提到AI芯片,不少人可能觉得“离自己很远”,但其实咱们平时用的AI聊天、刷的短视频推荐,背后都靠AI芯片“算”出来的。现在AI芯片正在快速升级,其中有两个方向特别关键:Fp8精度和多芯互联。这俩词听着挺专业,其实用大白话拆解开特别好懂——简单说,Fp8精度是让芯片“算得又快又省电”,多芯互联是让芯片“组队干活,力大无穷”。今天就从这两个方向入手,跟大家聊明白AI芯片是怎么升级的,以及对咱们用AI、对国产芯片发展有啥影响。
一、先搞懂基础:AI芯片为啥要“升级”?核心是解决“算力不够、电费太贵”的问题
在聊具体技术之前,得先弄明白一个事儿:AI芯片为啥非得升级?答案很简单——现在的AI越来越“能吃算力”了。
比如训练一个像Gpt-4这样的大模型,需要处理几十万亿条数据,要是芯片算得慢,可能得花好几个月才能训练完;而且芯片算的时候特别费电,一个大模型训练一次,电费可能就好几百万。以前的芯片技术,要么算得慢、要么电费高,根本跟不上现在AI的“胃口”。
就像咱们做饭,以前用小煤炉,做一大锅饭又慢又费煤;现在换成大燃气灶,又快又省气。AI芯片的升级,就相当于从“小煤炉”换成“大燃气灶”,核心是解决“算力不够用、能耗太高”这两个痛点。而Fp8精度和多芯互联,就是解决这两个痛点的“两把钥匙”。
二、第一个升级方向:Fp8精度——让芯片“算得准、跑得快、省电费”,大模型训练直接受益
先来说第一个关键技术:Fp8精度。这里的“精度”不是指芯片的制造精度,而是指芯片“计算数据时的精细程度”。咱们可以把芯片计算想象成“用尺子量东西”:以前的芯片用“厘米尺”量,现在Fp8精度相当于用“毫米尺”量,既能量得更准,还能更快量完,同时还不费“力气”(也就是省电)。
1. 先拆“Fp8精度”:不是“精度降低”,而是“精准控耗”,该细的地方细,该省的地方省
可能有人看到“Fp8”里的“8”会疑惑:以前不是有Fp16、Fp32吗?数字变小了,是不是精度变低了?其实不是这么回事。
简单说,“Fp+数字”代表芯片存储和计算数据的“格式”,数字越大,能存储的数据越精细,但需要的存储空间和计算资源也越多。比如Fp32就像“高清电影”,画面特别细,但占内存大、播放时费电;Fp16像“标清电影”,画面稍粗一点,但占内存小、播放快;而Fp8是“优化后的标清”——在保证画面(计算精度)够用的前提下,把没用的“像素”(冗余数据)去掉,既不影响观看(计算结果),还能省内存、省电费。
举个例子:比如计算“1. + 2.”,用Fp32能算出“3.”,精确到小数点后8位;用Fp8算,能算出“3.5802”,精确到小数点后4位。对咱们日常用的AI来说,小数点后4位的精度完全够用——比如AI推荐短视频,不用精确到小数点后8位,只要能判断“你喜欢这个视频的概率是85%”就行,没必要算成“85.%”。
所以Fp8精度不是“降低精度”,而是“精准控耗”——把算力和电量用在“刀刃上”,该精细的地方不马虎,没必要精细的地方省资源。
2. Fp8精度的核心好处:算力密度翻2倍、能耗降30%,大模型训练直接“提速又省钱”
搞懂了Fp8精度的原理,再来看它的实际好处,主要有两个:一是“算力密度提升2倍”,二是“能耗降低30%”。这俩好处对大模型训练来说,简直是“及时雨”。
先解释“算力密度”:就是同样大小的芯片,能提供的计算能力翻了2倍。以前一块芯片每秒能算100次,现在用Fp8精度,每秒能算200次。这意味着训练大模型时,需要的芯片数量能减半——比如以前要100块芯片,现在50块就够了,不仅省了芯片采购钱,还省了机房空间(放芯片的地方也需要成本)。
