做AI芯片调研的人基本都有同一种体会:名单好找,细节难抠。“30家国产AI芯片厂商调研报告”写到第二篇,我反而比写第一篇更谨慎。第一篇解决的是“市面上到底有哪些玩家”,这一篇必须回答“这些玩家到底能不能用、怎么用”。如果把官网参数抄一遍,那叫转贴,不叫调研。真正的调研是要把芯片产品、软件工具链、交付形态、真实落地情况放在同一个坐标系里比。这篇文章我会从六家最具代表性的厂商入手,讲清楚我评估国产AI芯片时看什么、踩过哪些坑,以及按什么顺序去验证一张卡是不是真的靠谱。适合正在做AI基础设施选型、大模型部署,或者想系统了解国产AI芯片生态的读者,也适合把这篇当方法论文档来参考的从业者。
1. 为什么要把30家厂商放在一起看
1.1 调研报告的定位与筛选口径
这个系列说的“30家”,不是随便从新闻稿里凑出来的名单,而是有一套相对明确的筛选口径。我定的标准有三个:必须有自研芯片且有过流片或量产记录;必须有对开发者开放的软件文档或工具链;必须有可验证的落地案例或在售产品。三条同时满足,才纳入调研池。这样做的原因很简单:AI芯片行业里“PPT选手”并不少,有人今天宣称要做大算力芯片,明天又转向边缘推理,项目能不能兑现,要看流片记录和客户案例,而不是看发布会。
按照这个标准,调研对象大致分成三类:独立的芯片设计公司,比如寒武纪、燧原、沐曦、壁仞;有系统或整机背景的厂商,比如华为昇腾、海光;以及互联网大厂旗下的芯片团队,比如百度的昆仑芯。三类公司的打法完全不同,独立设计公司往往更激进,愿意为特定客户定制;系统型厂商通常软硬一体,交付颗粒度更大;大厂芯片团队大多先服务自家业务,对外销售时会连带一套云原生工具。第二篇我重点拆解独立设计公司和系统型厂商里的六个样本,这样对比起来更有代表性。
1.2 为什么现在值得重做这份调研
最近半年,我明显感觉到选型问法变了。以前客户问的是“某家芯片算力多少、显存多大”,现在问得最多的是“我的模型能不能直接在这个卡上跑”“跑起来和GPU差多少”“算子报错谁来处理”。这三个问题背后是同一个诉求:AI芯片已经不是拿来跑benchmark的玩具,而是要放进真实业务里长期稳定运行的算力底座。大模型推理需求起来之后,大家不再只盯着单卡浮点能力,而是关心多卡互联、推理延迟、工具链完整度、甚至售后响应速度。
所以这个时间点重新梳理国产AI芯片,比两年前有价值得多。两年前很多芯片还处在“能点亮、能跑通demo”的阶段,现在多数厂商已经有真实客户,有可量产的板卡和服务器,也有了一批从实践中踩出来的问题清单。把这些真实情况整理成一份能指导选型的调研报告,是我写这个系列的核心目的。第二篇会先把评估维度讲透,再逐个拆厂商,最后给出一套可复用的验证方法。
2. 评估国产AI芯片的核心维度
2.1 有效算力比峰值算力重要
很多人评估AI芯片第一眼看算力,FP16多少TFLOPS,INT8多少TOPS,数字越大越厉害。这个习惯在国产AI芯片上特别容易踩坑,因为各家的统计口径并不一致。有的标稠密算力,有的标稀疏算力,有的标FP16的峰值,有的标BF16的峰值,还有的标TF32。不从精度和稀疏度两个维度归一化,数字之间根本没有可比性。
