Fractile CEO Goodwin:AI推理卡在内存带宽,25年差距2.5万倍
当整个AI芯片行业都在追逐更高的算力、更大的GPU集群时,一家英国AI芯片初创公司却提出了一个不同的判断:制约大模型推理效率的,可能早已不是芯片的计算能力,而是内存带宽。 近日,AI芯片公....
眼下做AI芯片的都在拼算力、堆GPU集群,英国一家叫Fractile的初创公司却给出另一种看法:拖住大模型推理效率的,恐怕早就不是芯片算多快,而是内存能搬多少数据。
在20VC播客的采访里,Fractile创始人兼CEO Walter Goodwin聊了自己对AI芯片走向的判断。他说,过去25年,芯片算力和内存带宽两条线已经严重脱节,这种脱节正卡在大模型推理的咽喉上。
他给出的数字挺吓人:25年间AI芯片浮点算力涨了约100万倍,内存带宽只涨了约40倍。按他的算法,两者的落差已经到了约2.5万倍。
这组悬殊的对比,正是Fractile选择另起炉灶做新型AI芯片架构的起点。
算力涨100万倍,带宽只涨40倍
内存带宽为什么会成为AI推理的瓶颈?
Goodwin打了个比方:DRAM是仓库,处理器是办公室。办公室得一趟趟从仓库取数据来算,可仓库和办公室之间的通道就那么宽。办公室里人再多,数据运不过来还是白搭。
眼下AI芯片碰上的就是这档子事。
大模型越做越大,推理时要反复读取模型权重和上下文数据。GPU算得再快,数据没能及时从内存送到,计算单元也只能干等。
Goodwin举了个例子:一个大型前沿模型生成内容的速度可能只有每秒80个Token,问题未必出在芯片算力不够,而是内存带宽撑不起这么大规模的数据访问。
现在业界主要靠两种存储方案来应对。
其一是DRAM,也包括HBM。容量大、单位比特成本低是它的长处,但内存和逻辑芯片是分开的,数据传输受物理连接和带宽掣肘。
还有一类是SRAM。它能直接做进逻辑芯片里面,读写速度极快,缺点是容量做不大,摊到单位面积上的成本也偏高。
也就是说,不管选哪种方案,容量、速度、成本这三样总得有所取舍,现有架构一直困在这个三角里。Fractile想做的,就是跳出这个取舍。
这家公司的思路很直接:把DRAM直接堆到逻辑芯片上面。
按其技术路线,DRAM与逻辑芯片采用堆叠方式结合,目标是既拿到接近SRAM的访问速度,又拿到DRAM级别的存储容量。
Goodwin的说法是,处理器和DRAM之间现在主要靠数量有限的铜线传数据,想再多加连接,物理空间就不够用了。
把DRAM叠到逻辑芯片上就不一样了。连接可以走垂直方向,原来挤在芯片边缘的连线,变成大量垂直互连。
他给出的数字是:横向连接原本只有几千条,改成垂直连接后能扩展到数百万条,内存带宽随之大幅提升。
Goodwin强调,这不是从头发明一项新技术。3D集成技术已经存在多年,Fractile做的是把它用到AI推理遇到的内存带宽难题上。
不过,这些目前还只是Fractile自己提出的技术路线和性能目标。真实优势有多大,得等后续产品做出来、量产跑通才能见分晓。
内存架构之外,Goodwin对AI数据中心眼下越来越常见的异构计算模式也提出了疑问。
AI推理的硬件分工正变得越来越细。比如,
具体来看,Prefill阶段和共享模型权重的处理可以交给一类芯片;涉及用户各自独立上下文的Attention计算,则由另一类芯片负责。
这样分工的道理在于,模型权重能被多个用户共用,所以可以用昂贵的高带宽内存;用户上下文却人人不同,需要更大的存储容量,成本结构也不一样。Goodwin认为,这种做法固然能针对不同任务优化硬件资源,却也会引出新麻烦。
数据中心一旦按固定比例部署了不同类型的芯片,日后模型规模或上下文长度一变,部分计算资源就可能用不满。换句话说,尴尬局面可能出现:一些芯片资源已经吃紧,另一些却闲着。
他还判断,异构架构连同其背后的调度软件,或许只是眼下缺少一颗能兼顾各类推理任务的芯片时的过渡方案。单芯片能力往上走,这套复杂的调度和编排层,价值可能会慢慢缩水。
对完全靠SRAM做快速推理的芯片,他也留有余地。Goodwin以
Groq和Cerebras为例说,SRAM访问速度确实快,但容量不够、成本偏高,长上下文任务上限制明显。需要长时间运行的智能体应用,这类架构未必合适。
绕开Broadcom,Fractile选择自己做芯片
Fractile在定制AI芯片上另走了一条路:物理设计和晶圆厂合作尽量攥在自己手里。
Goodwin提到,眼下不少定制AI芯片项目被认为找了Broadcom做后端设计伙伴,谷歌TPU、Meta MTIA、OpenAI Jalapeño,以及Etched和MatX等都在其中。
他的判断是,这些项目在一定程度上共用相似的制造平台,台积电工艺节点、HBM模块以及部分平台技术都包括在内。
他还说,Broadcom高管Charlie Kawwas曾在一次会议上拿出下一代平台的乐高模型,称该平台2028年将服务六家大型客户。Goodwin认为,这意味着不同客户用的可能是搭在同一底层平台上的定制芯片。
和它不同,Fractile想自己把芯片物理设计和供应链资源抓在手里,好做出有差异的技术模块,DRAM堆叠架构是其中的核心。
Goodwin说,晶圆厂那边已经把芯片样品交回来了,公司正在做进一步试验,正式产品流片预计几个月内就能完成。
但他也提醒,流片不等于产品就成了。良率、冗余设计、故障修复、可制造性,还有在完整服务器机架上跑实际工作负载,这些后面都得解决。
Fractile押注内存带宽,这条路也拿到了资本的支持。Goodwin在采访中透露,公司完成了7.2亿美元C轮融资,估值达到70亿美元,Thrive、Founders Fund、Lightspeed和Radpoint等参与了本轮。
这笔钱主要不是拿去付芯片本身的固定研发成本,而是用来铺开供应链,包括提前锁定长期供应协议、推进多代芯片研发、加强内部机器学习研究,以及扩充系统和网络团队。
公司近期还从Meta引入了Dan Rabinovich,由他负责系统业务建设,团队分布在美国和中国台湾地区。
Goodwin判断,未来AI基础设施的价值分配会变。比起单纯做算力租赁的新型云服务商,他更看好专业推理服务商。
在他看来,推理服务市场不会长期是一大堆玩家挤在一起竞争,最后可能只剩下几家规模达到数千亿美元的企业。
他还预测,英伟达未来五年市值可能达到10万亿美元。
写在最后
Goodwin这番话,其实点出了AI芯片行业一个愈发明显的变化:光拼算力已经不够看了,数据能不能更快、更高效地送进计算单元,正变得同等关键。
从HBM到先进封装,再到把DRAM与逻辑芯片做3D堆叠,整条产业链的新一轮较量,都围绕着存储和计算之间的距离、带宽与容量打转。只是Fractile这条技术路线能不能兑现它宣称的性能,还得看产品流片、良率以及系统级验证的结果。特别是让DRAM直接堆在逻辑芯片上,带宽、容量、制造成本和规模化量产怎么兼顾,工程上的难题还有一堆要解。
但有个趋势已经摆得越来越明白:AI芯片的比拼,正从单纯比TOPS和GPU数量,转为计算、存储、互连与系统架构的综合对垒。下一轮创新,未必只发生在计算核心内部。