谷歌TPU正以驚人的速度崛起，向英偉達(dá)在AI硬件領(lǐng)域的霸主地位發(fā)起強(qiáng)力挑戰(zhàn)。隨著谷歌Gemini 3的發(fā)布，TPU再次成為全球科技界關(guān)注的焦點(diǎn)，資本市場(chǎng)也隨之震動(dòng)，谷歌股價(jià)的攀升讓一個(gè)話題再度被熱議：谷歌TPU是否真能與英偉達(dá)GPU一較高下？

SemiAnalysis，這家在半導(dǎo)體和人工智能領(lǐng)域極具影響力的研究與咨詢公司，近期發(fā)布了一篇由12位作者共同撰寫(xiě)的深度分析文章，明確指出TPUv7已向英偉達(dá)發(fā)起沖鋒。文章深入剖析了谷歌TPUv7如何對(duì)英偉達(dá)的AI硬件霸權(quán)構(gòu)成實(shí)質(zhì)性威脅，其核心在于谷歌打破了長(zhǎng)期以來(lái)的內(nèi)部自用慣例，開(kāi)始大規(guī)模向Anthropic等外部客戶出售TPU硬件及算力。據(jù)悉，Anthropic已部署超過(guò)1GW的TPU集群，這一舉動(dòng)無(wú)疑為谷歌TPU的商業(yè)化進(jìn)程注入了強(qiáng)大動(dòng)力。

盡管在單芯片理論參數(shù)上，TPU未必能全面碾壓英偉達(dá)GPU，但谷歌憑借卓越的系統(tǒng)級(jí)工程能力，如ICI互聯(lián)和光路交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了極高的實(shí)際模型算力利用率（MFU）。同時(shí)，谷歌TPU的總體擁有成本（TCO）比英偉達(dá)GB200系統(tǒng)低約30%-40%，這一優(yōu)勢(shì)使得谷歌在性價(jià)比方面更具競(jìng)爭(zhēng)力。谷歌正積極修補(bǔ)軟件短板，通過(guò)支持PyTorch原生環(huán)境和vLLM等開(kāi)源生態(tài)，試圖從根基上瓦解CUDA的護(hù)城河。

目前，世界上最頂尖的兩個(gè)模型——Anthropic的Claude 4.5 Opus和谷歌的Gemini 3，其絕大部分訓(xùn)練和推理基礎(chǔ)設(shè)施都運(yùn)行在谷歌的TPU和亞馬遜的Trainium上。尤其是Gemini 3及其所有早期版本，均完全在TPU上進(jìn)行訓(xùn)練。這一事實(shí)不僅證明了TPU的強(qiáng)大性能，也彰顯了谷歌在AI領(lǐng)域的深厚積累。不僅如此，谷歌還在向多家公司出售商用TPU硬件，進(jìn)一步擴(kuò)大了其市場(chǎng)份額。英偉達(dá)的王座因此迎來(lái)了新的挑戰(zhàn)者，其霸主地位開(kāi)始出現(xiàn)裂痕。

回顧谷歌TPU的發(fā)展歷程，其起源可追溯至2006年谷歌建立AI專用基礎(chǔ)設(shè)施的想法。然而，直到2013年，谷歌才開(kāi)始為T(mén)PU芯片奠定基礎(chǔ)，并于2016年將其投入生產(chǎn)。同年，亞馬遜也啟動(dòng)了Nitro計(jì)劃，專注于開(kāi)發(fā)芯片以優(yōu)化通用CPU計(jì)算和存儲(chǔ)。如今，通過(guò)推進(jìn)TPU商業(yè)化，谷歌已成為英偉達(dá)最新且最具威脅的挑戰(zhàn)者。Gemini 3的發(fā)布引發(fā)了市場(chǎng)的強(qiáng)烈反響，英偉達(dá)甚至專門(mén)發(fā)布推文恭喜谷歌在AI領(lǐng)域的進(jìn)展，同時(shí)不忘強(qiáng)調(diào)自己依然遙遙領(lǐng)先。