更关键的是,峰值算力在实际模型里几乎跑不到。判断一张卡的真实能力,要看三个东西:内存带宽、互连带宽、编译器优化能力。举一个典型场景:大模型推理的decode阶段,每生成一个token都要把模型权重从显存搬到计算单元,这个阶段是典型的内存瓶颈。假设一个模型权重有70GB,batch size是1,单次推理的计算量很小,但显存搬运量很大。这时候哪怕芯片算力再高,带宽不够,实际吞吐照样上不去。我习惯用计算访存比来估算:一个矩阵乘法的计算量是2MNK,访存量大约是MN+MK+NK,两者相除得到算术强度。算术强度高的算子,比如大矩阵乘法,吃算力;算术强度低的算子,比如逐元素操作和attention里的softmax,吃带宽。所以一份合格的调研报告,必须把训练场景和推理场景分开评估,不能一个算力数字走天下。
2.2 工具链和生态是真实护城河
算力是入场券,工具链才是分水岭。一张芯片想要真正用起来,至少要有这么几层软件:硬件驱动和运行时、算子库、编译器、调试分析工具、主流框架适配层。很多国产芯片厂商起步晚,第一代产品先把硬件做出来了,软件只提供了基础算子,跑个ResNet没问题,一到Transformer、FlashAttention这类复杂模型就抓瞎。原因是这些模型依赖大量融合算子,需要编译器做算子融合、内存规划、异步流调度,这些能力不是靠堆人短期能补上的。
我评估工具链时,会重点看四件事:第一,PyTorch适配到什么版本,官方有没有预编译wheel,能不能用conda或pip直接装;第二,算子库覆盖了多少个常用模型,尤其是Transformer家族;第三,有没有成体系的profiler工具,能不能看到每个算子的耗时和GPU利用率;第四,自定义算子是否开放,用户能不能写一个简单的kernel注册进去。这四项如果都能打高分,这张芯片才值得进入POC阶段。工具链不全的芯片,哪怕送测,也会消耗团队大量时间在“调兼容性”而不是“做业务”上。
2.3 交付形态决定落地难度
调研过程中,我还特别关注产品以什么形态交付。同样是AI芯片,有的做成PCIe板卡,可以插进现有服务器;有的做成OAM加速卡,必须用配套的整机;还有的直接交付训推一体机,开箱即用。很多选型团队忽略了这个差异,等到采购时才发现,看中的卡只能整机交付,原有IDC机房放不下,或者供电和散热不匹配,项目周期直接被拉长。
我的建议是把交付形态和业务场景绑定看。有自建集群和运维能力的团队,优先选PCIe板卡,灵活度高,可以混插;追求快速上线、不想碰底层硬件的团队,直接买整机或一体机;如果是边缘场景,比如工厂质检、园区安防,要看有没有低功耗的盒子或模组形态。互连也是交付的一部分,多卡训练必须看卡间互连带宽,能不能做Large Model并行;推理场景要关心是否支持卡间P2P通信,不能只靠PCIe总线绕一圈。这些参数在规格书里往往藏在很后面,不看细节很容易漏掉。
3. 第二篇重点厂商拆解
3.1 华为昇腾:软硬一体的大算力样板
昇腾是绕不开的样本。它不是单纯的芯片厂商,而是从芯片、服务器、网络到软件栈全栈覆盖。昇腾产品线分训练和推理两条,910系列主打训练,310系列主打推理,软件层有CANN和MindSpore,推理引擎有MindIE,同时对PyTorch也提供了适配路径。实际调研中,昇腾最突出的优势是工程化能力,大集群训练的通信优化、梯度同步、断点续训这些工作投入很大,不是所有创业公司都做得起。
我的判断是,不要把昇腾当成一张普通AI芯片来评估,要把它当成一个围绕昇腾优化过的AI计算平台。好处是软硬协同,踩坑率可能更低;代价是学习成本和迁移成本都高,团队里最好有人专门研究CANN和MindIE的优化技巧。对能力强的技术团队,这是一条值得认真做POC的路线;如果团队只想“无缝替换GPU”,那昇腾的学习曲线会比预期陡。
3.2 寒武纪:训推一体的老牌选手