再看“能耗降低30%”:就是算同样多的数据,电费能省三成。举个直观的例子:以前训练一个大模型,用老芯片需要100万度电,电费按工业用电1元\/度算,得花100万;现在用支持Fp8精度的芯片,只要70万度电,电费直接省30万。对那些经常训练大模型的企业来说,这可不是小数目——比如某AI公司一年训练10个大模型,光电费就能省300万。
而且这两个好处加起来,还能“缩短训练周期”。比如训练Gpt-4这样的大模型,以前用老技术需要3个月,现在用Fp8精度,算力翻2倍、能耗降30%,算下来训练周期能缩短25%,也就是只要2个多月就能训练完。对企业来说,训练周期缩短意味着能更快推出新的AI产品,比如别人还在训练,你已经把新的AI聊天工具上线了,自然能抢占市场先机。
3. 国产芯片的动作:寒武纪、壁仞科技已跟上,bR100芯片算力达1000topS,专门对标“超大规模训练”
可能有人会问:国外芯片早就支持Fp8精度了,国产芯片能跟上吗?答案是“当然能”,而且已经有不少国产企业拿出了实实在在的产品。
首先是大家比较熟悉的寒武纪,它的思元系列芯片早就支持Fp8精度了,比如思元590芯片,用Fp8精度计算时,算力比用老格式提升1.8倍,能耗降低28%,已经能满足不少中小规模AI模型的训练需求。
除了寒武纪,还有一家叫壁仞科技的企业,推出的bR100芯片更是“重量级选手”——它支持Fp8精度,算力能达到1000topS(1topS相当于每秒算1万亿次)。这个算力有多强?简单说,用bR100芯片训练一个百亿参数的AI模型,可能只要几天时间;要是用来训练超大规模的大模型(比如千亿、万亿参数),也能轻松应对。
现在不少国内的大模型企业已经开始用这些国产芯片了。比如某互联网公司,以前训练大模型用国外芯片,一次要花500万;现在换成壁仞bR100芯片,因为支持Fp8精度,算力够、能耗低,一次训练只要300万,成本直接降了40%。而且国产芯片不用受国外政策限制,不用担心“断供”,用起来更放心。
三、第二个升级方向:多芯互联——让芯片“组队干活”,解决“单芯片算力不够用”的难题
聊完了Fp8精度,再来说第二个关键技术:多芯互联。这个技术的思路特别简单——既然单颗芯片的算力有限,那不如把多颗芯片“连起来”,组成一个“虚拟大芯片”,让它们一起干活,算力自然就上去了。
就像咱们搬东西,一个人搬不动100斤的箱子,要是8个人一起抬,就能轻松搬起来。多芯互联就是让芯片“组队抬箱子”,核心是解决“单芯片算力跟不上大模型需求”的问题。
1. 为啥需要多芯互联?单芯片“再牛也有上限”,大模型需要“集体力量”
可能有人会问:既然能把单颗芯片做得更厉害,为啥还要搞多芯互联?答案是“单芯片的算力有上限”。
就像一个人再强壮,最多能举200斤,不可能举2000斤;单颗芯片不管怎么升级,算力也有天花板——比如现在最厉害的单颗AI芯片,算力也就1000多topS,而训练一个千亿参数的大模型,需要的算力至少是8000topS,单颗芯片根本不够用。
而且单颗芯片做得太复杂,成本会飙升。比如想把单颗芯片的算力从1000topS提升到8000topS,需要的研发成本可能是原来的10倍,售价也会贵得离谱,没几个企业能买得起。
