超节点:从拼单卡到拼系统,AI算力组织方式迎来质变
在近日举行的世界人工智能大会(WAIC)上,超节点成为最核心的关键词。多家厂商展出了各自的超节点方案,这一概念并非新芯片或新模型,而是算力组织方式的一次根本性变革,旨在解决成百上千张芯片如何像一张芯片那样协同工作的核心难题。
什么是超节点:让千张芯片“心意相通”
超节点的逻辑在于,通过高速互联和统一内存语义,将分散在数十台服务器里的数百张芯片整合到一个低延迟、高带宽的域内,使其如同单个芯片般协同运作。这区别于传统的通过横向扩展(Scale out)组计算集群的方式。
“超节点要回答的问题是,1000个人一起做题,如果每计算一步,这1000人都必须停下来,等待所有人对完答案才能迈出下一步,那么1000个人解题如何比100个人更快?答案不在人数,而在于让这1000个人像一个人那样心意相通。”
多家厂商密集发布超节点方案
本届WAIC上,众多厂商带来了各自的超节点产品。华为首次展示了支持1024张NPU高速互联的昇腾950超节点(Atlas 950 SuperPoD)真机,并披露去年发布的昇腾384超节点已累计规模商用超过750套。
- 中兴通讯联合曦智科技、壁仞科技、沐曦股份、燧原科技、天数智芯打造国产高性能Matrix超节点。
- 中科曙光发布了国内规模最大的AI4S计算集群——scaleX10万卡超智融合集群系统。
- 壁仞科技带来了16卡电互联、128卡电互联以及1024卡光互联三种超节点方案。
- 天数智芯的超节点面向大模型训练与高并发推理场景,实现了144芯高速全互联。
技术路线分野:电互联与光互联的对决
在超节点内部互联技术上,国内外厂商出现了不同选择。华为950超节点的独特之处在于Scale up(垂直扩展)内部使用了光互联,机柜内部为电互连,机柜与机柜之间采用光互连,实现了“以光代电”。
而目前全球超节点主流方案厂商英伟达,在Scale up内部主要依靠正交背板实现电互连,其单柜规模仍停留在72张GPU左右。华为则采用无背板正交直连设计,区别于英伟达的正交背板方案。
华为工作人员解释,将算力集中在一个超节点内,带宽更大,能满足当下大模型推理对带宽的极高要求。对于为何不继续扩大英伟达式的单柜规模,问题在于电互联技术存在距离限制:传输距离超过约1米,损耗会明显增加。
互联成为新战场:瓶颈从算力转向通信
随着大模型参数从千亿级迈向万亿级,以及Agent等应用要求百万级上下文长度,AI发展的瓶颈已从计算能力逐渐转向存储和互联能力。当海量GPU需要同步工作时,等待时间成为效率的关键制约因素。
清微智能研发副总裁李彬在接受采访时指出:“超节点技术本身并不是新技术,过去没有热起来,是因为模型还不够大。随着模型从百亿参数快速发展到万亿参数,对集中式算力的需求快速提升,超节点才真正迎来应用场景。”他认为,未来算力成本下降将来自模型算法优化与芯片系统架构效率提升两个维度。
壁仞科技AI框架架构副总裁丁云帆也提到,仅凭单张GPU的算力性能已难以独立承载万亿参数模型、百万级上下文等复杂任务,超节点架构正是破解海量GPU高效协同难题的核心方案。
国产厂商的系统工程突围之路
由于先进制程、HBM等核心环节受限,国产AI芯片在单点性能上追赶国际顶尖产品面临挑战。这促使产业界改变思路,试图用系统工程的红利弥补单点能力的不足。华为是这条路的坚定践行者,通过Scale up堆叠更多计算资源,并用全光互联扩大超节点规模。
快思慢想研究院院长田丰认为,OCS目前仍有MEMS、液晶、压电、硅波导四条技术路线并行,每条路线的延迟、带宽、切换速度各有不同,这个技术鸿沟如何填补是产业当前待解题。李彬也表示,长期限制先进工艺出口及摩尔定律逼近极限,意味着未来提升性价比更重要的是架构创新而非线宽竞争。
超节点重塑AI竞争格局
越来越多的厂商将超节点视为推理时代的核心基础设施。其最终目标是降低用户等待第一个Token的时间,这也是为什么DeepSeek将未来服务价格下降与昇腾950超节点量产联系在一起。
不过,超节点目前仍面临挑战:训练效率仍需进一步验证,软件生态仍在建设,开发者的迁移成本也是无形阻力。但产业共识正在形成:未来的AI竞争,已从单颗芯片的竞争演变为整个系统工程能力的竞争。超节点正在改变竞争的方式,它不仅是关于一张芯片,更是关于如何让成千上万张芯片真正像一张芯片那样工作。
