Token导航 LogoToken导航TokenDH.com

华为廖恒关于AI算力的硬核演讲

更新时间 2026-05-22来源 王智远正文 6477字阅读约 21分钟1 张图片

图片

文:王智远 | ID:Z201440

今天是华为昇腾AI开发者峰会。

上午场有一个演讲,是华为公司 Fellow、半导体首席科学家廖恒讲的,主题叫「面向 Agentic AI 时代的昇腾超节点最佳实践」

说实话,不太好懂,满屏名词,要没搞过AI芯片或者云计算基础架构,听完就一个反应:每个字都认识,连起来不知道在说啥。

我也差不多,现场一遍没整明白,回来又把逐字稿翻了两遍,还拉上AI助理过了一遍,才把廖恒的技术逻辑捋清楚。

所以,我尽可能用通俗的语言,把演讲里真正重要的东西翻译出来。

....

先说一个判断,大部分人评价AI芯片,只看算力;廖恒说,光看算力,不够;为什么不够?先搞清楚一个问题:一颗芯片到底在比什么?

廖恒一上来摆了四个指标。

算力,每秒能做多少次浮点运算;就是,各种发布会最爱吹的数字,PPT上字号最大的那个。

内存带宽,芯片从自己内存里读数据的速度;打个比方,厨师刀工再快,食材从冰箱到砧板的传送速度跟不上,也得停下来等,内存带宽就是那个传菜速度。

内存容量,芯片能在身边放多少数据;过去几个月HBM涨价涨得离谱,全行业都在头疼,说白了,就是内存不够用了。

第四个,互联能力。一颗芯片跟别的芯片传数据的速度。廖恒特别强调了这个,说四个指标里它最容易被忽略。

四个指标摆出来,关键不是每个是啥,在于它们的排序。

廖恒展示了一个对比:训练场景和推理的预填充阶段,算力排第一,内存容量排第二,带宽排第三,符合大众直觉,训练嘛,就是拼算力。

翻到推理的解码阶段,排序变了:

带宽排第一,容量排第二,算力掉到第三;同一颗芯片,换个场景,「谁最重要」的答案完全不一样,这个差异在产品上也很清楚。

昇腾950有PR和DT两个版本,最明显的区别是算力和内存带宽的比例不一样,一个是265,一个是120;是各自为不同场景设计取舍的结果。

讲完四个指标,廖恒甩了一个公式:

一个AI系统的综合性能,约等于超节点的规模,乘以单个芯片的规格,一个乘法,两个因子,单芯片的本事,和超节点能搭多大。

这公式有点抽象,我举个例子:

单芯片规格等于一个厨师的炒菜速度;超节点等于后厨能站多少厨师,你让一个五星大厨单挑,他能一个人撑起一桌菜,但如果要同时喂饱一千个人,大厨再快也白搭,得多找几个帮厨。

前提是厨房得够大,别一转身胳膊肘撞到人。这个「厨房够大」,就是互联能力。

接着他讲了一句挺坦诚的话:国产半导体在单芯片规格上,是要吃亏的,在场的人都懂这句话的背景。

华为四五年前就意识到了这个问题,开始猛搞超节点技术,在A5代次上,单芯片的互联带宽做到了双向2TB每秒,乘法公式的第二个因子,华为在使劲做大。

说白了,单芯片打不过你,咱就靠堆数量找补回来。不过,这个理解对了一半。超节点到底怎么建,里面的门道比堆数量复杂得多;最直觉的想法:16000张卡,全部最高规格互联,一步到位。

....

廖恒在演讲里自己就提了这个问题,他说,理论上确实能建一个16000张卡、每张卡3.2T带宽的全高速网络。技术上做得到。

他没这么干,第一个原因,钱。

3.2T互联需要的交换机和线缆,跟400G不是同一个价位的。16000张卡全拉3.2T,账算不过来。

第二个原因更有意思,是没必要。廖恒说,华为大量实际部署之后发现了一个规律,距离越近的芯片,聊天越频繁;越远的,交流越少,而且是断崖式减少。

打个比方:

一个小区的住户之间互寄快递最频繁,一天几十个件。同一个城市跨区寄,一天可能就几个件;跨省寄,一周也未必有一个。你如果按「跨省快递」的标准给每户修一条高速公路,修得起,用不上。