这时候多芯互联的优势就体现出来了:不用把单颗芯片做得“神乎其神”,只要把多颗普通芯片连起来,就能达到超高算力。比如用8颗1000topS的芯片,通过多芯互联组成“虚拟大芯片”,总算力就能达到8000topS,成本只要单颗“超级芯片”的1\/3,性价比一下子就上来了。
2. 多芯互联咋实现?靠“高速互联接口”,让芯片之间“说话不卡顿”
要让多颗芯片“组队干活”,关键得解决一个问题:芯片之间得能快速“传递数据”。就像8个人一起抬箱子,得喊着“一二一”同步发力,要是有人慢半拍,箱子就会歪;芯片之间要是数据传得慢,有的芯片算完了等着要数据,有的芯片还没传完,整体算力就会浪费。
而多芯互联技术,核心就是靠“高速互联接口”解决这个问题。这个接口就像“超高速网线”,能让芯片之间每秒传递几十Gb甚至上百Gb的数据,延迟特别低(比如只有几微秒,1微秒等于百万分之一秒)。
举个例子:比如把8颗芯片连起来,第一颗芯片算完一部分数据,通过高速接口瞬间传给第二颗,第二颗接着算,中间几乎没有停顿;要是没有这个接口,用普通网线传数据,可能需要几毫秒(1毫秒等于千分之一秒),8颗芯片算下来,光等数据的时间就会浪费一半,算力自然上不去。
现在国产芯片企业在高速互联接口上做得很到位。比如中科曙光的“海光芯云”平台,用的就是自主研发的高速互联接口,能让芯片之间的数据传输速度达到每秒100Gb,延迟只有3微秒,几乎实现了“零卡顿”。
3. 国产案例:中科曙光“海光芯云”平台,8颗芯片组出8000topS算力,能搞定千亿参数大模型
聊完原理,再看国产芯片的实际应用——中科曙光的“海光芯云”平台,就是多芯互联技术的典型代表。
这个平台是怎么做的呢?简单说,就是把8颗海光dcU芯片(海光dcU是国产AI芯片的一种,单颗算力大概1000topS),通过高速互联接口连起来,组成一个“算力节点”。这样一来,这个节点的总算力就是8x1000topS=8000topS,刚好能满足千亿参数大模型的“推理需求”(推理就是大模型训练完后,给它输入问题,它算出答案的过程)。
可能有人会问:千亿参数大模型的推理,需要这么高的算力吗?答案是“需要”。比如咱们用AI聊天,问一个复杂问题(比如“帮我写一份1000字的产品方案”),大模型需要在几秒内处理几十万条数据,要是算力不够,可能得等十几秒甚至几十秒才能出答案,体验就会很差。而8000topS的算力节点,能让千亿参数大模型的推理速度提升到“秒级响应”,比如输入问题后,2-3秒就能出答案,跟咱们平时聊天一样流畅。
现在这个平台已经在不少地方用起来了。比如某科研机构,用“海光芯云”平台跑千亿参数的医疗大模型,给它输入患者的ct影像和病历数据,几秒内就能给出初步诊断建议,比以前用单颗芯片快了6倍,大大提升了科研效率;还有某互联网公司,用这个平台做短视频推荐,能更快分析用户的观看习惯,推荐的视频更精准,用户停留时间比以前增加了20%。
而且多芯互联还能“灵活扩展”——要是需要更高的算力,比如要处理万亿参数的大模型,只要再增加芯片数量就行。比如把16颗海光dcU芯片连起来,就能组成topS的算力节点,完全能满足更高需求。这种“按需扩展”的特性,对企业来说特别友好,不用一开始就买最贵的设备,后期根据需求加芯片就行,能省不少钱。
四、技术迭代的实际意义:国产AI芯片“又强又便宜”,给大模型企业更多选择
聊完了Fp8精度和多芯互联的技术细节,咱们得回到一个更实际的问题:这些技术升级,到底有啥用?对国产芯片、对咱们用AI有啥影响?