寒武纪是国内最早一批做AI芯片的公司,早期做过IP授权,后来转向自研MLU系列加速卡,产品线覆盖训练、推理和边缘场景。调研寒武纪要重点看它的思元系列如何平衡训练和推理,以及Neuware软件栈对PyTorch的兼容程度。过去行业内对寒武纪的印象是“芯片参数不错,软件还在追赶”,这些年软件迭代明显加快,一些关键模型的适配已经能跟上节奏。
从落地角度看,寒武纪在互联网、金融、科研等对算力稳定性要求高的场景里有不少案例,这一点比很多新创公司更有说服力。但它同样面临生态爬坡问题,很多第三方库和开源工具还是要自己适配。我的建议是:如果团队愿意投入一段时间做软件适配,寒武纪是值得纳入候选池的;如果要求“拿到手就能跑”,必须事先确认好模型版本和算子覆盖清单。
3.3 海光信息:CPU加DCU的组合路线
海光的特殊性在于既有x86 CPU又有DCU加速卡,是国内少见的“CPU+GPGPU”双产品线厂商。DCU虽然在架构上走的是类CUDA生态路线,但并不能简单理解成和CUDA完全兼容,实际使用时还是有差异。对于已经在用海光CPU搭建服务器的客户,DCU天然有一个优势:整机平台可以统一,硬件维护和驱动管理都更省心。
调研海光时,我特别关注它的DCU在大模型训练上的表现。通用计算底子厚是它的优势,但在AI专用优化上,比如FlashAttention这类融合算子的深度优化,可能不如专为AI设计的芯片做得激进。所以海光的定位更适合那些看重整体平台稳定性、希望CPU和加速卡统一采购和运维的团队。如果在已经采购的海光服务器旁边想加一张AI加速卡,DCU的低迁移成本是一个加分项,但还是要拿自己的模型实测算力。
3.4 燧原科技:聚焦大模型训推的中坚力量
燧原算是踩准了大模型节奏的一家公司。它的云燧系列主要面向AI训练和推理,自研的邃思芯片和配套软件栈,目标是覆盖从训练到推理的全流程。这类聚焦型创业公司最大的特点是产品定义更贴近新兴需求,比如更大显存、更高带宽、为Transformer做了专门的算子优化,这些在大模型项目里都是实打实的加分项。
调研燧原时,我会更关注规模化部署能力。单卡性能只是一部分,能不能支撑几十卡甚至上百卡的集群训练,互联方案是否成熟,调度平台有没有适配,这些才是大模型客户真正关心的。燧原的技术路线是奔着规模化去的,但规模化能力和头部厂商之间还有差距。对中等规模算力需求、愿意和厂商深度协作的团队来说,燧原值得列入备选。
3.5 沐曦:用类CUDA生态降低迁移成本
沐曦是后起之秀,成立时间不长,但产品线铺得很完整,曦思面向推理,曦云面向训练,曦智聚焦图形计算,覆盖了不同算力场景。看得出团队想走一条“高算力、通用性、易迁移”的路线。实际调研中,我发现沐曦对PyTorch生态的适配态度非常积极,也强调类CUDA的开发体验,这能显著降低已有GPU代码的迁移成本。
但“降低迁移成本”和“零成本迁移”是两回事。基础算子的翻译和适配相对容易,一旦业务代码里出现自定义kernel、小众算子库或者依赖特定通信模式的逻辑,就会遇到兼容性问题。所以对沐曦这类厂商,我的调研建议是:不要只跑官方提供的benchmark,一定要在POC里复现你们的真实模型结构,最好再准备一两个自定义算子现场测试。如果这些都能跑通,它的易用性价值就真正发挥了。
3.6 壁仞科技:高算力大芯片的激进路线
壁仞从成立起就选择了大芯片路线,第一代产品就瞄准了高算力市场,试图用更大的芯片面积和更强的算力切入AI加速场景。这个思路有利有弊:好处是纸面性能足够亮眼,适合被纳入高算力项目候选;挑战在于大芯片的功耗、散热和良率控制,以及配套软件栈能不能把高算力真正释放出来。