AI芯片之间的通信也是这个道理,有的并行方式,芯片之间要死命传数据,量极大,必须配快车道;有的并行方式,芯片之间偶尔传一下就行,量小得多,普通路就够了。

所以,华为的超节点分了两层网络。

一层叫SU(快车道),每颗芯片出3.2T的互联带宽,覆盖128到最多8192张卡;这个范围内,芯片之间互传数据像小区里互寄快递,又快又密。

另一层叫SO(普通路),每颗芯片出400G到800G的接口,通过两层交换覆盖到16000张卡;跨区寄件,频次低,普通路够了。

两层网络物理上是两套独立的端口和交换路径,能连通,选择不连通。这个选择背后的考虑,后面还会讲。

这个分层设计面临的最极端考验,来自MoE(混合专家模型),现在主流的大模型,包括DeepSeek,都是MoE。

MoE模型里有一个通信过程叫EP(专家并行),每一轮计算时,每个芯片算完自己负责的那份活儿,要把结果发给其他好几个芯片,同时也要从其他芯片那里收结果,这个过程叫一次「派发」和一次「合并」。

这个模式有两个要命的特点。

第一个,工作量是平方级增长的,一个微信群8个人,每个人要跟其他所有人各说一句话,是56次通信。人数翻倍到16个人,不是翻倍,变成240次。

超节点里参与EP的芯片数量如果是N,通信次数就是N的平方。

第二个,每次传的数据量特别小。大概7KB到14KB,比一张手机照片还小一百倍。小到什么程度呢?

你的系统不光要路够宽,还要能在极短时间内发起极大量的请求;带宽是高速公路的车道数,这个要求的是收费站每秒能放行多少辆车。

7KB一个小包裹,平方级的通信次数,每一次都要求极低的延迟,这种通信模式,是对快车道最严苛的考验。

廖恒给了一个很直观的设计原则来应对:跳数。

所谓跳数,就是一个数据包从发出到收到,中间经过几个交换机;每经过一个交换机,信号要被接收、处理、重新发送,延迟就增加一截,物理距离也是,每多一米大概多5纳秒。

在A5的设计里,板内8颗芯片做了Full Mesh(全网状互联),任意两颗芯片之间直连,零跳,不经过任何交换机,延迟最低。

512张卡范围内,单层交换,一跳可达,8000张卡范围内,两层交换,两跳可达;廖恒说了一句很干脆的话:三跳可达就完全不可接受了。

零跳、一跳、两跳,这个分级跟前面讲的「越近越密」是完全对应的;越近的芯片,通信量越大,对延迟越敏感,跳数就必须越少,是同一个物理现实的两面。

拿DeepSeek V4 Pro这种MoE模型来说,128到512张卡的快车道范围,单层交换,一跳可达,够用了;廖恒原话是:非常非常契合。

以上这些是图纸上的设计,真正把几千张卡跑起来之后,廖恒说发现了一些设计时没想到的事。

...

什么事儿呢?三点,第一件:怎么发数据也有讲究。

芯片之间传数据,有两种方式。

一种叫自己动手,那个专业词叫 Load/Store,芯片亲自发一条指令,直接去对面把数据拿过来;快,一条指令,一个时钟周期就完事了。代价是芯片自己得停下手里的活,亲自跑这一趟。

另一种叫派人去拿(DMA)。

芯片写一张单子,告诉一个专门搬数据的模块「去那边把这块数据搬过来」,然后自己接着算别的。

搬运过程在后台进行,芯片不用等;代价是写单子本身有开销,要填一个64字节的描述符,还要排队发送,前前后后大概2000条指令。

什么时候用哪种?廖恒说,看数据量,回到前面讲的MoE,芯片之间每次就传7KB。这个量级,用自己动手最合适。

打个比方:

跟做菜一样。如果一次只炒一盘菜,厨师亲自去冰箱拿食材最快,不用专门喊个帮厨跑一趟;如果一次要炒一百盘菜,才需要专人去搬货,厨师腾出手来专心炒。

Load/Store就是亲自跑一趟,数据量小的时候效率最高。数据量一大,才切到DMA(派人去拿)。

这个选择看着是个技术细节,本质是一个系统级的调度判断;芯片的硬件能力是固定的,怎么用它,取决于你对业务特征的理解有多细。

第二件:两条路不能并成一条。

前面讲了SU(快车道)和SO(普通路)是两套物理上独立的网络。一个自然的想法是:能不能省点事,把两套网络合成一套?反正地址上是可以互通的。

廖恒说,华为的确可以把普通路做成快车道的第三层或第四层,逻辑上完全走得通,他们没这么做。原因是一个实操中发现的大问题:延迟抖动。

延迟抖动是说「有时候快有时候慢」,波动不可控。

廖恒打了个比方:

