据 IT 之家于 10 月 21 日引述韩媒 ZDNET Korea 报道,英伟达(NVIDIA)下一代 Groq LPU AI 推理加速器芯片有望采用基于 TSV(硅通孔)工艺的 3D 堆叠 DRAM 方案,取代目前以大容量 SRAM 为核心的缓存设计。SRAM 方案的问题在于容量较小,且随着制程推进,密度提升的收益有限。
下一代 Groq LPU 将改用 TSV 3D 堆叠 DRAM
据 ZDNET Korea 报道,当前一代 Groq LPU 采用大容量片上 SRAM 缓存设计,优势是可提供极高的内存带宽(TB/s 级)和确定性的微秒级推理延迟;但 SRAM 的容量上限使其只能运行相对较小的模型(如 Llama-3 70B),无法支持 GPT-4 规模的推理工作负载。TSV 3D 堆叠 DRAM 通过垂直堆叠多层 DRAM 芯片,相较于传统 SRAM,可在相同面积内提供更大的容量;如果转型成功,有望突破当前 Groq LPU 的模型规模限制。
IT 之家注意到,同样采用大容量 SRAM 路线的 Cerebras 也已预告,其 CS-6 将采用 3D 垂直集成 DRAM,显示这一技术路线的转型在推理芯片行业已呈现出一定趋势。
Groq、Cerebras、Tenstorrent 的三种架构策略:分别针对不同推理瓶颈
根据公开资料,三家推理芯片公司的核心架构方向如下:
Groq LPU:确定性处理器,无缓存、无分支预测、无推测执行;所有模型权重均存储在片上 SRAM 中,带宽达到 TB/s 级;可提供可预测的微秒级延迟,适合对延迟高度敏感的应用(聊天机器人、代码助手、实时翻译);但受 SRAM 容量限制,无法运行 GPT-4 规模的模型。
Cerebras CS-3:晶圆级单芯片,所有核心共享同一一致性内存结构;对于 700 亿参数模型,全部核心都可访问所有权重,无需跨越芯片边界,从而消除类似 NVLink 的芯片间通信开销。
Tenstorrent(Wormhole/Blackhole):由 Jim Keller 领导,采用由简单处理器构成的网格架构,并配合 Metalium 数据流编译器;同时面向数据中心(75 瓦)和边缘端(10~15 瓦)部署,目标市场包括汽车 OEM、工业自动化和消费电子。
市场细分:训练仍由英伟达主导,延迟敏感型推理由 Groq/Cerebras 负责
根据行业分析,AI 硬件市场已形成清晰的细分格局。训练领域仍是英伟达绝对主导的市场,CUDA 生态系统、成熟框架以及工程师对其的熟悉程度构成了真正的护城河,推理芯片初创公司既无意也无法在这一领域展开竞争。对于延迟高度敏感的数据中心推理场景(如聊天机器人和语音界面,这类应用对首个令牌的响应时间有严格要求),Groq 和 Cerebras 是主要竞争者;对于以吞吐量为优化目标的批处理工作负载(如批量文件摘要),GPU 仍具备竞争力。
Tenstorrent 则聚焦于边缘推理,相信 AI 推理将逐步向设备、车辆和工业系统端迁移;按设备数量计算,这一市场远大于数据中心推理市场。
值得注意的是,推理领域受到 CUDA 锁定的程度相对较弱——推理只需要前向传播图,可通过 ONNX、Apache TVM 等编译路径移植到非 CUDA 硬件上。Groq 的编译器即可直接接受 ONNX/SafeTensors 格式,无需任何 CUDA 代码。
2028 年市场预测:细分格局,而非赢家通吃
根据行业分析,对 2028 年 AI 硬件市场格局较有把握的预测是,市场将进一步细分,而非由单一厂商主导:英伟达将继续主导训练和大规模推理基础设施;Groq 将在延迟敏感型推理市场占据一定份额;Cerebras 将服务于重视内存一致性的大型模型推理客户;Tenstorrent 则将在边缘推理领域取得进展,并有望进入汽车产业。
这一格局反映了半导体市场长期以来的演进规律:从通用 CPU 到图形、网络、加密等各类专用芯片,AI 硬件也正在沿着相同路径发展,而推理领域的初创公司正是当前周期中的专用芯片厂商。
常见问题
英伟达 Groq LPU 下一代为何要从 SRAM 转向 3D 堆叠 DRAM?
据 ZDNET Korea 报道,现有 SRAM 方案的主要限制是容量相对较小,且随着制程推进,密度提升的收益有限;3D 堆叠 DRAM(采用 TSV 工艺)可在相同面积内提供更大的容量,有助于突破 Groq LPU 目前只能运行中小型模型的瓶颈。
Groq LPU 的核心架构优势是什么?
根据公开资料,Groq LPU 是确定性处理器,无缓存、无推测执行,每个操作都在固定数量的周期内完成;所有模型权重均存储在片上 SRAM 中,可提供 TB/s 级带宽和微秒级推理延迟,适合需要可预测响应时间的延迟高度敏感型应用。
Groq、Cerebras、Tenstorrent 的市场定位有何不同?
根据行业分析,Groq 和 Cerebras 主要竞争延迟高度敏感的数据中心推理市场;Tenstorrent 则同时面向数据中心和边缘端(汽车、工业、消费电子),以低功耗设计支持边缘 AI 推理场景。
推理领域为何比训练领域受到的 CUDA 锁定更弱?
根据技术分析,训练需要针对分布式多节点系统进行深度的 GPU 特定优化(如环形全归约),因此极难移植;推理只需要模型权重和前向传播图,可通过 ONNX、TVM 等标准路径编译到非 CUDA 硬件上。Groq 的编译器可直接接受 ONNX/SafeTensors,无需 CUDA 代码便可运行,就是一个例子。
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