電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/莫婷婷）在AI技術(shù)飛速發(fā)展的今天，算力已成為決定企業(yè)競爭格局的核心要素。作為全球科技巨頭，谷歌不僅在AI算法和大模型領(lǐng)域持續(xù)引領(lǐng)創(chuàng)新，更通過自主研發(fā)的張量處理單元（Tensor Processing Unit, TPU）構(gòu)建了一套完整的AI算力基礎(chǔ)設(shè)施體系。

11月，谷歌宣布第七代 TPU v7（代號 Ironwood）將在后續(xù)幾周大規(guī)模上市。與此消息同步出來的還有：允許客戶在自有數(shù)據(jù)中心部署Ironwood。該消息一出，被認為是谷歌向英偉達發(fā)起挑戰(zhàn)的信號，一度拉升其股價，截至24日收盤價318.47美元，該股今年以來累計上漲87.79%，大幅超過英偉達同期35.94%的漲幅。


TPU芯片可部署在客戶數(shù)據(jù)中心，英偉達緊急回應(yīng)

TPU芯片是谷歌于2015年首次推出的專用集成電路（ASIC），圍繞張量計算展開，可以說是專為AI而生，用于谷歌的模型訓(xùn)練和云端部署。

不同于通用GPU依賴高度可編程的微內(nèi)核結(jié)構(gòu)，TPU在芯片中堆疊大規(guī)模矩陣運算單元和高速內(nèi)存，將芯片資源高度集中于深度學(xué)習(xí)中最常見的運算——如卷積、矩陣乘法和激活函數(shù)，從而實現(xiàn)極致的能效比。

數(shù)據(jù)顯示，2015年谷歌發(fā)布TPU V1，帶有8位低精度乘法的硬件單元。10年后，TPU芯片已經(jīng)進化至第七代，在能效、內(nèi)存等各個方面都迎來升級。

在2025 年 Hot Chips 2025 大會上，谷歌公開TPU v7 Ironwood的細節(jié)。Ironwood單芯片算力達4614 TFLOPS（FP8精度），集群規(guī)模達到9216顆芯片，較2022年推出的TPU V4翻倍（集群規(guī)模為4096顆芯片）。顯存容量高達192GB HBM3e，帶寬約為7.4 TB/s。通過Google Jupiter 數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)，整個系統(tǒng)可以連接高達數(shù)十萬個TPU。

在能效方面，谷歌宣稱其最新TPU相較前代Trilium在每瓦性能提升兩倍，這使其在大規(guī)模推理場景中具備顯著的成本優(yōu)勢。

在當前AI芯片市場中，英偉達憑借其CUDA生態(tài)和GPU平臺長期占據(jù)主導(dǎo)地位。業(yè)內(nèi)常將TPU v7 Ironwood與英偉達B200作比較，在部分關(guān)鍵參數(shù)上，TPU v7已具備與英偉達Blackwell架構(gòu)B200 GPU匹敵甚至略勝一籌的性能水平，能夠在特定場景下展現(xiàn)出強大的競爭力。

例如，B200 GPU提供192GB HBM3e（2x96GB），帶寬為8 TB/s，單芯片算力為4500 TFlops（FP8精度）。在互聯(lián)架構(gòu)方面，英偉達和谷歌已經(jīng)構(gòu)建了各自的“護城河”：GB200 NVL72系統(tǒng)通過NVLink可以連接36個Grace CPU和72個Blackwell GPU。但Ironwood在谷歌ICI（芯片間互聯(lián)）技術(shù)下，可以實現(xiàn)在單Pod內(nèi)能以9.6 Tb/s的帶寬連接數(shù)千顆芯片，高拓展性讓大模型能快速實現(xiàn)迭代。

英偉達似乎也感受到谷歌帶來的競爭壓力，在社交平臺X上發(fā)文回應(yīng)稱：“我們對谷歌的成功感到高興——他們在人工智能方面取得了巨大進展，而我們也將繼續(xù)向谷歌供貨?！蓖瑫r強調(diào)：“英偉達領(lǐng)先行業(yè)整整一代，是唯一一個能運行所有AI模型、并在所有計算場景中部署的平臺?！辈⒅赋觯ミ_提供的性能、通用性性和可替代性更強的芯片，ASIC是為特定AI框架或功能設(shè)計的芯片。

可以看出，GPU和TPU是通用和專精之間的選擇：GPU面向通用計算，TPU可面向?qū)Ｓ脙?yōu)化范式。未來隨著TPU專用芯片的發(fā)展，TPU與GPU之間的競爭是否會日益白熱化，值得關(guān)注。

目前來看，業(yè)內(nèi)已有多家巨頭轉(zhuǎn)向ASIC，例如馬斯克宣布組建團隊并在數(shù)據(jù)中心部署自研AI芯片。除了性能與能效優(yōu)勢外，更在于極具誘惑力的價格。

公開資料顯示，相較于OpenAI所依賴的英偉達H100、A100等高端GPU，谷歌自研的TPU在實現(xiàn)相近算力水平的同時，成本僅為其五分之一。這意味著，在動輒部署數(shù)萬顆芯片的大模型訓(xùn)練和推理場景中，采用TPU顯示出強大的競爭力。浙商研究所預(yù)測，到2028年AI ASIC的市場規(guī)模約占AI芯片的19%。