你家到公司正常30分钟,遇上早高峰可能变成50分钟。原因是不同方向的车流共享了同一条路,互相挡道。

对AI推理系统来说,抖动比延迟本身更致命,所有的卡要等最慢那张卡算完才能进入下一步,只要有一张卡被堵了,整个系统的速度就被拉到最慢那张卡的水平。

快车道上跑的是EP(专家并行)通信,对延迟极度敏感;普通路上跑KV Cache(模型的计算草稿纸)的读写、预填充和解码之间的数据传送,以及一些数据同步的活。

这些流量本身不要求极低延迟,量还不小,如果两套网络合一,这些流量就会跟EP的流量挤在同一条路上,互相干扰,抖动直接飙上去。

所以,华为「蓄意」把两套网络从芯片的物理端口,到所有的交换路径做了彻底隔离。不管普通路上在忙什么,都不会影响快车道上那些对延迟最敏感的EP通信。

廖恒用了「蓄意」这个词。意思是,这是故意的。

第三件:路修多了,反而更慢。

快车道网络里,每颗芯片出了8条400G的线连到交换机;注意不是一条,是8条。

8条线同时连着,意味着一个数据包从A到B可以有8条不同的路可以选;这个技术在网络领域有个术语,叫ECMP(等价多路径),直白说就是「条条大道通罗马」。

直觉上这是大好事,多条路,能分流,不容易堵车。你从家到公司,如果平时走的那条路堵了,旁边还有7条备选路线,怎么着也比一条路死扛强。

华为在设计硬件的时候,也做了很多自适应路由和多路径组网的能力,本来就是冲着「路越多越稳」去的,结果跑起来发现,不对;当延迟要求极端低的时候,多路径反而成了麻烦。

原因很微妙,你想象一下这个场景:

你寄了一本书,分成8个包裹走8条不同的路。有的包裹走高速20分钟到了,有的走小路绕了40分钟,有的中间还走岔了又绕回来。

问题是,收件人得等8个包裹全部到齐了,才能把书拼起来看。所以,最后送达时间不是取决于最快的那条路,而是最慢的那条。

路径越多,最慢那条路径的不确定性就越大;今天可能是第3条路堵,明天可能是第7条路堵,抖动的根源就在这里。

廖恒的结论是:在极低延迟的场景下,最好还是退回到单路径,所有数据包走同一条路,到达顺序一致,反而最快。

这个结论挺反直觉的,网络设计的基本常识是「多路径优于单路径」;冗余、容错、负载均衡,全是多路径的好处。在AI超节点里,碰到了一个场景,常识反过来了。

这三件事有一个共同点:

自己动手和派人去拿怎么选,网络合不合并,单路径还是多路径;答案都不在芯片的规格书上;你把芯片参数背得再熟,什么算力多少T、带宽多少G、缓存多大,全都背下来,也推不出上面任何一个结论。

它们只能从实际系统跑起来之后,从数据里长出来,从经验里长出来。

....

廖恒在演讲后半段讲了一件自己的体验,核心意思是:业务形态本身,正在发生数量级的变化。

他说自己每天也在用Cursor、Claude Code这些AI辅助编程工具;每次给个指令,大概要等十几二十分钟,有时候半小时,Agent才能把任务跑完。

这段话听起来像是随口一提,背后藏着一个很大的变化。

以前用ChatGPT,你跟AI的关系是「你问一句,它答一句」。一个人一个小时顶天了跟AI聊5到10回。

现在Agent这破玩意儿不一样了,你给它下一个指令,它会自己拆任务,反复调模型,可能调几十次、上百次,你该吃吃该睡睡,它还在那里帮你debug。

单个用户产生的模型调用次数,至少涨了50倍,可能100倍,这只是第一个变化。

第二个,序列长度,以前一次对话的典型长度,大概就几千个词。Agent时代,每一轮对话都会把之前所有的历史叠在后面,一条完整的序列经常接近一百万个词。涨了250倍。

第三个,缓存的命中率。

Agent每次调用都是在上一次的基础上追加,大量内容是重复的,命中率高达95%以上。

这是好事,没有这么高的命中率,Agent辅助编程这破成本贵到没人用得起;命中意味着不用重新算,省了大量的算力。

好事背面是坏事,命中率高说明缓存被反复读取,不能丢;以前存几千个词的缓存,现在要存一百万个词的缓存,存储量涨了250倍。

这个量级的缓存,靠芯片自带的那个又贵又小的专用内存,存不下;靠普通内存存,太贵。很自然地,行业开始想用固态硬盘来存。

固态硬盘存缓存,思路没问题,路径上有问题。

廖恒在演讲里画了一条红线,展示了传统方案的数据路径;一台AI服务器要从存储集群里读一块缓存,数据要经过这么一趟。

那个图太难懂了,我举个例子:

