华为昇腾 950 系列芯片深度解析
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架构创新:场景化定制的双芯片策略
性能参数:从单芯片到超节点的算力跃升
竞品对比:场景化优势构建差异化竞争力
行业影响:重构 AI 算力基础设施格局
在华为全联接大会 2025 上,昇腾 950 系列芯片的发布标志着中国 AI 算力基础设施进入全新发展阶段。作为华为应对通用人工智能(AGI)与物理世界融合需求的战略级产品,昇腾 950 系列通过架构创新与场景化设计,构建了从单芯片到超节点集群的全栈算力解决方案。本文将从技术架构、性能参数、场景适配及与YWD等竞品的对比维度,全面解析这一系列芯片的革命性突破。
架构创新:场景化定制的双芯片策略
昇腾 950 系列采用 "一芯双构" 的产品策略,基于统一的 Ascend 950 Die 核心架构,通过不同的 HBM 内存配置与优化方向,形成两款针对性产品 —— 面向推理 Prefill 阶段和推荐场景的昇腾 950PR,以及聚焦推理 Decode 阶段和训练场景的昇腾 950DT。这种差异化设计打破了传统 AI 芯片 "通用化" 的设计思路,实现了算力资源的精准投放。
昇腾 950 系列的核心突破在于架构层面的根本性革新。与前代昇腾芯片相比,其向量算力占比大幅提升,采用创新的 SIMD/SIMT 双编程模型异构设计 ——SIMD 模式能像流水线一样高效处理 "大块" 向量数据,适合推荐系统等计算密集型场景;SIMT 模式则擅长灵活处理 "碎片化" 数据,完美适配自然语言处理中的长文本生成需求。这种架构创新使芯片在不同 AI 任务中都能保持最优计算效率,解决了传统芯片在混合负载下的性能损耗问题。
内存子系统的创新同样显著。昇腾 950 系列将内存访问颗粒度从 512 字节减少到 128 字节,实现更精细的内存访问控制,大幅提升了对离散、不连续内存访问场景的支持能力。配合华为自研的两种 HBM 内存技术,形成了完整的场景化内存解决方案:
HiBL 1.0 低成本 HBM(昇腾 950PR 搭载):在保证 128GB 容量和 1.6TB/s 带宽的基础上,通过材料与封装工艺创新,将推理 Prefill 阶段和推荐业务的硬件投资成本降低 40% 以上,解决了大规模部署的经济性瓶颈。
HiZQ 2.0 高性能 HBM(昇腾 950DT 搭载):实现 144GB 超大内存容量和 4TB/s 带宽,配合 2TB/s 的互联带宽,满足大模型训练和长文本推理对高访存带宽的严苛需求,为千亿参数模型训练提供了充足的内存支撑。
在精度支持方面,昇腾 950 系列全面覆盖 FP8/MXFP8/MXFP4 等业界标准低数值精度格式,同时引入华为自研的 HiF8 精度模式 —— 在保持 FP8 计算效率的同时,精度接近 FP16,有效解决了低精度计算中的精度损失问题,使推理结果准确性提升 15%-20%。这种多精度支持能力使其能灵活适配从图像识别到自动驾驶等不同精度需求的 AI 场景。
性能参数:从单芯片到超节点的算力跃升
昇腾 950 系列的性能突破体现在从单芯片到超节点集群的全维度提升。单芯片层面,昇腾 950PR 的 FP8 算力达到 1P FLOPS,而定位更高的昇腾 950DT FP8 算力则达到 2P FLOPS,MXFP4 精度下算力可进一步提升至 4P FLOPS,较前代昇腾 910C 实现了翻倍增长。这种性能提升不仅来自架构优化,更源于华为在计算单元布局、内存层次结构和互联技术上的系统性创新。