调研壁仞时,我会把重心放在功耗和实际可用算力上。一个芯片如果峰值算力很高,但功耗过高导致必须用液冷,很多机房部署条件就不满足了。另一个重点是软件成熟度,高算力硬件如果没有成熟的并行编程模型和算子库,用户很难把纸面性能跑出六成以上。所以壁仞能不能成为主流选择,不只看下一代芯片的算力数字,还要看它把多少资源投在了软件工具链上。
3.7 一张表看清六家厂商的定位
| 厂商 | 核心产品定位 | 主要交付形态 | 生态特点 | 适合场景 |
|---|---|---|---|---|
| 华为昇腾 | 软硬一体训练与推理 | OAM板卡、整机、集群 | CANN/MindSpore全栈 | 大模型训练、规模化推理 |
| 寒武纪 | 训练推理一体MLU | PCIe板卡、加速卡 | Neuware、定制PyTorch | 互联网、金融、科研 |
| 海光 | CPU+DCU组合 | 服务器整机、PCIe板卡 | 类CUDA生态 | 通用计算与AI混合负载 |
| 燧原科技 | 大模型训练推理 | 训练卡、推理卡 | 自研软件栈 | 大模型训推集群 |
| 沐曦 | 高算力通用GPU | 板卡、整机 | 类CUDA、积极适配PyTorch | 追求低迁移成本的项目 |
| 壁仞科技 | 高算力大芯片 | OAM板卡、整机 | 软件栈仍在追赶 | 高算力预算下的备选 |
这张表不是为了分排名,而是给不同需求的团队做初步筛选。真正做选型时,必须按你自己的模型、数据规模和部署环境,对每一项做加权打分。
4. 调研过程中容易被低估和高估的环节
4.1 被低估的编译器与算子融合
大部分调研报告会把篇幅花在硬件参数上,比如制程、HBM容量、互连带宽,但真正决定一张国产AI芯片能不能跑到80%以上利用率的关键,往往是编译器。同一个Transformer模型,在不同芯片上跑,性能差距可以拉到两倍以上,其中很大一部分来自编译器有没有做算子融合。Reshape、Transpose、MatMul这三个算子如果分开计算,每步都要把中间结果写回显存再读出来;如果能融合成一个执行流,访存量会显著下降。这就是编译器优化的价值。
我评估厂商时,会专门去翻编译器文档,看它支持哪些IR优化、能不能自动做tiling和内存复用、有没有开放自定义算子注册。更直接的办法是拿一个FlashAttention类的模型在芯片上跑profiler,看每个算子的实际耗时占比。如果大量时间花在数据搬运上,说明编译器融合做得不够好。这个环节不好量化,但对真实性能影响极大。
4.2 被高估的峰值算力和厂商benchmark
厂商提供的benchmark普遍存在三种“修饰”:第一个是选场景,挑自己芯片最容易发挥的模型;第二个是选精度,用稀疏算力替代稠密算力;第三个是选配置,用最大显存版本、最优软件版本和特定batch size跑出的结果。这些数字不是假数据,但放在你自己的业务场景里,参考价值有限。
我习惯在POC阶段先跑一套自己的微基准,用固定shape的矩阵乘法、Transformer推理、常见CNN模型做交叉验证。再用厂商提供的profiler看实际利用率,如果利用率长期低于50%,就要追问瓶颈是带宽、互连还是编译器。峰值算力只是上限,有效算力才是真实产能。这个道理在国产AI芯片里格外重要,因为各家的软件成熟度差异远大于硬件规格差异。
4.3 兼容CUDA的翻译层成本
现在不少国产芯片主打“兼容CUDA生态”,想把自己的产品包装成GPU的直接替代品。这个策略对市场是对的,但调研时一定要分辨“原生支持”和“翻译兼容”。翻译层通常能把常见算子转成芯片的原生指令,但CUDA生态不只有算子,还包括内存管理、流同步、通信库、第三方优化库等一整套运行时。你的项目如果深度依赖这些组件,翻译层遇到长尾问题时,排查成本很高。
