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在2025年Google Cloud Next大會(huì)上，Google正式發(fā)布了其第七代張量處理單元（TPU），代號(hào)“Ironwood”。

作為Google迄今為止性能最強(qiáng)大的AI芯片，Ironwood專為AI推理任務(wù)設(shè)計(jì)，標(biāo)志著AI技術(shù)從傳統(tǒng)的“反應(yīng)式”模型向“主動(dòng)式”智能體的轉(zhuǎn)型。相較于2018年的第一代TPU，Ironwood的推理性能提升了3600倍，效率提高了29倍。

單芯片配備192GB高頻寬內(nèi)存（HBM），峰值算力達(dá)4614 TFLOPs，并支持1.2Tbps的芯片間互連（ICI）帶寬。

相較于前代Trillium，其能效提升了兩倍，最高配置的9216顆芯片集群總算力高達(dá)42.5 Exaflops，超過全球最大超級計(jì)算機(jī)El Capitan的24倍，Ironwood預(yù)計(jì)將于今年晚些時(shí)候通過Google Cloud向客戶開放，為開發(fā)者提供前所未有的AI計(jì)算能力。

Part 1

Ironwood的技術(shù)架構(gòu)與創(chuàng)新

Ironwood是Google基于5納米工藝打造的第七代TPU，其硬件規(guī)格在AI芯片領(lǐng)域樹立了新標(biāo)桿。

每顆芯片配備192GB的高頻寬內(nèi)存（HBM），峰值算力達(dá)到4614 TFLOPs，并通過1.2Tbps的芯片間互連（ICI）帶寬實(shí)現(xiàn)高效的分布式計(jì)算。

與前代Trillium相比，Ironwood在內(nèi)存容量、算力及通信能力上均有顯著提升，為處理大規(guī)模AI工作負(fù)載奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

● 高帶寬內(nèi)存（HBM）：Ironwood的HBM容量達(dá)到192GB，是Trillium的6倍（Trillium為32GB）。這一提升大幅減少了數(shù)據(jù)傳輸?shù)钠款i，使芯片能夠同時(shí)處理更大的模型和數(shù)據(jù)集。

對于需要頻繁訪問內(nèi)存的大型語言模型（LLM）或混合專家模型（MoE），Ironwood的高帶寬內(nèi)存尤為關(guān)鍵。此外，其HBM帶寬高達(dá)7.2TBps，是Trillium的4.5倍，確保了數(shù)據(jù)訪問的高速性，滿足現(xiàn)代AI任務(wù)對內(nèi)存密集型計(jì)算的需求。

● 峰值算力：單芯片4614 TFLOPs的峰值算力使Ironwood在執(zhí)行大規(guī)模張量運(yùn)算時(shí)表現(xiàn)出色。這一算力水平支持復(fù)雜的AI模型訓(xùn)練和推理任務(wù)，例如超大規(guī)模LLM或需要高精度計(jì)算的高級推理應(yīng)用。相比之下，Trillium的單芯片算力僅為前代的幾分之一，Ironwood的提升幅度令人矚目。

● 芯片間互連（ICI）帶寬：Ironwood的ICI帶寬達(dá)到1.2Tbps，雙向帶寬是Trillium的1.5倍。高速ICI網(wǎng)絡(luò)確保了芯片間的低延遲通信，使多個(gè)TPU協(xié)同工作時(shí)能夠高效同步。這種設(shè)計(jì)特別適用于超大規(guī)模集群，例如9216顆芯片的TPU Pod配置，能夠充分發(fā)揮42.5 Exaflops的總算力。

● 在全球AI算力需求激增的背景下，能效已成為AI芯片設(shè)計(jì)的核心考量。

◎Ironwood的每瓦性能是Trillium的兩倍，整體能效接近2018年首款云TPU的30倍，得益于Google在芯片設(shè)計(jì)和散熱技術(shù)上的創(chuàng)新。

◎Ironwood通過優(yōu)化的架構(gòu)設(shè)計(jì)，將能耗降至最低，同時(shí)保持高性能輸出。

◎在數(shù)據(jù)中心電力供應(yīng)日益緊張的今天，這一特性為客戶提供了更經(jīng)濟(jì)高效的AI計(jì)算解決方案。例如，在處理相同規(guī)模的AI任務(wù)時(shí)，Ironwood的電力消耗僅為Trillium的一半，顯著降低了運(yùn)營成本。

◎?yàn)閼?yīng)對高功率密度的挑戰(zhàn)，Ironwood采用了先進(jìn)的液冷方案。與傳統(tǒng)的風(fēng)冷相比，液冷技術(shù)能夠維持高達(dá)兩倍的性能穩(wěn)定性，確保芯片在持續(xù)高負(fù)載下仍能高效運(yùn)行。

這一設(shè)計(jì)不僅延長了硬件壽命，還支持超大規(guī)模集群的可靠運(yùn)行，例如9216顆芯片的TPU Pod，其功率接近10兆瓦。

● Ironwood引入了增強(qiáng)版的SparseCore和Google自研的Pathways軟件堆棧，進(jìn)一步提升了其在多樣化AI任務(wù)中的適用性。

◎SparseCore是一款專用加速器，專為處理超大嵌入任務(wù)設(shè)計(jì)，例如高級排名和推薦系統(tǒng)中的稀疏矩陣運(yùn)算。

Ironwood的SparseCore較前代進(jìn)行了擴(kuò)展，支持更廣泛的工作負(fù)載，包括金融建模、科學(xué)計(jì)算等領(lǐng)域。通過加速稀疏運(yùn)算，SparseCore顯著提升了Ironwood在特定場景下的效率。

