域。它目前仍处在后续产品路线和原型验证阶段,和已经供应的GB300 NVL72是两个不同状态的产品[8]

AMD:用开放挑战垂直整合

AMD跟进了72 GPU的整柜形态,但没有照搬NVIDIA的垂直闭环。Helios由72颗MI455X、EPYC CPU和Pensando组件构成,官方蓝图给出260 TB/s机架级Scale-up聚合带宽和31 TB HBM4。AMD把它明确定义为开放参考设计,自己并不直接销售整柜;基于Helios的伙伴系统,预计从2026年下半年开始规模部署[3]

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6|Helios由18个4-GPU计算托盘组成72-GPU机架;4个Scale-up Cartridge构成UALoE多平面交换网络,支持72 GPU all-to-all connectivity;机架外通过Pensando Vulcano 800 AI NIC继续扩展

卡数上两家打平,都是一柜72颗GPU,差异在谁能把蓝图变成稳定交付的产品。NVIDIA用垂直整合换确定性和交付效率,AMD用开放标准换供应商选择。UALink标准最多支持1024颗加速器,那只是协议的能力边界,不能当作Helios已经交付1024卡系统的证明[4]

开放不会自动消除系统工程的难度。AMD接下来要证明的,是多家伙伴能不能照着同一份蓝图,做出稳定、容易部署、表现一致的整柜系统。

Google:在云内按负载重做拓扑

Google的产品留在自家云里。它不需要把通用机架卖给外部客户,可以从自有模型、XLA编译软件和云调度出发,反过来设计芯片与网络。它问的问题也和前三家不同:预训练、后训练和推理,应该共用同一种拓扑吗?

先看两款芯片怎么组网。TPU 8t面向预训练,采用3D Torus(三维环面)拓扑;TPU 8i面向后训练、采样和推理,采用Boardfly分层拓扑。在TPU 8i中,4颗TPU先组成一个环形Building Block,8块BB板再通过铜缆组成全连接的Group,36个Group经光路交换机(OCS)连接成一个Pod,最多有1024颗芯片处于活跃状态[9]

Google披露的同规模示例中,相距最远的两颗芯片之间,Boardfly最多经过7段连接,3D Torus最多要经过16段;Google并称,通信密集负载的时延最高改善50%。这些数字都是Google自己的口径,而且TPU 8t与8i目前均标注“Coming Soon”,不能当成已经交付的横向测试成绩[9][10]

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7|TPU 8i Boardfly从4颗TPU环形BB扩展到8块BB板的Group,再经OCS连接36个Group。

Google给行业提了个醒:强互联域并非越大越好。预训练更看重持续吞吐,MoE推理更在意多卡全互换数据、跳数和尾时延;不同的负载,可能需要不同大小的域和不同的拓扑。

四条路线,处理的是同一个系统难题

把四家公司放回同一条产业主线上看:NVIDIA先把整柜交付做成了商业基准;AMD沿着同样的产品形态,用开放生态挑战垂直整合;华为把强互联域推向多柜,384卡已规模部署、1024卡已真机展示;Google则按负载重新设计域内的通信。四家公司并不存在清晰的代际关系,真正的差别在于强互联做到多大、哪些系统能力被纳入产品,以及最终由谁完成整合与交付。

决定胜负的不会只是谁连的卡最多。每一个卡数都要过三道检验:新增的芯片能不能转化为新增的任务产出;系统能不能在故障和负载波动下长期稳定运行;整套设备能不能以客户承担得起的电力与成本复制部署。

从已经供应的72卡整柜,到路线图上的576卡强域,再到已经展示的1024卡真机,这些数字对应着不同的产品阶段,不能直接排成一张性能榜单。它们共同指向的变化是:AI芯片的竞争已经越过单卡参数,进入系统工程阶段。最后给系统定价的,是Goodput,也就是系统长期稳定运行后实际完成的有效任务量。

  官方资料:(上下滑动可查看):

[1] 鹏城实验室:《推动AI基础设施建设新范式——协同全球计算联盟发布〈超节点定义与实践白皮书〉》https://pcl.ac.cn/html/943/2026-07-20/content-4726.html

[2] NVIDIA:NVIDIA GB300 NVL72https://www.nvidia.com/en-us/data-center/gb300-nvl72/

[3] AMD:AMD Helios Rackscale Solutionhttps://www.amd.com/en/products/rackscale-solutions/helios.html

[4] UALink Consortium:FAQhttps://ualinkconsortium.org/faq/

[5] 华为:《昇腾950超节点真机亮相2026世界人工智能大会》https://www.huawei.com/cn/news/2026/7/atlas-950-superpod

[6] 昇腾社区:Atlas 950 SuperPoD产品规格页https://www.hiascend.com/en/hardware/cluster

[7] 华为:《以开创的超节点互联技术,引领AI基础设施新范式》https://www.huawei.com/cn/news/2025/9/hc-xu-keynote-speech

[8] NVIDIA:NVIDIA Vera Rubin POD: Seven Chips, Five Rack-Scale Systems, One AI Supercomputerhttps://developer.nvidia.com/blog/?p=113993

[9] Google Cloud:Inside the eighth-generation TPU: An architecture deep divehttps://cloud.google.com/blog/products/compute/tpu-8t-and-tpu-8i-technical-deep-dive

[10] Google Cloud:Tensor Processing Units产品与可用状态https://cloud.google.com/tpu

[11] 沐曦股份:《从超节点到AI4S,沐曦股份WAIC2026交出全栈算力答卷》https://www.metax-tech.com/ndetail/12499.html

[12] 昆仑芯:公司介绍与发展历程https://www.kunlunxin.com/company-profile

[13] 摩尔线程:《联合发布128卡高密超节点参考设计》https://www.mthreads.com/news/285

[14] 壁仞科技:《国产光互连光交换超节点“光跃128卡商用版”正式落地》https://sgc-prod.birentech.com/news/h5vjj6lsw4n5za2yw6ayyv1e/

[15] 上海证券交易所:燧原科技《首次公开发行股票并在科创板上市招股说明书(注册稿)》https://static.sse.com.cn/stock/disclosure/announcement/c/202606/002175_20260618_55YX.pdf

[16] 海光信息:海光三号CPU与海光深算DCU异构计算平台https://www.hygon.cn/news?newsid=102








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