Google 日前在官方博客中公布,他们扩展了第八代 TPU(张量处理单元)产品线,新增 TPU 8tx 与 TPU 8i Max 两套系统:前者面向安全机密推理,后者面向超大上下文窗口。今年 4 月 Google Cloud Next 上,Google 已推出面向大规模训练的 TPU 8t 和面向实时推理的 TPU 8i;TPU 8t 的训练性能较上一代最高提升 2.7 倍,TPU 8i 的推理性价比提升 80%。附带一提,Google一年内推出四款 TPU 系统,这还是第一次。

Google 十余年前为内部的语音识别与翻译需求设计了 TPU,如今用它训练和服务 Gemini 模型、承载智能体负载,也允许客户把 TPU 直接部署到自有数据中心;TPU 业务已有接近 100 家客户。Google 称,计算规模正从以人为单位转向以智能体为单位,企业需要能跨海量上下文窗口推理的加速器,部分强监管客户要求专用加密能力。芯片和系统不是一回事:芯片要在晶圆上排布数十亿晶体管,制造周期长达数年;系统则是把芯片周边的计算、网络与存储组合起来。Google 从第一代 TPU 起就采用模块化设计,数月内即可交付一套专用超算。

TPU 8tx 面向处理敏感数据的受监管企业与政府,也适合小规模训练。数据在存储和传输时加密,进入内存处理时仍须解密;Google 沿用了 TPU 8t 的硅片,为 8tx 配上第五代 AMD EPYC CPU 主机,并把安全做进硬件层,让敏感数据与模型权重即使在使用中也保持隔离。8tx 还沿用了为实时推理打造的 Boardfly 低延迟网络,它的延迟相比 TPU 8t 最多减半,性能损失几近为零。团队在同一套系统上就能用私有数据微调模型、蒸馏大模型、用强化学习训练智能体,不必在集群之间迁移敏感数据。

TPU 8i Max 用来突破内存墙。数十个智能体同时处理整个代码库或数小时视频时,内存带宽会先成为瓶颈。Google 把两颗低延迟 8i 芯片封进单个封装,让这套系统相对 8i 提供双倍算力、双倍 SRAM 和双倍 HBM 带宽;这套系统在原有单机架空间内装下两倍硅片,数据中心每平方英尺、每瓦因此能部署更多算力。

Google 上月开源了 TorchTPU,PyTorch 代码与 Hugging Face 模型因此能原生跑在 TPU 上,vLLM、SGLang 也拿到了开箱即用的 TPU 后端。Google 同期开源了 TPU Sync,它把芯片 HBM、主机 DRAM、共享存储与网络合成统一内存层级,毫秒级把大规模 KV cache 移出芯片,在分离式 prefill 与 decode 节点之间传递上下文,把 KV 传输延迟和首 token 时间(TTFT)降低 90% 以上。GKE dynamic slicing 也已在 Google Kubernetes Engine 上正式可用,它用光电路交换动态拼装或切分 TPU 拓扑,让作业启动最多提速 5 倍、故障恢复最多提速 4.5 倍。