在Hot Chips 2026大會上,谷歌詳細介紹了其第八代張量處理單元(TPU)家族,包括用於訓練的TPU 8t和用於推理的TPU 8i。這一發布標誌著谷歌在自研AI硬體上的持續投入,使其成為少數同時開發訓練和推理晶片的超大規模雲廠商之一。
谷歌的TPU發展歷程可追溯至第一代PCIe推理卡,此後在訓練和推理最佳化晶片之間交替迭代。據谷歌介紹,訓練過程中的前向傳播約有三分之一也屬於推理,因此兩代晶片的設計經驗相互借鑑。多年來,谷歌聲稱其TPU效能已提升一百萬倍。
本次釋出的TPUv8家族有兩個顯著特點:一是首次在單一年份推出兩款晶片,而非交替釋出;二是設計時更多考慮雲客戶的工作負載,而不僅限於內部任務。谷歌指出,混合專家(MoE)模型帶來了新的瓶頸,因為其通訊和網路流量遠高於早期模型,單純提升FLOPS已不足以應對。此外,新硬體針對agentic AI的長上下文視窗進行了最佳化。
在推理晶片TPU 8i的設計上,谷歌強調了推理對HBM頻寬和SRAM比例的更高需求。與訓練晶片相比,8i晶片尺寸更大,配備8個HBM堆疊,而訓練晶片8t為6個。谷歌還為其配備了更多SRAM、記憶體和頻寬,以應對低延遲推理場景下的效能挑戰。
TPU 8i支援多種網路拓撲,其中BoardFly拓撲由8個托盤、每個托盤4個TPU組成,共36組。與之前用於訓練的3D Torus網路相比,Fly網路延遲更低,8i的BoardFly網路最大跳數為7跳,而Torus為16跳。此外,8i設計中的集體加速引擎在靠近網路硬體的ICI I/O die中處理網路內集合操作,避免了資料傳輸到計算die的時間和HBM訪問開銷。
在訓練晶片TPU 8t方面,谷歌表示訓練最佳化難度大,但公司不願妥協,因此堅持開發專用訓練晶片。8t超級節點包含9600顆晶片,提供2PB共享HBM記憶體和121 EFLOPS的FP4算力,能效約為上一代TPUv7 Ironwood的兩倍。不過,並非所有運算都適合FP4,因此晶片還需高效處理混合精度訓練。
值得注意的是,TPU 8i與谷歌自研的Axion CPU搭配使用,比例為2:1,取代了此前使用的x86 CPU,這標誌著谷歌在硬體上全面轉向自研和Arm架構。這一舉措進一步減少了對外部供應商的依賴。
谷歌的TPUv8釋出對AI晶片市場具有深遠影響。作為少數自研訓練硬體的超大規模雲廠商,谷歌的持續投入可能加劇與輝達等主流GPU供應商的競爭,同時為雲客戶提供更多算力選擇。分析人士認為,谷歌在推理晶片上的最佳化(如高頻寬、低延遲網路)反映了AI工作負載從訓練向推理轉移的趨勢,這對整個AI基礎設施的構建方式具有啟示意義。