我在和厂商交流时,一般会准备一个自定义算子,比如自研的position encoding或者特殊的attention mask处理,要求对方在POC中实际跑通。如果某个算子翻译层搞不定,厂商能提供的支持是什么?是临时改工具链,还是让你绕过这个算子?这个问题的答案,比任何“兼容xx%”的宣传都更能说明生态成熟度。
5. 常见问题与调研技巧实录
5.1 拿到规格书先看哪五个参数
规格书动辄几十页,但我会优先锁定五个参数。第一,显存带宽和容量。推理场景里带宽决定吞吐,容量决定能不能装下大模型。第二,卡间互连带宽。多卡训练能不能高效并行,全看互连方案。第三,算力的精度口径。FP16、BF16、TF32、INT8要分开看,不能只看最大数字。第四,功耗和散热规格。PCIe板卡和OAM板卡的功耗范围完全不同,直接影响效率和机房部署。第五,框架适配版本。一定确认是否支持你当前使用的PyTorch版本,以及对应wheel是否提供离线安装方式。
这五个参数是我和厂商沟通时必须逐项确认的。很多时候销售给的是一页纸的卖点,而我拿到的规格书里藏着真正影响选型的信息。把这些参数归一化之后,再去做横向对比,比看十份宣传PPT都有效。
5.2 评估工具链的五个实测动作
我把工具链评估拆成五个动作,每次做POC时都会执行一遍。
第一个动作:安装官方Docker镜像,用PyTorch跑一遍ResNet-50训练。这一步能验证框架适配和环境部署是否顺畅。如果在最基础的CNN模型上都出现报错,后续就不用谈了。
第二个动作:跑一遍Transformer模型的生成测试,记录首token时延和稳定输出吞吐。这一步看推理链路的优化水平,很多芯片跑CNN不错,一上Transformer就露馅。
第三个动作:开启profiler,导出算子耗时明细。我要看的是模型里算子的实际占比,有没有明显的访存瓶颈,以及编译器做了哪些融合。这一步是判断有效算力的关键。
第四个动作:写一个简单的自定义算子,尝试注册到官方工具链里。这一步验证开放程度。如果自定义算子完全不可行,说明芯片的软件栈不够通用,后续业务会非常被动。
第五个动作:拔掉外网,在隔离环境里重新安装SDK和依赖,确认离线可用。很多行业场景不允许在线拉包,如果工具链有在线激活或联网依赖,对部署是致命伤。
这五个动作做完,我对一张卡的判断基本就有底了。数字再好看,最终都要落到“能不能跑我自己的模型、能不能离线部署、出了问题谁负责”这三个实际问题上。
5.3 我踩过的坑和后续计划
这段时间调研下来,我有几个印象深刻的教训。一个是只看“适配PyTorch”这个宣传词,结果发现适配的只是某个旧版本,项目里用的新版本特性根本跑不了,最后花了两周才把环境对齐。另一个是把整机性能当成单卡性能,厂商给的是八卡集群的测试数据,单卡实际表现差很多。还有一个是低估了INT8量化的工作量,厂商说支持INT8,但你的模型能不能量化到INT8,量完之后精度损失多少,都需要自己评估。
这个系列我已经在整理第三批厂商了,重点会看推理专用芯片和端侧AI芯片,它们和通用大算力路线会是很不一样的逻辑。如果你最近也在做类似的国产AI芯片选型,我的建议是不要急着看下一家,先把自家模型、部署环境、团队维护能力三个条件写清楚,再拿着这套评估维度去填厂商信息。这样调研报告才能真正变成一份可以指导采购和落地的文档,而不是一堆整理过的新闻摘要。