谷歌开发“Frozen v2”芯片:将 Gemini 架构蚀刻入硅,能效提升 6-10 倍

硬件3个月前发布 小马良
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据《The Information》报道,谷歌正在秘密研发一款代号为 “Frozen v2” 的专用服务器芯片。该项目的核心创新在于将 Gemini 大模型的部分架构直接“蚀刻”到硅片中,而非像传统 TPU 或 GPU 那样通过软件加载模型。工程师预计,与最新一代谷歌 TPU 相比,Frozen v2 的每瓦特令牌生成效率将高出 6 到 10 倍,目标部署时间为 2028 年。

这一举措旨在应对日益严峻的 AI 算力短缺危机,并大幅降低推理延迟,为实时性要求极高的新应用场景铺平道路。

核心技术突破:从“通用计算”到“架构固化”

1. 冻结架构,而非权重

早期的 “Frozen” 概念曾计划将模型的**权重(Weights)**直接烘焙进芯片,但这会导致芯片生命周期极短,一旦模型更新即失效。

  • Frozen v2 的策略:转而冻结模型的底层架构(Architecture),同时保持权重可更新。这意味着只要 Gemini 后续版本基于相同的架构构建,该芯片就能持续发挥作用,兼顾了专用性的高效能与模型迭代的灵活性。
  • 减少运行时开销:传统硬件在处理每个查询时需进行耗时的运行时决策和数据传输。Frozen v2 通过硬件层面的固定逻辑,显著减少了计算步骤和数据移动量,从而极大降低了延迟。

2.  极致的能效比

  • 能效提升:预计每单位功率产生的令牌数是现有 TPU 的 6-10 倍。
  • 解决算力瓶颈:目前谷歌云因算力不足已拒绝部分外部客户交易。Frozen v2 的高效特性使其成为缓解数据中心电力和散热压力的关键方案。

战略定位:与 TPU 并存,而非取代

  • 试运行性质:谷歌不打算以 TPU 的大规模产量生产 Frozen v2,而是将其视为模型设计稳定后迈向更专业化硅片的“试运行”。
  • 产品线互补:Frozen v2 将与通用的 TPU 产品线长期并存。TPU 负责处理多样化、多模型的训练与推理任务,而 Frozen v2 则专注于 Gemini 家族的高频、低延迟推理场景。
  • 供应链布局:2028 年的目标部署时间与谷歌据报道向英特尔预订超过 300 万颗 TPU 封装的时间点重合,显示谷歌正在构建多元化的算力基础设施。

行业趋势:专用推理芯片(ASIC)的崛起

谷歌的行动并非孤例,反映了 AI 硬件领域向**模型硬连线(Model-Hardwired)**方向发展的趋势:

  • Taalas (HC1 芯片):多伦多初创公司 Taalas 已推出将 Llama 3.1 8B 永久连线的芯片,声称在无 HBM 的情况下每秒可处理 17,000 个令牌。
  • 英伟达收购 Groq 技术:英伟达近期达成 200 亿美元交易,获得推理芯片设计公司 Groq 的技术许可,进一步强化其在确定性延迟推理方面的优势。
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