從自用到外供：拿下100萬定制大單，谷歌TPU商業(yè)化飛輪已啟動
需要指出的是，最終谷歌的TPU芯片能夠“攔截”下多少英偉達的市場份額，還得看其應(yīng)用潛力。目前，谷歌TPU芯片未來市場能有多大，商用情況如何，能夠帶動哪些產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展呢？

中泰證券等券商預(yù)測，2026年谷歌TPU芯片的出貨量將遠超其他ASIC芯片廠商，有望突破400萬顆。這一趨勢的背后，是谷歌自身AI業(yè)務(wù)擴張以及外部客戶訂單激增的雙重驅(qū)動。

在客戶情況方面，其中最具標志性的事件是近期谷歌與AI公司Anthropic簽署了一份價值數(shù)百億美元的協(xié)議，Anthropic將采購100萬個定制TPU芯片，用于大模型的訓(xùn)練與推理。這筆訂單標志著TPU正式進入商業(yè)級AI服務(wù)市場。

在TPU芯片外供之前，谷歌早已將其深度融入核心業(yè)務(wù)體系中。11月19日，谷歌發(fā)布了全新的推理模型Gemini 3。谷歌DeepMind研究團隊將其稱為“全球最先進的多模態(tài)理解模型、谷歌最強大的Agent編程和氛圍編程模型”，該模型融合了文本、圖像、音頻等多種模態(tài)，具備推理、Agent等多種能力，是谷歌繼PaLM之后又一里程碑式成果。
Gemini 3大模型正是基于Ironwood集群完成訓(xùn)練，支持100萬個token的上下文窗口，基準測試中，Gemini 3 Pro獲得1501 Elo分，成為LMArena大模型競技場排名第一的大模型，成為當前全球綜合能力最強的公開大模型。另一個具備說服力的是：Gemini 3 Pro已經(jīng)支撐起谷歌的AI模式、Gemini App、NotebookLM等全部產(chǎn)品。

就在Gemini 3發(fā)布兩天后，11月21日，谷歌正式發(fā)布了Gemini 3 Pro的新一代圖像生成和編輯模型Gemini 3 Pro Image（即Nano Banana Pro），具備增強推理能力與知識庫。

至此，谷歌不僅證明了TPU在超大規(guī)模模型訓(xùn)練中的工程可行性與性能優(yōu)越性，更通過Gemini 3系列產(chǎn)品的成功落地，為TPU芯片的商業(yè)化鋪平了道路——技術(shù)自證、業(yè)務(wù)閉環(huán)，形成強大飛輪效應(yīng)。

“電算+光連”引爆AI基建革命，TPU將催生OCS紅利
Gemini 3 Pro大模型之所以能成為“全球最先進的多模態(tài)理解模型”，其底層算力支撐正是第七代TPU芯片Ironwood。而Ironwood的性能突破不僅源于芯片本身的高算力，更關(guān)鍵在于其系統(tǒng)級架構(gòu)創(chuàng)新——光電路交換機（OCS）。

Ironwood集群通過48臺光電路交換機（OCS）互聯(lián)，采用3D Torus拓撲結(jié)構(gòu)，形成9216個TPU芯片組網(wǎng)，每個機柜單元包含96根光纖鏈路，實現(xiàn)高達9.6 Tb/s的芯片間互連帶寬。

這種基于OCS的光交換網(wǎng)絡(luò)不僅顯著降低延遲與功耗，還支持零宕機擴展，為大規(guī)模的AI集群提供穩(wěn)定高效的通信底座。盡管TPU芯片內(nèi)部仍為傳統(tǒng)CMOS電信號計算，但芯片間、機柜間的高速互聯(lián)已轉(zhuǎn)向光通信，包括第六代TPU芯片Trillium。再往前，其實谷歌在TPUv4（2022年）起，就在萬卡集群中部署了OCS技術(shù)。

隨著谷歌 OCS 光路交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟，其正加速構(gòu)建起一個“電算+光連”的新一代AI基礎(chǔ)設(shè)施。

來自SemiAnalysis的數(shù)據(jù)顯示，谷歌定制化的OCS光路交換網(wǎng)絡(luò)可將整體網(wǎng)絡(luò)吞吐量提升30%，功耗降低40%，數(shù)據(jù)流完成時間縮短10%，網(wǎng)絡(luò)宕機時間更是大幅減少達50倍。尤為關(guān)鍵的是，OCS架構(gòu)具備出色的可擴展性和長期經(jīng)濟性，能幫助谷歌降低約30%的資本開支，為超大規(guī)模AI集群提供了高帶寬、低延遲、高可靠且更具成本效益的互聯(lián)底座。

這一趨勢正強力拉動光模塊產(chǎn)業(yè)鏈需求。市場調(diào)研公司Lightcounting預(yù)測，2024到2029年OCS市場將以28%的復(fù)合增速擴張。目前，中際旭創(chuàng)已經(jīng)是谷歌光模塊核心供應(yīng)商，海外子公司TeraHop布局硅光OCS，預(yù)計將送樣谷歌。除此之外，騰景科技通過 Coherent 間接向谷歌供應(yīng) OCS 光學(xué)模組，光庫科技通過收購捷普切入OCS整機代工業(yè)務(wù)。預(yù)計光模塊產(chǎn)業(yè)鏈上的企業(yè)能受益于TPU集群規(guī)模化部署，迎來新的成長機會。