在实际应用性能测试中,采用昇腾 950PR 芯片的 Atlas 350 标卡在推荐推理场景实现了 2.5 倍的性能提升。这一提升主要得益于向量算力的翻倍增长和更细粒度的 Cacheline 访问优化,使电商推荐系统的用户点击响应延迟降低至毫秒级,在保证推荐准确性的同时显著提升了用户体验。而昇腾 950DT 在大模型训练场景的优势更为突出,其支持的 Atlas 950 超节点训练性能较 Atlas 900 提升 17 倍,达到 4.91M TPS(每秒处理 token 数),推理性能更是提升 26.5 倍,达到 19.6M TPS。
超节点集群是昇腾 950 系列展现算力优势的关键载体。Atlas 950 SuperPoD 支持 8192 张基于昇腾 950DT 的昇腾卡协同工作,形成总算力达 8E FLOPS(FP8)和 16E FLOPS(FP4)的超强计算平台。这一规模的超节点采用华为独创的 UB-Mesh 递归直连拓扑网络架构,实现了单板内、单板间和机架间的 NPU 全互联,以 64 卡为步长按需扩展,最大可实现 8192 卡无收敛全互联 —— 这意味着在大规模集群中,任意两卡之间的通信带宽不会因集群规模扩大而衰减,确保了算力随集群规模线性增长。
支撑这一超大规模集群的核心技术是华为灵衢 2.0 互联协议。该协议从物理层到传输层都引入了高可靠机制,在光路中实现百纳秒级故障检测和保护切换,当出现光模块闪断或故障时能保证应用无感运行。通过突破多端口聚合与高密封装技术,灵衢 2.0 实现了 2TB/s 的单芯片互联带宽和 2.1 微秒的超低时延,使 Atlas 950 超节点的总互联带宽达到 16.3PB/s,为大规模分布式训练提供了坚实的通信基础。
在能效比方面,昇腾 950 系列通过架构优化和工艺改进实现了显著提升。虽然具体的能效比数值未完全公开,但从 Atlas 950 超节点采用的全液冷设计和华为数字能源的协同优化来看,其单位算力能耗较前代产品降低 30% 以上。液冷接头浮动盲插设计确保零漏液,独创的材料和工艺使光模块液冷可靠性提升一倍,为超大规模集群的稳定运行提供了保障。
竞品对比:场景化优势构建差异化竞争力
与YWD同期产品相比,昇腾 950 系列展现出显著的场景化竞争优势。根据华为轮值董事长徐直军在大会上披露的数据,Atlas 950 超节点与YWD计划 2026 年下半年上市的 NVL144 相比,在核心指标上全面领先:卡规模是其 56.8 倍,总算力是其 6.7 倍,内存容量达到 1152TB(是其 15 倍),互联带宽更是达到其 62 倍的 16.3PB/s。即使与YWD计划 2027 年上市的 NVL576 相比,Atlas 950 超节点在各方面依然保持领先地位。
在单芯片性能对比上,昇腾 950DT 与YWD H200 各有侧重。昇腾 950DT 的 144GB HBM 内存容量超过 H200 的 141GB,4TB/s 的内存带宽与 H200 的 4.8TB/s 接近,但 2TB/s 的芯片互联带宽远超 H200 的 NVLink 4 带宽(约 900GB/s)。这种差异反映了两者设计理念的不同:YWD H200 更注重单芯片计算能力,而昇腾 950DT 则通过强化互联能力为大规模集群优化,这与华为 "超节点 + 集群" 的算力解决方案战略一脉相承。
架构设计理念的差异带来了场景适应性的分化。YWD基于 CUDA 生态的通用计算架构适合各种 AI 场景,但在特定垂直领域的优化深度有限;而昇腾 950 系列的 SIMD/SIMT 双编程模型针对推荐系统、长文本生成等场景进行了深度优化。例如在推荐推理场景,昇腾 950PR 的 2.5 倍性能提升远超同级别YWD芯片;在大模型分布式训练场景,Atlas 950 超节点 17 倍的性能提升更是凸显了架构优势。
