国产算力基础设施全面进阶 全栈创新开启产业升维新格局

2026-09-24 11:29:27 来源:钢盾宝

伴随人工智能产业高速迭代,市场算力需求呈指数级爆发,叠加全球供应链格局持续波动,国内算力产业迎来关键转型节点。近期华为密集落地全栈算力能力升级成果,从数据中心基建架构革新、算力底座系统突破,到开源软件生态完善,全方位勾勒出国产算力基础设施的代际升级路径。这场全方位的产业进阶,不仅是单一领域的技术突破,更是重塑国内算力产业格局、夯实数字经济根基的深层结构性变革。

基建革新:立体架构重构数据中心建设范式

AI算力需求的极速增长,彻底颠覆了传统数据中心的建设逻辑与物理形态,传统平面化基建模式已无法适配高密度、大规模的智能算力部署需求。

9月15日,华为在安徽芜湖正式发布全球首款3D立体架构数据中心。该项目通过架构设计与建造模式的双重创新,打破传统数据中心平面布局局限,依托分层解耦、立体堆叠的核心设计,搭配工厂预制、现场组装的工业化建造模式,将整体建设工期较行业传统标准缩短50%,大幅提升算力基建落地效率。

华为副董事长、轮值董事长汪涛指出,人工智能技术正处于极速迭代阶段,2026年行业优质基础模型(SOTA模型)将普遍达到10万亿参数规模。国内AI Token日均消耗量将从2024年初的千亿级别,飙升至2026年的500万亿级别,增幅接近5000倍。行业发展趋势明确,2027年,10万卡及以上规模的昇腾超节点集群将成为智能算力基础设施的标配。

算力需求井喷的背后,传统算力基建的短板持续凸显。AI场景下的高密度算力,让单机柜功率从传统风冷机房的数千瓦,飙升至100千瓦甚至200千瓦的超高功率等级。而行业沿用多年的“先土建、后机电”建设模式,存在6至8个月的漫长机电交付周期,频繁出现算力设备就绪但机房配套未完工的问题,“算力等基建”的行业痛点长期制约AI产业落地。

针对行业核心痛点,华为借鉴芯片制造工厂的分层设计理念,创新打造3D立体数据中心架构。一改传统数据中心水平平铺的布局方式,将供电、供冷、IT设备三大核心系统垂直分层堆叠,把电池储能系统部署于屋顶区域,实现空间利用效率最大化。该架构实现水电系统与IT设备完全解耦隔离,有效杜绝单点故障扩散;IT核心设备布置于中层空间,搭配精准液冷散热系统,高效解决高密算力散热难题;供电、液冷管道垂直贯通,大幅缩短传输路径、降低能耗损耗;高速交换网络布局于IT层核心位置,单栋建筑可支撑168兆瓦功率负载与10万卡算力集群部署,打造出超高能效的“超级算力智造基地”。

相较于传统定制化建设模式,3D数据中心的工业化建造革新更具产业价值。据华为高级副总裁、常务监事任树录介绍,该数据中心采用类“乐高积木”的模块化设计,核心功能模块均在工厂完成标准化组装、调试与测试,施工现场仅需完成装配对接工作,整体机电预制化率突破90%,将复杂的现场施工工程转化为标准化、规模化的装配作业。此前华为已在贵安完成三层立体架构的技术验证,落地芜湖项目时,从土建开工到整体交付仅耗时9个月,建设效率实现跨越式提升。

这一变革彻底改写了算力资产的投资与折旧逻辑。机电交付周期减半的同时,底层机电基础设施可稳定使用10年以上,完美适配算力设备1至2年的快速迭代节奏,大幅优化算力投资回报模型。华为云CEO周跃峰表示,目前华为云已在贵州贵安、内蒙古和林格尔、安徽芜湖布局三大核心算力枢纽,规模化落地3D立体数据中心,全面适配智能算力规模化、快速化部署需求。

为推动全行业协同升级,华为面向全社会公开《3D数据中心概要设计图库》,并发布《3D数据中心》专业著作。这套标准化、产品化的建设体系,正带动供电、制冷、储能、智能运维等上下游产业链同步迭代。算力基建的立体升维,本质是将非标定制化的机房工程,转化为可复制、可规模化推广的标准化产品,为全行业降本增效、规模化扩张奠定核心基础。

架构升级:系统级创新打造极致算力底座

9月17日,2026华为全联接大会于上海正式启幕,汪涛在大会上发布业界首款搭载近封装光学(NPO)技术的昇腾960超节点,专为10万亿参数级大模型的训练、推理场景量身打造,实现算力系统架构的全新突破。

如果说3D数据中心解决了算力基础设施高效建设的问题,那么全新升级的超节点架构,则彻底破解了大规模集群算力利用率偏低的行业难题,让算力输出更澎湃、更高效。

在传统计算架构中,算力集群规模越大,资源利用效率反而越低。行业数据显示,10万卡规模的传统算力集群,模型实际算力利用率(MFU)仅20%左右,大量算力长期处于通信等待状态,资源浪费严重。华为马尔科夫实验室仿真测试数据表明,由4K超节点搭建的10万卡集群,相较传统8卡服务器集群,算力利用率可提升2.75倍,优势极为显著。凭借高效的算力调度能力,超节点已成为超大规模AI算力建设的核心必然选择。截至目前,昇腾910C超节点部署总量突破1000套,昇腾950超节点已实现大规模商用落地。

本次全新发布的昇腾960超节点,是行业首个量产落地的NPO技术超节点。华为将深耕多年的光通信技术融入超节点设计,自研推出全球首款量产NPO光引擎Hi-ONE,单引擎传输容量可达7.2T,是当前行业传输性能最强、唯一内置光源的NPO产品,大幅突破传统光模块的传输瓶颈。