总结下来,有三个核心意义:
1. 国产AI芯片“性能追上了”,不用再依赖国外芯片
以前国产AI芯片最大的短板就是“性能不够”,比如算得慢、不支持大模型训练。但通过Fp8精度和多芯互联的升级,国产芯片的性能已经能跟上需求了——比如壁仞bR100芯片支持Fp8精度,能训练超大规模大模型;中科曙光的多芯互联平台,能满足千亿参数大模型的推理。
这意味着国内的大模型企业,不用再盯着国外芯片了。以前国外芯片一断供,企业就慌了;现在有了国产芯片的选择,就算国外芯片买不到,也能靠国产芯片继续做研发、搞业务。比如某AI创业公司,以前一直用国外芯片,去年因为政策限制买不到了,换成壁仞bR100芯片后,发现性能完全够用,训练成本还降了30%,现在已经把所有业务都换成国产芯片了。
2. 算力成本“降下来了”,中小企业也能用得起AI
以前AI是“大企业的游戏”,因为算力成本太高,中小企业根本负担不起。比如训练一个中小规模的AI模型,用国外芯片可能要花100万,很多小企业想做都不敢做。
但现在不一样了:Fp8精度让芯片能耗降30%,多芯互联让企业不用买昂贵的单颗芯片,两者结合直接把算力成本拉低了40%-50%。比如以前训练一个中小模型要100万,现在用国产芯片只要50-60万,不少中小企业也能负担得起了。
就像以前只有大企业能买得起豪车,现在普通家庭也能买得起经济适用车一样。算力成本的降低,让更多企业能参与到AI研发中,比如小的创业公司能做垂直领域的AI(比如AI教育、AI医疗),这会让整个AI行业更有活力。
3. 形成“国产产业链闭环”,发展更稳
以前国产芯片的产业链不完善,比如芯片设计软件靠国外、互联接口靠国外,很容易被“卡脖子”。但现在Fp8精度和多芯互联的核心技术,都是国产企业自主研发的——比如寒武纪、壁仞的Fp8精度技术,中科曙光的高速互联接口,都是自己做的,不用依赖国外技术。
这意味着国产AI芯片已经形成了“设计-生产-应用”的闭环,从技术到产品再到落地,都能自己搞定。这种闭环特别重要,就像一个人有了完整的消化系统,不用靠别人喂饭,能自己吸收营养成长。以后就算国外技术封锁,国产芯片也能自己迭代升级,发展会更稳。
五、总结:AI芯片的升级,不是“炫技”,而是“解决真问题”
最后咱们再总结一下:Fp8精度和多芯互联这两个技术方向,不是芯片厂家在“炫技”,而是实实在在解决AI发展中遇到的“算力不够、成本太高”的问题。
Fp8精度让芯片“算得快、省电费”,多芯互联让芯片“组队干活、算力翻倍”,两者结合让国产AI芯片实现了“性能提升、成本下降”的双重突破。对咱们普通人来说,这意味着以后用AI会更流畅(比如聊天响应更快、推荐更精准),而且会有更多贴近生活的AI应用(比如中小企业做的AI教育、AI养老工具);对国产芯片来说,这意味着终于能在全球AI芯片市场中“站稳脚跟”,不再被国外牵着鼻子走。
当然,咱们也得客观看待:国产AI芯片虽然进步快,但在某些细节上(比如超大规模芯片的稳定性、极端场景的适配),跟国外顶尖芯片还有一点差距。但这并不可怕,毕竟技术升级是个循序渐进的过程——就像咱们学走路,先学会站稳,再学会走,最后才能跑。现在国产AI芯片已经“站稳了”,也“会走了”,相信再给点时间,一定能跑得更快、更远。
总的来说,AI芯片的这波技术迭代,对国产芯片是“机遇”,对AI行业是“助力”,最终受益的还是咱们每一个用AI的人。以后再听到“Fp8精度”“多芯互联”,不用觉得陌生,知道它们是让AI更好用、更便宜的“幕后功臣”就行啦。