想象一个场景。你在办公室里想查一份文件,这份文件不在你手边,存在隔壁楼的档案室。

于是你开始了一趟跑腿之旅:

你先打电话给前台,说「帮我到档案室找份文件」。前台小哥接了电话,走到门口,穿过楼之间的马路,到了隔壁楼的前台。

隔壁楼的前台接了这个单子,转头上楼找档案员。档案员从柜子里翻出文件,放到桌上,然后喊隔壁前台来拿。

隔壁前台拿了文件又下楼,穿过马路,回到你们楼,把文件交给你楼的前台。你们楼的前台再走回你工位,把文件放你桌上。

你看,一份文件,中间过了四道人的手;每一步都要等人接活、等人送、等人传话。任何一个环节的人正在忙别的,你就得等着。

这台AI服务器读个缓存,走的也是这个苦逼路线:

发起端发请求,要穿过网卡、穿过数据中心网络、到存储服务器的网卡、存储服务器里的CPU接活、从固态硬盘里读数据放到内存、再打包发回去、再穿过网络回来、接收端自己的CPU收下来先放自己内存、最后拷贝到AI芯片的高速内存里。

光看这条路就知道,中间隔了太多倒手环节;CPU要参与四次,内部总线要走两趟,网卡要进进出出两次,每一道都在添乱。

这个路径在数据量小的时候还能忍,Agent时代数据量涨了上百倍,这条路就彻底堵死了。

廖恒说,他大胆预测,未来一年内这个瓶颈会变得愈发严重;华为给的方案是一个直接带网口的固态盘,每块盘自带400G的带宽,直接挂在超节点的网络上。

AI芯片要读缓存,一条指令直达这块盘,它直接把数据通过网络送到AI芯片的高速内存。中间没有处理器转发,没有网卡过手,没有文件系统的格式转换。前面那条红线上的所有中间环节,一把全砍掉了。

还有一个很精巧的设计:

传统固态硬盘对数据保存时间的要求很高,写进去的数据至少要保三年不丢。这个要求是为冷数据设计的。你存在网盘里的老照片,五年不碰也不能丢。

缓存不是冷数据,以前那种聊天AI,一条缓存超过一两天就没有保存价值了,现在更短,超过一两个小时代码就已经变了几十次,旧的缓存基本没用了。

廖恒说,这种新固态盘在设计时专门针对这种「短保质期」的场景做了调整。牺牲掉以年为单位的数据保持能力,换回来的是显著的擦写寿命提升。

冷数据存三年,热缓存存三小时,对固态盘的要求完全不同,设计也该不同。这个决策只有深入理解了AI助手业务特征的人才做得出来。

讲完这个,廖恒还提了一个更大的设计理念。

AI的业务形态在持续变化,不同业务对处理器、内存、存储的配比需求都不一样;一台机器量产之后,硬件配比就固定了,跟买了车不能换更大的轮子一个道理。

怎么搞?

这个统一总线提供了一种灵活扩容的方式;处理器不够了,往普通路网络上挂一个处理器节点;存储不够了,挂一个这种新固态盘节点。

不用动快车道里面的核心拓扑,在外围按需加就行,他目前看到的百分之九十以上的扩容需求,在普通路网络里就能满足。

最后,他讲了一个很有意思的观察:昇腾的软件生态正在同时朝两个方向走。

一个方向是做厚。

为了兼容行业主流的框架和工具,什么各种主流大模型推理框架、训练框架,再到各种中间适配层,最后到AI芯片最底层的计算指令,层层叠叠。兼容性越好,软件栈越厚。

另一个方向是做薄。

如果目标是建一个1毫秒延迟的推理系统,这么多层软件的开销加起来,根本不可能达到。必须把历史上积累的很多层次砍掉、简化、融合。

廖恒说,这两个方向同时存在于昇腾的生态里,一边把软件做得更丰富,一边把软件做得更精简,补齐短板和探索新路径,同时在发生。

好了,一口气说完了,我喝口水。这套东西,不一定所有人都能懂,也不用所有人都懂。对了,我翻译的也不一定全准,毕竟我还是门外汉,有偏差的地方欢迎行业的朋友指正。

芯片可以有代差,系统级的设计能力没有捷径。这条路上的人,值得被看见。

文章标签算力芯片
资讯来源:由AI资讯编辑整理自互联网公开内容,版权归原作者所有,未经许可,不得转载。

继续浏览更多资讯

返回资讯目录

相关资讯

更多