生态系统的竞争是另一个关键维度。YWD凭借 CUDA 生态数十年的积累,在软件工具链和开发者生态上具有先发优势,支持几乎所有主流 AI 框架和应用。华为则通过开源开放战略加速生态建设,宣布将 CANN 编译器、Mind 系列工具链及 openPangu 基础大模型全面开源,计划 2025 年底前完成。目前昇腾生态已支持 TensorFlow、PyTorch 等主流框架的迁移适配,ModelArts Studio 大模型工具链能降低 85% 的算力成本,在特定行业场景已形成规模化应用。
从部署案例看,昇腾系列芯片已在互联网、金融、运营商、电力、制造等行业的 20 多个客户中商用部署 300 多套 Atlas 900 超节点。而基于昇腾 950DT 的 Atlas 950 超节点虽计划 2026 年四季度上市,但已有多个行业龙头企业表达了合作意向。相比之下,YWD的 H200 和 NVL 系列虽有更广泛的早期部署,但在超大规模集群(8000 卡以上)的实际应用案例仍较为有限。
成本效益比是昇腾 950 系列的重要竞争筹码。通过自研 HiBL 1.0 低成本 HBM 技术,昇腾 950PR 将推理场景的硬件成本降低 40% 以上。在超节点层面,Atlas 950 的单位算力成本仅为同等规模YWD集群的 1/3-1/2,这对于需要大规模部署 AI 算力的企业具有极强吸引力。华为还投入 1.5 亿元激励伙伴基于昇腾构建联合解决方案,进一步降低了行业应用的门槛。
行业影响:重构 AI 算力基础设施格局
昇腾 950 系列的推出将深刻影响全球 AI 算力基础设施的竞争格局。在技术层面,其首创的超节点架构重新定义了大规模 AI 计算的技术标准,6 大核心特征(总线级互联、平等协同、全量池化、协议归一、大规模组网、高可用性)为万卡级超节点构建了技术范式,可能引导行业从传统的 "通用服务器 + 高速网络" 模式转向更优化的超节点架构。
对于 AI 大模型发展而言,昇腾 950 系列提供了突破算力瓶颈的关键支撑。当前千亿参数级大模型的训练需要数万张 AI 芯片协同工作,传统集群架构的通信延迟和带宽限制成为性能瓶颈。Atlas 950 超节点的无收敛全互联设计和 16.3PB/s 总带宽,为训练万亿参数甚至百万亿参数模型提供了可能,将大幅缩短大模型的研发周期。
在行业智能化进程中,昇腾 950 系列的场景化设计将加速 AI 在垂直领域的深度渗透。通过与鸿蒙系统、华为云等生态伙伴协同,昇腾芯片能更好地支持智慧制造、智慧医疗、智慧城市等场景的特殊需求。例如在智慧气象领域,基于昇腾芯片的 AI 模型能实时处理海量气象数据,实现更精准的短期预报;在智能制造场景,昇腾 950 的低时延推理能力可支持工业机器人的实时控制。
昇腾 950 系列还将推动 AI 算力的绿色低碳发展。Atlas 950 超节点采用的全液冷设计和华为数字能源的供电方案,使 PUE(能源使用效率)可降至 1.1 以下,远低于行业平均水平。配合华为构网型光储解决方案,未来 AI 数据中心可大幅提升可再生能源的使用率,实现 "算力增长与碳排放下降" 的双赢格局,这与《智能世界 2035》报告中提出的绿色可持续发展方向高度契合。
从更长远看,昇腾 950 系列是华为实现 "算力普惠" 愿景的关键一步。通过开源开放战略和成本优化,华为正在降低 AI 算力的使用门槛,使中小企业也能负担起先进的 AI 技术。"4+10+N" 智能化方案提供的轻量化工具与场景化模板,配合昇腾芯片的高性能低功耗特性,将加速 AI 技术在千行万业的落地应用,推动整个社会的智能化转型。
昇腾 950 系列芯片的发布不仅是一次产品升级,更是华为 AI 战略的集中体现。通过架构创新、场景优化和生态共建,华为正在构建一个与YWD差异化的 AI 算力体系,这不仅将改变全球 AI 芯片市场的竞争格局,更将为智能世界的到来提供坚实的算力基座。随着 2026 年昇腾 950PR 和 950DT 的陆续上市,我们有理由期待看到更多行业创新应用的涌现,推动人类向智能世界 2035 的愿景加速迈进。