超节点算力:国产AI芯片突围“卡脖子”,重塑大模型时代产业版图

温故智新AIGC实验室

TL;DR:

面对大模型时代对算力需求的爆炸式增长与国际半导体供应链的严峻挑战,中国正通过超节点技术加速国产GPU的创新与聚合。尽管在先进制程上面临差距,但通过“多芯多技术路径”和构建开放生态,预计到2027年国产GPU替代率将突破80%,为中国AI产业构筑坚实的“数字底座”。

超节点:大模型时代的算力“聚合体”与效能突破口

在WAIC 2025的舞台上,一股以“超节点”为核心的算力创新浪潮正席卷而来,成为国产AI芯片突围的关键信号。超节点并非简单的硬件堆叠,它代表着对传统算力部署模式的颠覆性进化,旨在解决大模型训练与推理过程中日益凸显的算力瓶颈与能耗挑战。正如沐曦科技展台工作人员所言,超节点是“把多个节点‘拧成一股绳’,实现128卡甚至更高密度的算力聚合”。

其核心技术要义在于:

  • 高密度集成:将多台服务器、数百张AI加速卡整合进单一机柜,例如沐曦科技的超节点机柜可集成128 GPU,超聚变的超级集群系统单柜搭载128张AI加速卡,实现“一柜顶32柜”的算力密度。这极大地节省了宝贵的机房空间和租金成本。
  • 极致能效优化:传统风冷散热在大模型时代庞大的功耗面前显得力不从心。超节点普遍采用_纯液冷技术_,如超聚变应用的第五代100%原生液冷,能够节能20%以上,有效降低运营成本,并为未来更高密度的算力部署奠定基础。
  • 高效内部互联:为了让海量GPU协同工作而不产生通信瓶颈,超节点系统优化了节点内互联技术,例如燧原科技的云燧ESL超节点系统可实现单节点最高64卡全带宽互联。沐曦的旗舰GPU曦云C600更是支持MetaXLink超节点扩展技术,确保了算力集群内部数据流的畅通无阻,这对于动辄万亿参数级别的大模型训练至关重要。

这些创新不再是单一芯片的性能提升,而是从系统级、集群级对算力基础设施进行重构。它回应了“大模型参数量越大,需要的卡越多”这一产业共识,通过将分散的算力“攥成拳头”,从根本上提升了算力集群的“跑起来更快、用起来更省”的综合效能。

国产算力“长征”:瓶颈、韧性与多维突围

尽管超节点算力的集中爆发预示着国产AI芯片的强势进击,但在全球AI算力竞争的“长征”路上,中国仍面临着显著的挑战与瓶颈:

  • 制程代差的“卡脖子”困境:太极股份数字基础设施业务集团总经理孟凡池指出,目前国产GPU企业的主力制程集中在7/12/14纳米,与国际领先的3/4纳米存在明显代际差距,这导致高达_10倍_的性能差异。这种基础层面的差距,限制了国产芯片在最前沿、最高性能需求场景的应用。
  • 算力网络架构的成熟度不足:目前,国产算力在数据数量、接口闭环等标准方面仍处于初级阶段,不同设备间的互联率较低,易出现延迟、带宽瓶颈和网络拥塞。这使得即使拥有先进的智能算法和大量算卡,也可能因调度不畅而无法充分发挥效能。
  • 液冷技术的普及与成本:虽然液冷是解决高功耗散热的必然趋势,但其成熟度、部署成本及配套生态的完善度仍有待提升,这给大规模商业化部署带来了额外挑战。

然而,正是在这些挑战之下,国产AI芯片产业展现出强大的韧性与多维突围的决心。中昊芯英创始人及CEO杨龚轶凡提出**“多芯多技术路径”**的必然选择,他认为当市场体量足够大时,定制化芯片设计的性价比将远超通用器件,可实现2-10倍的成本降低。这种战略性转变,意味着中国AI芯片将不再盲目追逐通用芯片的全面领先,而是聚焦特定应用场景,通过软硬件协同优化,打造_高性价比、高能效_的专用解决方案。同时,面对美国芯片禁令导致英伟达高端GPU进口受阻的现状,国内市场“一卡难求”的饥渴状态,正倒逼着互联网大厂(如阿里、腾讯、字节跳动巨资布局)转向国产替代,这为国产算力提供了前所未有的市场机遇。

2027展望:国产GPU的“替代”与“崛起”的产业版图

全球AI算力需求以每两年_750倍_的速率极速扩张,为国产GPU的崛起提供了历史性机遇。英国皇家工程院院士郭毅可预测,到2027年中国云端AI芯片市场规模将突破480亿美元,国产GPU替代率有望超过80%。这一大胆预测,勾勒出一幅充满潜力与希望的未来图景。

实现这一目标的驱动力,将是技术创新、生态构建和标准引领的协同发力:

  • 持续的技术追赶与突破:尽管存在制程差距,但国内企业正持续投入研发,在芯片架构、互联技术、液冷方案等方面取得阶段性成果。定制化芯片设计路径的探索,也为国产GPU开辟了新的竞争维度。
  • 深度融合的产业生态构建:孤木难成林,国产算力的发展需要全产业链的协同。阶跃星辰联合近10家芯片及基础设施厂商发起**“模芯生态创新联盟”**,旨在推动“芯片—模型—平台”全链路技术贯通。这种上下游、软硬件的深度合作,将加速国产AI生态的成熟和闭环。
  • 国家级标准的制定与开源开放:中国电子技术标准化研究院建立的人工智能国家标准评测基准体系“求索2.0”,为国产芯片设计提供了国家级技术指南,促进了“安全可控、成本优化、场景适配、持续创新”的国产算力体系构建。同时,部分企业开源芯片技术与模型框架,吸引全球开发者参与,加速了国产GPU生态的繁荣和创新。

从资本视角看,对国产算力的投资已不再是简单的商业行为,更上升为国家战略层面的关键布局。在芯片禁令的宏观背景下,大厂们“算力饥渴”的真实需求持续攀升,这为国产GPU提供了持续的增长动能和投资信心。

深层思辨:算力主权的战略高度与文明进阶

超节点算力的扎堆发布,以及国产GPU替代率的乐观预测,其深层意义远超技术与商业范畴。它折射出中国在人工智能时代对算力主权的战略追求,以及对未来数字经济和国家安全的深刻考量。

算力,作为人工智能时代的“新石油”或“新电力”,正成为驱动技术进步、经济转型乃至社会文明进程的核心生产力。当一个国家能够自主可控地提供和优化这一核心资源时,其在人工智能领域的创新能力、产业竞争力乃至地缘政治影响力都将得到显著增强。从“一卡难求”到“超节点集群”,这不仅是技术层面的进步,更是国家意志、产业韧性和创新活力的集中体现。

这种“集体冲锋”的背后,是对未来社会形态的深刻洞察——一个由AI驱动、数据海量涌动、模型复杂演进的未来。超节点技术不仅提升了效率,更提供了一种模式,让中国能够基于自身的技术路径和产业优势,构建一个独立自主、高效协同的AI基础设施。这不仅关乎中国能否在AI大潮中抢占高地,更在于能否确保未来技术发展和应用场景的_安全可控与可持续创新_。它将推动工作方式、生活模式乃至科学发现的深层变革,最终形塑人类文明的下一个篇章。

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