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AI 加速芯片术语表

性能指标​

TFLOPS(Tera FLOPs)​

每秒万亿次浮点运算,衡量芯片的浮点计算能力。常用精度包括:

  • FP64(双精度):科学计算,HPC 领域
  • FP32(单精度):传统 AI 训练精度
  • FP16(半精度)/ BF16:混合精度训练主流格式
  • FP8:新一代训练/推理精度,Blackwell、Hopper 支持
  • FP4:推理优化精度,Blackwell 架构引入

例:NVIDIA H100 SXM5 的 FP8 算力为 1,979 TFLOPS

TOPS(Tera Operations/s)​

每秒万亿次整数运算,通常用于 INT8 精度推理场景。INT8 算力通常是 FP16 的 2 倍、FP32 的 4 倍。

例:昇腾 910B 的 INT8 算力为 640 TOPS

显存与带宽​

术语说明
HBM (High Bandwidth Memory)高带宽内存,通过 3D 堆叠技术实现极高带宽,主流为 HBM2e / HBM3 / HBM3e
GDDR (Graphics DDR)图形专用内存,成本低于 HBM,消费级和专业级 GPU 常用(GDDR6 / GDDR7)
显存带宽 (Memory Bandwidth)显存每秒可读写的字节数,单位 GB/s。对于大模型推理至关重要
SRAM (Static RAM)片上静态缓存,速度极快但容量小。Groq LPU 用 230MB 片上 SRAM 替代 DRAM

带宽公式:带宽 = 显存频率 × 位宽 ÷ 8

互连技术​

术语说明
NVLinkNVIDIA 专有高速 GPU 互连技术,第五代达 1.8 TB/s 双向带宽
NVLink-C2CNVIDIA 芯片级互连,用于 Grace CPU + Hopper GPU 超级芯片
InfiniBand高性能网络互连标准,AI 集群中用于跨节点通信(400Gb/s NDR 为主流)
PCIe (PCI Express)通用外设互连,GPU 和主机间的主要接口。PCIe 5.0 x16 带宽约 64 GB/s
CXL (Compute Express Link)新型 CPU-内存/加速器互连标准,基于 PCIe 物理层
OAM (OCP Accelerator Module)开放计算项目定义的加速器模组外形标准

计算架构​

术语说明
Tensor CoreNVIDIA GPU 中的专用矩阵运算单元,从 Volta 架构开始引入,现已是 AI 计算核心
Transformer EngineNVIDIA Hopper/Blackwell 架构中的专用 Transformer 加速单元,自动管理 FP8/FP16 精度切换
MIG (Multi-Instance GPU)NVIDIA A100/H100 支持的 GPU 虚拟化技术,将一个物理 GPU 分割为多个独立实例
3D Cube华为达芬奇架构中的矩阵计算单元,专为矩阵乘法加速设计
TSP (Tensor Streaming Processor)Groq LPU 的处理器架构,基于确定性时序执行,延迟极低

软件栈​

术语说明
CUDANVIDIA 的并行计算平台和编程模型,AI 计算领域事实标准
ROCmAMD 的开源 GPU 计算平台,兼容 CUDA 编程模型
oneAPIIntel 的统一编程模型,支持 CPU/GPU/FPGA 异构计算
CANN华为昇腾的 AI 计算框架,对标 CUDA
MUSA摩尔线程的 GPU 计算平台,兼容 CUDA API
cuDNNNVIDIA 深度神经网络加速库,提供卷积、归一化等算子优化实现
TensorRTNVIDIA 推理优化引擎,支持模型量化、层融合等优化
vLLM高性能 LLM 推理引擎,支持 PagedAttention 连续批处理
llama.cpp轻量级 LLM 推理框架,支持 CPU/GPU 混合推理,主打量化模型部署

部署架构​

术语说明
SXM (Server eXpansion Module)NVIDIA 数据中心 GPU 的板载接口形态,带宽高于 PCIe
NVL (NVLink)NVIDIA 通过 NVLink 互联的多 GPU 配置(如 H100 NVL 双卡)
超级芯片 (Superchip)将 CPU 和 GPU 通过高速互连封装在一起(如 NVIDIA Grace Hopper、GB200)
TDP (Thermal Design Power)热设计功耗,单位 W。AI 集群中 H100 ~700W,B200 ~1000W
HPC (High Performance Computing)高性能计算,通常指科学计算而非 AI 推理

模型相关​

术语说明
LLM (Large Language Model)大语言模型,如 GPT-4、Llama 3、Qwen 等
MoE (Mixture of Experts)混合专家架构,将模型拆分为多个专家子网络,推理时只激活相关专家,降低计算量
量化 (Quantization)将模型权重从 FP16 压缩到 INT8/FP4/INT4,减少显存占用和计算量
蒸馏 (Distillation)用大模型训练小模型,保留大部分能力的同时大幅降低计算需求
批处理 (Batch)同时处理多个推理请求,提高 GPU 利用率和吞吐量
TTFT (Time to First Token)首 token 延迟,衡量推理响应速度的关键指标
TPOT (Time per Output Token)每输出一个 token 的时间,衡量推理吞吐的关键指标

芯片分类​

分类全称典型应用
GPUGraphics Processing UnitAI 训练与推理(通用性最广)
NPUNeural Processing Unit端侧 AI 推理、边缘计算
TPUTensor Processing UnitGoogle 生态内的训练与推理
LPULanguage Processing Unit专为 LLM 推理优化
IPUIntelligence Processing UnitGraphcore 设计的 AI 训练加速器
DPUData Processing Unit数据中心网络与数据卸载
FPGAField-Programmable Gate Array可重配置的 AI 推理/信号处理
ASICApplication-Specific IC专用 AI 训练/推理加速