随着向代理式 AI(Agentic AI)的转变,AI 硬件格局正在彻底改变
传统的聊天机器人是“一个问题 → 一个回答”的短跑冲刺
而代理则需要阅读文档、思考、调用工具
并将结果重新整合的循环,反复进行数十到数百次,这是一场长途驾驶
在这个过程中,最重要的是“从开始到结束都不忘记已有的上下文”,但硬件瓶颈在这里出现了 3 个爆发的点
1️⃣ KV 缓存(HBM 暴走):这是 Transformer 把至今见过的 token 记下来的笔记本
代理会不断积累工具结果和对话历史
线性膨胀的 KV 缓存直接吞噬 HBM
2️⃣ 通信(Interconnect):MoE 结构或多代理系统无法在一块芯片上完成,需要芯片之间不断交换计算结果
通信带宽比计算力(FLOPS)先达到极限
3️⃣ 主机编排:工具调用、会话管理、奖励学习等无法仅靠 TPU 完成
主机 CPU、普通 DRAM、高速网络全都一起崩溃
简单比喻一下:
聊天机器人 = 只看引擎(FLOPS)的短距离赛车
代理 = 打开导航一边开会一边行驶的大型卡车
这里的油箱是 HBM,副驾驶座的便签是 SRAM,高速公路是光通信,维修站是超高速存储
谷歌也承认,代理循环中产生的细微通信·内存瓶颈会在整个系统中被极大放大
因此谷歌首次将第 8 代 TPU 策略完全二元化
TPU 8t:用于大规模训练和参数计算
TPU 8i:专用于代理推理和高频循环
训练(8t)重视计算和巨大的共享泳池
每芯片 HBM 216GB(6.5TB/s)、SRAM 128MB,9600 芯片超级荚舱提供 2PB 共享内存
相反,推理/代理用(8i)的核心是快速生成 token,让它不等待
因为每个 token 都需要读取 KV 缓存,所以 8i 减少了计算面积,塞入了更多内存·通信
每芯片 HBM 288GB(带宽 8.6TB/s)
片上 SRAM 384MB(比 8t 多 3 倍),仅看 Hot Chips 公开的硅结构,8i 侧的 HBM 堆栈就更密集地嵌入
谷歌的分层内存设计也很有趣
片上 SRAM(384MB):桌面上的便签纸
当前对话的核心 KV 不发送到芯片外,直接处理
HBM(288GB):核心工作内存
谷歌为了解决这种供应短缺,不仅与内存半导体公司进行简单交易,还进入了“共同设计”阶段
硬件不足用 SW 压缩来弥补
谷歌研究发布的 TurboQuant(ICLR 2026)在不进行训练·参数调整的情况下,将 KV 缓存压缩到 3 比特级别
在最小化精度损失的同时,能在同一个 HBM 中塞入更长或更多的代理会话
即便如此 HBM 还是溢出?
通过外部超高速存储卸载。Next ’26 中宣布的 Managed Lustre(带宽 10TB/s 级)、TPU Direct Storage / RDMA 结构,直接连接 HBM 和外部存储
利用外部 KV 缓存卸载,在特定工作负载中将成本降低了最多 35%,已公布
当代理之间开始对话时,网络就会暴走
谷歌在 8i 中应用了扁平拓扑 Boardfly 而非现有的 3D 环面,将最坏通信跳数(Hop)从 16 减少到 7
此外,在芯片中内置 Collective Acceleration Engine(CAE),将芯片间同步等待时间缩短 5 倍
数据中心整体单位引入 Virgo 织物和 OCS(光开关)
用 MEMS 镜子代替电开关改变光路径,将信号转换延迟和功耗降低 40%
当特定代理节点间流量暴增时,SDN 会实时重新分配光连接(Restriping)
这是一种 800G / 1.6T 光模块需求必然爆炸的结构