#Google TPU

RamenPanda
3个月前
大白话讲解谷歌TPU VS GPU #### 1. TPU 诞生的真正原因(2013-2015) - Google 谷歌发现:如果每个安卓用户每天用语音搜索 3 分钟,现有 CPU/GPU 算力要让全球数据中心翻倍。 - 结论:必须自研 ASIC 专门跑矩阵运算(神经网络推理),否则 AI 成功会把自己“撑死”。 - 从立项到量产仅 15 个月,2015 年就已经在 Google 搜索、地图、照片、翻译背后悄悄运行。 #### 2. TPU vs GPU 的本质区别 - GPU:通用并行处理器,背着“图形渲染”历史包袱(缓存、分支预测、复杂调度等)。 - TPU:极简“领域专用架构”(Domain-Specific Architecture) - 核心是 **Systolic Array(脉动阵列)**:权重只加载一次,数据像血液一样单向流动,几乎不回写内存,彻底解决冯诺依曼瓶颈。 - 最新一代 TPU v7(Ironwood,2025 年 4 月发布)单芯片规格: - 4,614 TFLOPS(BF16) - 192GB HBM(与 Blackwell B200 相同) - 内存带宽 7,370 GB/s - 性能/功耗比比上代 v6e(Trillium)提升 100% #### 3. 真实性能对比 - 推理场景下,TPU 性价比普遍比 Nvidia GPU 高 30%-100%(看具体工作负载) - 典型说法: - “同样的钱,8 张 H100 的活,1 个 TPU v5e Pod 就能干” - “TPU v6 比 Hopper GPU 省电 60-65%” - “老一代 TPU 降价极狠,新一代出来后上一代几乎白送” - 即使 Jensen Huang 也承认:ASIC 里只有 Google TPU 是“special case”。 #### 4. TPU 普及的最大障碍 - 生态锁死:程序员大学学的是 CUDA + PyTorch,TPU 用 JAX/TensorFlow(虽已支持 PyTorch,但库仍不完善) - 只能在 Google Cloud 用(AWS/Azure 都没有),数据迁移成本(egress fee)极高,企业不敢 All-in - 目前主要赢在推理,训练虽强但 CUDA 生态仍占优势 #### 5. 对 Google Cloud 的战略意义 - AI 时代云服务毛利率从 50-70% 暴跌到 20-35%,因为大家都在给 Nvidia 打工(Nvidia 毛利 75%)。 - 谁能用自研 ASIC 摆脱 Nvidia,谁就能重回 50%+ 毛利。 - 三大云厂商自研 ASIC 进度:**Google TPU >> AWS Trainium > Azure MAIA** - Google 已把 TPU 设计前段(RTL)全部握在自己手里,Broadcom 只做后端物理实现,Broadcom 毛利率被压到 50% 左右。 - 内部:Google 搜索、Gemini、Veo 等全部用 TPU 推理;对外 GCP 客户要 Nvidia 才给 Nvidia。 - **TPU 是 GCP 在 AI 时代翻盘、抢回云市场份额的最大王牌**。 - Google 正疯狂扩产 TPU v7(Ironwood) - 外部客户 2025 年底才开始大规模拿到 - 业内预计 2026 年 Google TPU 出货量将出现爆发式增长(与你之前那张 UBS 报告提到的“Google TPU v7p 明显放量”完全吻合) **总结:** Google TPU 是目前唯一真正能和 Nvidia 掰手腕的自研 AI 芯片,尤其在推理时代具备压倒性性价比优势,未来 5-10 年将是 Google Cloud 最大护城河,也是台积电 CoWoS 封装需求暴涨的最重要驱动力之一。
范凯谈AI
3个月前