在推文中，英偉達(dá)強(qiáng)調(diào)自己仍在持續(xù)向谷歌供應(yīng)硬件，并表示自己依然領(lǐng)先行業(yè)一代，是唯一能夠運(yùn)行所有AI模型、并能在各種計(jì)算場(chǎng)景中使用的平臺(tái)。同時(shí)，英偉達(dá)還指出GPU比專用芯片（ASIC）在性能、通用性和可替代性上更強(qiáng)，這明顯是對(duì)谷歌TPU、AWS Trainium等專用芯片的回應(yīng)。然而，面對(duì)TPU的崛起，英偉達(dá)也不得不面對(duì)來(lái)自市場(chǎng)的質(zhì)疑，尤其是關(guān)于其通過(guò)“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”造成AI泡沫的指責(zé)。許多質(zhì)疑者認(rèn)為，英偉達(dá)通過(guò)資助燒錢(qián)的AI初創(chuàng)公司，本質(zhì)上是將錢(qián)從一個(gè)口袋轉(zhuǎn)移到另一個(gè)口袋。

SemiAnalysis認(rèn)為，英偉達(dá)旨在通過(guò)股權(quán)投資而非降價(jià)來(lái)保護(hù)其在基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室的主導(dǎo)地位。降價(jià)將拉低毛利率并引發(fā)投資者普遍恐慌，因此英偉達(dá)選擇通過(guò)其他方式來(lái)維持其市場(chǎng)地位。與此同時(shí)，前沿實(shí)驗(yàn)室如OpenAI和Anthropic正通過(guò)采購(gòu)（或威脅采購(gòu)）TPU來(lái)降低GPU的總體擁有成本（TCO）。盡管OpenAI目前尚未部署TPU，但僅憑“轉(zhuǎn)向TPU”這一可能，就已在其英偉達(dá)集群成本上節(jié)省約30%。OpenAI將“我隨時(shí)可能改用TPU”作為一個(gè)巨大的談判籌碼，迫使英偉達(dá)為了留住這個(gè)大客戶而變相給予巨額優(yōu)惠。

谷歌TPU的大規(guī)模外部化是其崛起的關(guān)鍵一步。長(zhǎng)期以來(lái)，TPU堆棧一直與英偉達(dá)AI硬件相抗衡，但主要是為了支持谷歌的內(nèi)部工作負(fù)載。即使在2018年向谷歌云平臺(tái)客戶提供TPU之后，谷歌仍未將其完全商業(yè)化。如今，這種情況正在改變。谷歌已經(jīng)動(dòng)員了整個(gè)堆棧的努力，通過(guò)谷歌云平臺(tái)或作為商用供應(yīng)商銷售完整的TPU系統(tǒng)，開(kāi)啟了TPU大規(guī)模商用的步伐。這一舉措也使谷歌成為一個(gè)真正差異化的云提供商，吸引了如Anthropic等頂級(jí)客戶的青睞。

Anthropic和其他客戶之所以選擇谷歌的TPU，原因在于TPUv7 Ironwood是一個(gè)優(yōu)秀系統(tǒng)內(nèi)的強(qiáng)大芯片。即使芯片在參數(shù)上落后于英偉達(dá)，谷歌的系統(tǒng)級(jí)工程也使得TPU堆棧在性能和成本效率方面都能與英偉達(dá)相匹配。這種組合為Anthropic提供了引人注目的性能和TCO，因此贏得了其大規(guī)模的訂單。與英偉達(dá)通過(guò)GB200擴(kuò)展其GPU生態(tài)一樣，谷歌自2017年TPUv2以來(lái)也一直在機(jī)架內(nèi)和跨機(jī)架擴(kuò)展TPU。谷歌的ICI擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)也成為與英偉達(dá)NVLink匹敵的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

在大模型時(shí)代，預(yù)訓(xùn)練前沿模型仍然是AI硬件中最困難和資源最密集的挑戰(zhàn)。自2024年5月GPT-4o以來(lái)，OpenAI的頂尖研究人員尚未完成廣泛用于新前沿模型的成功全規(guī)模預(yù)訓(xùn)練運(yùn)行，而TPU平臺(tái)則通過(guò)了這一測(cè)試。對(duì)于谷歌來(lái)說(shuō)，在最具挑戰(zhàn)性的硬件問(wèn)題之一中悄悄擠入并建立性能領(lǐng)先地位，確實(shí)是一個(gè)令人印象深刻的壯舉。盡管谷歌在芯片設(shè)計(jì)理念上相對(duì)于英偉達(dá)更為保守，但進(jìn)入大模型時(shí)代后，其設(shè)計(jì)理念發(fā)生了明顯轉(zhuǎn)變。從最近兩代為大模型設(shè)計(jì)的TPU：TPUv6 Trillium（Ghostlite）和TPUv7 Ironwood（Ghostfish）就可以看出這種變化。