当地时间 4 月 9 日,谷歌在 “Google Cloud Next 25” 大会上正式推出第七代张量处理器(TPU)芯片 Ironwood。这是谷歌首款专为 AI 推理任务设计的芯片,标志着人工智能从 “响应式” 向 “主动式” 范式的重大转变。
一、硬件性能:重新定义 AI 推理标准
Ironwood 采用 5 纳米工艺打造,单芯片配备 192GB 高频宽内存(HBM),内存带宽达 7.2Tbps,是前代 Trillium 的 4.5 倍,显著提升了数据处理效率。其峰值算力达到 4614 TFLOPs,并支持 1.2Tbps 的芯片间互连(ICI)带宽,双向通信能力较前代提升 1.5 倍,为超大规模集群协作提供了硬件基础。
在能效方面,Ironwood 每瓦性能是前代 Trillium 的两倍,整体能效接近 2018 年首款云 TPU 的 30 倍。通过液冷技术,该芯片可维持高达风冷方案两倍的性能稳定性,支持 9216 颗芯片组成的集群运行,总功率接近 10 兆瓦,总算力达 42.5 Exaflops,是全球最大超级计算机 El Capitan 的 24 倍。
二、架构创新:面向大规模模型的深度优化
Ironwood 搭载增强版 SparseCore 加速器,专门针对金融建模、推荐系统等稀疏矩阵运算场景进行优化。结合 Google 自研的 Pathways 软件堆栈,开发者可轻松将数十万个芯片集群资源整合,实现超大规模语言模型(LLM)和混合专家模型(MoE)的高效训练与推理。
该芯片首次在张量核和矩阵数学单元中支持 FP8 计算,相比前代仅支持 INT8 和 BF16 格式,可更灵活地处理高精度推理任务。此外,192GB 的 HBM 容量可直接存储完整的 700 亿参数模型,减少数据传输延迟,特别适合需要频繁访问内存的复杂 AI 工作负载。
三、行业影响:重塑 AI 芯片竞争格局
谷歌通过 “硬件 + 云服务” 的绑定策略,将 Ironwood 的算力资源深度整合到 Google Cloud 平台。客户需通过云服务使用该芯片,这一模式有望显著增强谷歌云在 AI 基础设施领域的竞争力。根据海通国际研报,Ironwood 集群的总算力虽远超英伟达 GB200 的 1.44 Exaflops,但后者在精度灵活性和开发者生态方面仍具优势,二者形成差异化竞争。
行业分析指出,AI 需求正从训练向推理侧倾斜,Llama 4 等模型已将核心优化聚焦于推理性能。Ironwood 的推出恰逢其时,其 42.5 Exaflops 的推理算力可支撑每秒处理数百万次复杂查询,为金融风控、医疗诊断等实时决策场景提供技术基础。
四、技术演进:推动 AI 进入 “主动式” 时代
谷歌将 Ironwood 的发布视为 AI 发展的里程碑,其设计理念从 “被动响应指令” 转向 “主动生成洞察”。通过多模态 Agent 互联协议(A2A),Ironwood 支持 AI 智能体之间的协同工作,例如甲骨文、埃森哲等企业已加入该协议,探索跨平台智能体协作的商业应用。
值得关注的是,谷歌 DeepMind 宣布将为 Gemini 模型添加对 Anthropic 模型上下文协议(MCP)的支持,进一步强化 AI 系统的跨平台兼容性。这一举措与 Ironwood 的硬件升级形成互补,推动 AI 生态向开放协作方向发展。
五、市场动态:供应链与生态建设
尽管谷歌未披露芯片代工商信息,但第三方消息显示,Ironwood 可能由台积电采用 5 纳米工艺制造,并与联发科合作开发。这一供应链调整标志着谷歌在芯片设计领域的战略转型,试图通过垂直整合降低对传统供应商的依赖。
目前,Ironwood 已计划于 2025 年晚些时候向 Google Cloud 客户开放,提供 256 芯片和 9216 芯片两种集群配置。分析师预计,该芯片将首先应用于谷歌内部的 Gemini 模型推理,随后逐步向企业客户开放,推动生成式 AI 的商业化落地。
六、与英伟达 GB200 芯片的深度对比
维度 | 谷歌 TPU Ironwood | 英伟达 GB200 |
---|---|---|
核心定位 | 专注 AI 推理,支持超大规模模型实时响应 | 兼顾训练与推理,侧重复杂模型训练效率 |
算力规模 | 单芯片 4614 TFLOPs,集群 42.5 Exaflops | 单芯片 20 Petaflops,集群 1.44 Exaflops |
内存配置 | 192GB HBM,带宽 7.2Tbps | 192GB HBM3e,带宽 8Tbps |
能效比 | 每瓦性能是前代 2 倍,整体能效提升 30 倍 | 能效比提升 25 倍,训练能耗降低至 1/25 |
计算精度 | 支持 FP8、INT8、BF16 | 支持 FP8、FP16、FP32、INT8 等多精度 |
适用场景 | 金融风控、医疗诊断、实时推荐系统 | 大模型训练、科学仿真、边缘 AI 部署 |
生态支持 | 依赖 Google Cloud 平台,与 Gemini 模型深度整合 | 支持 CUDA 生态,兼容主流 AI 框架(PyTorch 等) |
市场策略 | 云服务绑定,2025 年晚些时候开放 | 硬件销售为主,2024 年已大规模出货 |
技术优势对比:
- 算力密度:Ironwood 的集群算力是 GB200 的近 30 倍,更适合需要高并发推理的场景(如金融交易风控)。
- 内存效率:192GB HBM 直接存储 700 亿参数模型,减少数据传输延迟,而 GB200 需依赖 CPU-GPU 协同处理。
- 能效表现:Ironwood 液冷方案可维持风冷两倍性能,而 GB200 的风冷设计在高密度部署时可能面临散热瓶颈。
行业影响:
- 谷歌通过 Ironwood 巩固其在云推理市场的地位,而英伟达凭借 GB200 在训练侧保持领先,两者形成 “推理 – 训练” 互补竞争格局。
- 企业客户需根据核心需求选择:若侧重实时推理,Ironwood 的云服务模式更具成本效益;若需兼顾训练与推理,GB200 的硬件灵活性更优。
未来趋势:
随着 AI 代理(Agent)生态的崛起,Ironwood 的多智能体协作协议(A2A)可能成为差异化优势,而英伟达的 CUDA 生态仍将主导开发者社区。双方的竞争将推动 AI 芯片向 “专业化” 与 “通用性” 两极分化,加速行业技术迭代。
随着 AI 代理(Agent)生态的崛起,Ironwood 的多智能体协作协议(A2A)可能成为差异化优势,而英伟达的 CUDA 生态仍将主导开发者社区。双方的竞争将推动 AI 芯片向 “专业化” 与 “通用性” 两极分化,加速行业技术迭代。
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