导语摘要：

• 研发背景： 针对AI大模型训练中算力利用率低、数据搬运瓶颈突出的行业难题，历时三年研发的新一代异构计算架构——im体育国家的正式亮相。

• 核心突破： im体育国家的采用分布式存算融合与动态任务切片技术，打破传统冯·诺依曼架构的内存墙限制。

• 关键收益： 在典型GPT-3规模训练场景下，算力利用率提升至78%，训练时间缩短40%，系统能耗降低35%。

• 应用/首发信息： 该架构已集成至“天枢”系列AI服务器，预计2026年第三季度量产交付。

图：im体育国家的异构计算架构示意图

总述：从算力堆叠到效率跃迁

随着大模型参数规模突破万亿级，传统通过增加GPU数量来提升算力的方式正面临边际收益递减和功耗失控的双重挑战。im体育国家的架构的提出，并非简单的硬件迭代，而是在计算体系结构层面重新定义了数据流与计算单元的协作方式。它通过将计算任务动态拆分为细粒度切片，并实时匹配最优计算单元（CPU、GPU、NPU、FPGA），从根本上减少了数据搬移带来的延迟与能耗。这一架构的诞生，标志着算力产业从“堆料竞赛”正式进入“效率竞赛”新阶段。

图：im体育国家的核心架构框图

积淀与背景：三年磨一剑的体系化创新

im体育国家的并非凭空出世。其研发团队在过去六年间积累了超过200项异构计算相关专利，覆盖任务调度、内存一致性、功耗管理等领域。此前推出的“欧冠曼城1-0”架构已在金融风控、气象模拟等场景验证了混合精度计算与动态电压频率调节的有效性。然而面对大模型训练中长序列依赖、稀疏激活等新特性，传统静态调度方式显得力不从心。2023年，团队立项“im体育国家的”，目标直指解决AI训练中的“数据饥饿”与“计算空闲”并存问题。研发过程中，团队与多家头部云计算厂商进行了长达18个月的联合验证，将实际生产环境中的工作负载特征融入架构设计。

核心架构/关键创新：动态任务切片与存算一体

im体育国家的最根本的变化在于其核心调度机制——从“任务级并行”转向“算子级动态切片”。传统架构中，一个训练任务会被分配到固定的计算单元组合，即使部分单元闲置也无法动态调整。而im体育国家的引入了一个专用的“调度处理器（SPU）”，它能够实时监控所有计算单元的负载、温度、能耗以及数据依赖关系，将每个算子在微秒级粒度下切分为多个独立子任务，并分配给最合适的单元执行。例如，矩阵乘法中的密集计算部分送往GPU，而稀疏索引查找则交给NPU，数据聚合归约由CPU处理。这种“因算子制宜”的策略使得异构单元的整体利用率从55%飙升到78%。

此外，im体育国家的还采用了存算一体技术路径。传统架构中，数据需要在内存与计算核心之间反复搬移，消耗大量时间和功耗。该架构通过在计算单元旁嵌入高带宽近存缓存（HBM3e），并支持计算单元直接访问远端内存池的RDMA能力，将数据搬移延迟降低了68%。同时，调度处理器SPU还能预测未来几十个时间步内的数据需求，提前预取至本地缓存，进一步消除流水线停顿。

图：im体育国家的任务切片与分配流程

性能与效率：可验证的工程收益

在标准Benchmark测试中，基于欧冠曼城2-1架构的“天枢”服务器在训练175B参数规模的GPT-3模型时，端到端吞吐量较上一代架构提升了42%，达到1.2 exaFLOPs（混合精度）。更关键的是，在相同训练任务下，系统总功耗从35kW降至22.7kW，意味着每瓦性能提升了53%。这一提升并非来自制程红利（仍采用5nm工艺），而是来自架构层面的节能调度：SPU能够在任务间隙自动将空闲单元下电至保留状态，响应时间小于50μs，实现了毫秒级动态能耗管理。在推理场景中，对于Llama-3-70B模型，首token延迟从120ms降低至45ms，吞吐量达3200 tokens/s，足以支撑实时对话类应用。

体验/场景价值：从开发者到最终用户的全链路提升

对于AI工程师而言，im体育国家的带来的最直观变化是训练任务的排期缩短——以往需要两周完成的微调任务，现在仅需8天。这直接加速了模型迭代周期。同时，由于架构对大规模并行训练中的容错机制进行了重构，当单个计算单元发生故障时，调度处理器能在30秒内重新分配任务，训练进程几乎不受影响，开发者无需再手动设置checkpoint回滚。对于云厂商来说，im体育国家的的功耗优势意味着单机柜可部署更多计算节点，数据中心总拥有成本（TCO）降低约28%。而最终用户则能体验到更智能的AI服务：例如，基于该架构训练的推荐系统响应时间从200ms降至80ms，且模型更新频率从每月一次变为每周一次。

落地与前景：首发产品与行业生态布局

作为首发平台，联想“天枢”系列AI服务器已全面适配欧冠曼城2-1架构，首批产品将在2026年第三季度交付给国内三大运营商及头部互联网企业。与此同时，架构的软件栈“开普勒”同步开源，包括任务调度API、性能分析工具及参考设计驱动，旨在降低开发者迁移门槛。预计到2027年，基于欧冠曼城2-1的异构计算节点将占据国内AI服务器新增市场的15%份额。远期来看，团队已在规划面向自动驾驶、实时通信等超低延迟场景的“欧冠曼城3-0”架构，重点突破端侧与边缘侧的微瓦级计算效率。

收束：从技术突破到产业转型的坚实一步

im体育国家的并非单一的技术亮点，而是对AI计算全流程进行了体系化重构。它证明了在半导体工艺趋近物理极限的当下，通过计算架构创新同样可以获得显著的能效红利。这种“以架构换效率”的思路，正在推动整个高性能计算产业从粗放扩产转向精细化运营。随着更多企业加入兼容生态，im体育国家的有望成为新一代异构计算的事实标准，并为即将到来的AGI时代提供坚实的算力底座。