据汪涛介绍,依托灵衢互联架构与Hi-ONE光引擎打造的昇腾960超节点,采用正交架构设计与全液冷散热方案,通过灵衢协议实现全局内存统一编址,单集群可扩展至4096卡规模,具备8E FP8算力输出与1PB HBM内存容量。降本增效成果十分突出:该超节点仅需5500个Hi-ONE模块,即可替代传统方案4.8万颗800G光模块的用量,整体功耗降低超550千瓦,设备无故障运行时长翻倍,系统可用度提升至99.8%。同时,华为已向国际光互联论坛(OIF)提交NPO技术标准立项申请,全力推动行业技术规范统一,完善全球算力互联生态。

当前算力系统正从单一超节点,向规模化超节点集群加速演进。随着大模型参数迈入10万亿级别,AI训练与推理所需的算力支撑,已不再是简单的服务器或超节点堆叠,而是融合智算超节点、通算超节点、高速互联系统、PB级缓存集群的复合型智能算力体系。

为此,华为将成熟的超节点架构延伸至通用计算领域,完成鲲鹏超节点全面升级。基于灵衢全光组网技术,全新鲲鹏超节点最大可支持4096节点组网,构建256TB统一内存资源池,有效提升智能体(Agent)沙箱部署密度、启动速度与向量检索性能。与此同时,华为推出搭载灵衢统一总线、支持一跳直连特性的L3.5层PB级KV缓存集群解决方案OceanStor M900,补齐大规模算力集群的缓存调度短板。

多台昇腾960超节点可通过灵衢网络或RoCE协议灵活组网,搭建超大算力集群。依托二层CLOS四平面组网架构,集群最大规模可拓展至51.2万卡,结合多轨道拓扑技术,终极可支撑百万卡级昇腾算力集群部署,充分适配未来几十万亿参数大模型的算力需求。

灵衢互联架构是本次算力架构升级的核心核心。华为常务董事、ICT BG CEO杨超斌在大会上解读,该架构将十余种传统互联协议统一整合,实现互联带宽从百GB级向TB级跨越,通信时延从7微秒压缩至2微秒。通过全局内存统一编址技术,实现CPU、NPU、内存、SSD的直接互联,达成去中心化平等访问与异构算力高效协同。

围绕三级互联场景,华为推出全系列灵衢互联设备:柜内互联刀片实现零线缆部署,单4096卡超节点可节约196公里铜缆资源;跨柜互联设备单机实现280T全光互联能力;UBG交换机具备1024超大扇出能力,可为百万卡级算力集群提供稳定组网支撑。

芯片迭代层面,昇腾960研发落地进度超预期。汪涛透露,昇腾960风冷、液冷版本超节点将分别于2027年第二、三季度陆续上市。未来昇腾芯片将保持一年一代的迭代节奏,2028年、2029年将相继推出970、980系列产品,持续实现算力规格翻倍升级。

从单柜设备到整栋算力楼宇,从单一超节点到百万卡集群,从核心芯片到互联协议,国产算力的核心竞争力已摆脱单点硬件参数比拼,正式迈入系统级架构创新的全新阶段。杨超斌表示,华为将持续深耕系统级创新,打造全系列领先算力底座,坚持开源开放理念,联合产业链客户、合作伙伴与开发者共建共生,为全球算力产业提供全新技术选择。

生态升维:从功能可用走向体验易用

在硬件架构持续突破的同时,软件生态的迭代升级,成为国产算力产业高质量发展的核心支撑,推动产业实现从“能用”到“好用”的质变。

汪涛介绍,作为昇腾算力生态的核心根基,CANN异构计算架构已进入常态化开源社区运营阶段,生态成熟度持续提升。目前CANN社区外部开发者占比首次突破61%,超过内部研发人员占比,社区月活跃开发者超5200人,是国内活跃度最高的AI开源社区之一。基于昇腾+CANN技术体系开发的原生训练模型超40个,是国内唯一可完整支撑大模型全流程预训练的技术路线。此外,昇腾生态已适配PyTorch、Triton、vLLM等90余个主流开源社区,成功入驻PyTorch官方安装列表,成为国内首个获此认可的本土算力平台。

鲲鹏开源生态同样实现规模化壮大,目前全球开发者数量超416万,生态合作企业突破7200家,适配支撑560余个全球开源项目,欧拉操作系统累计装机量超2000万套,国内服务器操作系统市场占有率稳居首位。同时,昇腾团队联合DeepSeek Harness、OpenCode等主流开源框架,自主研发智能管理、推理加速、安全防护等多款Agent插件化组件并全部开源;联动50余家行业客户、合作伙伴及高校,打造26个专业化行业算子库,精准适配各场景落地需求。

软件生态的突破性进展,其产业价值不亚于硬件技术革新。长期以来,国产算力产业的核心短板并非芯片硬件性能,而是开发者生态薄弱、软件工具链不完善的问题。如今外部开发者成为社区主力、主流开源框架原生适配、行业专属算子库批量落地,标志着国产算力正式跨过生态发展临界点,彻底摆脱单纯的技术替代思维,迈入以体验、效率、生态为核心的差异化竞争新阶段。

行业分析认为,华为本次全栈算力升级动作,印证了算力产业的竞争逻辑迭代:行业比拼已从芯片、服务器、数据中心等单一硬件产品,升级为基建+架构+生态的全体系综合实力较量。作为国家“六张网”重要组成部分,算力网络的升级建设是数字经济发展的核心底座。国产算力的全方位升维,既是企业技术创新的战略落地,也是国家算力基础设施布局的微观实践。正如汪涛所言,智能时代的产业发展无法依靠单一企业独立支撑,未来2-3年的规模化商用落地,将最终决定国产算力在AI时代的核心竞争力与全球产业地位。

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