我这两天仔细研究了一下Google的TPU,简单写一下我的初步结论: 1. Google TPU在特定的场景下,例如超大规模模型训练(万卡)和推理上,能效比超过了同等算力的英伟达GPU,能效比应该至少提升30%,也有说更高的。 为啥TPU强? 除了TPU是更有针对性的ASIC之外,TPU为大规模并行计算做了硬件的优化(光互联)和软件的优化(JAX/XLA),从理论上就优于更加考虑通用性和兼容性的GPU。 2. Google的TPU也拥有一个虽然规模小很多,但是完整的软硬件生态,就是JAX/XLA/TPU,类似于英伟达的Pytorch/CUDA/GPU。 如果说英伟达的生态是PC/Windows组合的话,Google就是Mac/MacOS组合。英伟达是大众普及型,兼容性好,市占率高;而Google是小众的,兼容性差,专业用户心头好。 只有那些极致追求性能,并且需要超大规模训练和推理的厂商有必要使用JAX/XLA/TPU,其他人其实没啥必要,得不偿失。 当然Mac机也可以跑Windows,PC机也可以装MacOS,所以马斯克的xAI虽然使用英伟达的H100 GPU,但用的是JAX,为了追求极致的压榨性能。 3. 想要自研AI芯片的,你得能搞出来一整套JAX/XLA/TPU来。Google搞TPU和Tensorflow/JAX有好多年历史了。其他想要复制Google自研芯片的,无论是AMZN,MSFT,META,我的判断是:没戏! 因为你不是找AVGO设计ASIC芯片那么简单的事情,你要配合设计XLA编译器,设计JAX这样的并行计算框架,现有的软件还要适配和兼容,那就不是两三年可以搞定的。更何况AMZN,MSFT,META自己训练模型都没搞出来啥成果,你还搞更底层的?不配啊! 所以结论:Google的成功不可复制。 4. Google会不会卖TPU,冲击英伟达的主营业务? 从逻辑上来说基本不可能。因为TPU只有在超大规模训练和推理上有明显优势,但兼容性差,会JAX的程序员也少,编程门槛还很高。因此TPU在非大型客户市场,根本不具备竞争力。 而大型的潜在客户无非就是那几个:OpenAI,Anthropic,AMZN,MSFT,META,xAI,Oracle。不是大模型厂商,就是云厂商。 OpenAI是Google的模型直接竞争对手,AMZN和MSFT是Google的云市场直接竞争对手,你说Google会不会资敌?我说不会。 而xAI呢,马斯克和OpenAI,Google都是死敌。 Anthropic倒是Google投资的,所以Anthropic租用Google云的TPU训练Claude模型。而META现在求着Google想买TPU,这两家竞争关系不那么强,我猜大概率也不会卖。 这么算下来,其实直接卖TPU没多少市场的。所以Google的现在做法就是在云上卖TPU算力,这个就香多了。想追求极致能效比的大规模推理,又不想自己建机房的,用Google云服务不就是最好的吗? 5. 对英伟达的冲击:有,但是没有那么强。 前面说了,Google的成功不可复制。所以其他客户还是会买英伟达。真正减少的市场份额主要是两类: 1. Google自己会减少对英伟达GPU的采购需求; 2. 租用Google云端TPU的厂商,例如Anthropic会减少对英伟达GPU的采购需求; 所以英伟达在未来的2-3年内,可能统治力会稍有下降,例如AI算力芯片的市占率从90%缓慢下滑到80%左右。但我认为并不会改变英伟达的商业逻辑。 就像苹果Mac电脑的普及,虽然让Windows的市占率从99%下降到了90%。但不改变Windows的垄断格局。最终颠覆Windows的是PC市场饱和了,然后手机市场兴起了。 6. Google确实现在很厉害,非常厉害 1. AI算力上,在超大规模的模型训练和推理方面,拥有了完整的生态闭环:JAX/XLA/TPU,不输英伟达; 2. AI Infra上,Google Cloud虽然市占率不如AMZN和MSFT,但成长速度很快。而且TPU的租赁费用相比GPU还有价格优势; 3. AI模型上,Gemini 3在很多方面完全不输GPT-5.1,甚至有超越,基于云成本优势,Gemini可以提供更便宜的API调用价格,这样反过来还能提供Gemini优势; 4. AI产品上,搜索+AI Mode;知识产品Notebook LM;还有生成式UI这样惊艳的创意。考虑到Google海量的C端用户体量,实际上非常有希望。 关键是Google在以上的AI领域形成了一个从硬件、基础设施、模型和产品的完整闭环,还能互相加强。 所以我的结论就是:在英伟达已经有不小仓位的情况下,我打算把本来加仓英伟达的钱留给Google了。