◎Pathways是Google DeepMind開發(fā)的機(jī)器學(xué)習(xí)運(yùn)行時(shí)，支持跨多個(gè)TPU芯片的高效分布式計(jì)算。

通過Pathways，開發(fā)者可以輕松利用數(shù)千乃至數(shù)萬個(gè)Ironwood芯片的綜合算力，簡化超大規(guī)模AI模型的部署。這一軟件堆棧與Ironwood硬件的協(xié)同優(yōu)化，確保了計(jì)算資源的高效分配和任務(wù)執(zhí)行的無縫銜接。

Part 2

Ironwood的性能優(yōu)勢與應(yīng)用場景

Ironwood的性能提升是其最引人注目的特點(diǎn)之一。相較于2018年的第一代TPU，其推理性能提高了3600倍，效率提升了29倍。

與前代Trillium相比，Ironwood的能效翻倍，內(nèi)存容量和帶寬大幅加。最高配置的9216顆芯片集群可提供42.5 Exaflops的算力，遠(yuǎn)超全球最大超級計(jì)算機(jī)El Capitan的1.7 Exaflops。

Ironwood單芯片的4614 TFLOPs算力已足以應(yīng)對復(fù)雜的AI任務(wù)，而9216顆芯片集群的42.5 Exaflops總算力更是前所未有。

相比之下，El Capitan的1.7 Exaflops顯得相形見絀。這種算力優(yōu)勢使Ironwood能夠輕松處理超大規(guī)模LLM、MoE模型及其他高計(jì)算需求的AI應(yīng)用。

在AI算力成為稀缺資源的當(dāng)下，Ironwood的高能效設(shè)計(jì)尤為重要。其每瓦性能是Trillium的兩倍，能夠在相同電力消耗下提供更多計(jì)算能力。這一特性不僅降低了運(yùn)行成本，還響應(yīng)了全球?qū)�綠色計(jì)算的號(hào)召。

● Ironwood的設(shè)計(jì)理念是從“反應(yīng)式”AI轉(zhuǎn)向“主動(dòng)式”AI，使其能夠主動(dòng)生成洞察，而非僅被動(dòng)響應(yīng)指令。這種范式轉(zhuǎn)變拓寬了Ironwood的應(yīng)用場景。

◎Ironwood的高算力和大內(nèi)存使其成為運(yùn)行LLM的理想平臺(tái)。例如，Google的Gemini 2.5等前沿模型可以在Ironwood上實(shí)現(xiàn)高效訓(xùn)練和推理，支持自然語言處理任務(wù)的高速執(zhí)行。

◎MoE模型因其模塊化設(shè)計(jì)需要強(qiáng)大的并行計(jì)算能力。Ironwood的ICI網(wǎng)絡(luò)和高帶寬內(nèi)存能夠協(xié)調(diào)大規(guī)模MoE模型的計(jì)算，提升模型的準(zhǔn)確性和響應(yīng)速度，適用于需要?jiǎng)討B(tài)調(diào)整的場景。

◎在金融風(fēng)控、醫(yī)療診斷等領(lǐng)域，Ironwood支持實(shí)時(shí)決策和預(yù)測。其強(qiáng)大的推理能力能夠快速分析復(fù)雜數(shù)據(jù)集，生成高精度的洞察，為用戶提供關(guān)鍵支持。

◎增強(qiáng)版的SparseCore使Ironwood在處理超大嵌入的推薦任務(wù)中表現(xiàn)優(yōu)異。例如，在電子商務(wù)或內(nèi)容平臺(tái)中，Ironwood能夠提升個(gè)性化推薦的質(zhì)量和速度。

Google通過Ironwood推出了兩種TPU Pod配置（256顆和9216顆芯片），為客戶提供了靈活的AI計(jì)算資源。這一戰(zhàn)略布局增強(qiáng)了Google Cloud在AI基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的競爭力。

Ironwood將于今年晚些時(shí)候通過Google Cloud開放，支持從小型AI任務(wù)到超大規(guī)模模型訓(xùn)練的多樣化需求。256顆芯片的配置適合中小型企業(yè)，而9216顆芯片的集群則面向需要極高算力的客戶。

Google Cloud AI超級計(jì)算機(jī)架構(gòu)優(yōu)化了Ironwood與Pathways等工具的集成，降低了開發(fā)者的使用門檻。

通過這一生態(tài)系統(tǒng)，Google不僅提供了硬件支持，還為AI創(chuàng)新打造了完整的解決方案。

小結(jié)

Ironwood作為Google第七代TPU，以其卓越的硬件規(guī)格和創(chuàng)新設(shè)計(jì)，開辟了AI“推理時(shí)代”的新篇章。192GB的HBM容量、4614 TFLOPs的單芯片算力以及42.5 Exaflops的集群性能，使其在算力、內(nèi)存和通信能力上遙遙領(lǐng)先。

增強(qiáng)版的SparseCore和Pathways軟件堆棧進(jìn)一步擴(kuò)展了其應(yīng)用范圍，從LLM到推薦系統(tǒng)，再到金融和科學(xué)計(jì)算，Ironwood展現(xiàn)了無與倫比的靈活性。更重要的是，其兩倍于Trillium的能效和先進(jìn)的液冷技術(shù)，為可持續(xù)AI計(jì)算提供了典范。

       原文標(biāo)題 : Google首款TPU：為AI推理任務(wù)準(zhǔn)備的Ironwood