华为轮值董事长徐直军详解灵衢(UB)互联技术与Peerium计算架构。面对大模型集群通信瓶颈,华为通过统一总线协议与NPO光互联破局,推动百万级处理器高效协同,重新定义AI算力系统设计。

芯片终于不再是唯一的悬念。
一年前,华为公布昇腾芯片路线图时,外界最关注的是算力芯片能否如期交付。如今,昇腾950已经上市,Atlas 950超节点开始交付,基于其构建的25.6万卡集群正在部署,下一代Atlas 960系统也进入测试阶段。但对华为而言,单颗芯片的能力已经不足以解释其在AI算力上的完整布局。
华为轮值董事长徐直军与华为半导体首席科学家廖恒指出,当前的核心命题是:当芯片规模扩展到数万甚至数十万颗,如何让它们像一台计算机一样协同工作?
大模型训练中,处理器增加带来的算力收益,很大程度上被通信开销与协议转换抵消。买到的峰值算力与最终能用上的有效算力之间,存在巨大鸿沟。为此,华为发布了Peerium计算架构,借助嵌套并行、统一内存寻址与平等互联支撑超大规模算力集群,而灵衢(UnifiedBus,简称UB)正是实现该架构的核心互联技术。
传统架构中,总线负责近距离通信,网络负责远距离传输。随着AI集群规模激增,跨机制衔接的代价愈发高昂。行业普遍在探索优化路径,如NVIDIA依赖NVLink与集群网络,AMD与开放标准阵营也在推进互联规范。华为的方案则是将更大范围的设备统一至同一套总线规则。
灵衢试图打破机柜与数据中心的界限,让CPU、NPU、内存与存储资源能够直接交互,省去频繁经过CPU协调与协议转换的开销。从2020年7月UB项目正式立项至今,华为完成了规范定义、协议冻结以及配套芯片的投片验证。目前,昇腾910C超节点采用UB 1.0,昇腾950采用UB 2.0,昇腾960将采用UB 2.1。
随着传输速率攀升,传统电连接面临严苛的距离与功耗制约,光互联成为必然方向。在技术路线上,华为选择了近封装光学(NPO),而非行业同样热议的共封装光学(CPO)。
在昇腾960超节点中,Hi-ONE模组与芯片间仅保留约5厘米的板上电连接,其余互联均转向光链路。徐直军表示,这是工程、成本与维护性之间的平衡:NPO相比CPO降低了近40%的成本,并保留了光引擎独立维护的灵活性。华为结合此前在激光器、硅光及高速电路的积累,选择优先推进具备规模量产与维护可行性的NPO标准。
在超大规模集群中,单点抖动或光链路短暂异常都可能打断耗时数周的模型训练任务。华为通过就近检错重传、备用路径切换及光源冗余设计,保障系统持续稳定运行。
徐直军强调,衡量集群算力更关键的指标是模型浮点算力利用率(MFU)。通过UB互联与Peerium架构,系统有效算力得以大幅提升,直接帮助客户降低训练成本。面向训练的950DT预计今年底至明年规模供货,徐直军预计明年基于昇腾原生训练的大模型将集中涌现。
与此同时,华为已宣布开放UB协议。互联技术需要更广泛的生态支撑,通过开源开放吸引产业链伙伴参与,华为试图在芯片硬件之外,构建由互联标准主导的AI算力新生态。
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