超節點

超節點(SuperPod)是一種為構建大規模AI算力集群而設計的新型技術架構,其概念最早由英偉達提出。其核心是通過高速互聯協定將多個計算節點緊密耦合,形成邏輯上單一、物理上分布的計算系統,具備大頻寬、低時延與記憶體統一編址等技術特徵。該架構旨在突破傳統伺服器堆疊模式在通信、記憶體與擴展性方面的瓶頸,顯著提升大模型訓練與推理的效率。

目前,該技術已成為智算基礎設施演進的重要方向。2025年,超節點成為AI算力市場熱詞,業界普遍認為2025年是超節點產品“元年”。華為、中科曙光、浪潮信息、百度、阿里巴巴、騰訊、中興、新華三、超聚變等頭部企業紛紛發布了各自的超節點產品或方案。2026年,華為昇騰384超節點等產品已規模部署數百套,套用於網際網路、金融、能源、製造等行業,標誌著超節點進入規模化套用階段。產業形成了以英偉達NVLink為代表的私有協定和以華為靈衢互聯協定、開放數據中心委員會ETH-X、中國移動OISA為代表的開放標準等多種技術路線。在基礎軟體層面,開源歐拉於2025年發布了全球首個面向超節點的作業系統版本(openEuler 24.03 LTS SP3)。中國信息通信研究院等機構牽頭編制了《超節點測試大綱》等行業標準。

基本介紹

  • 中文名:超節點
  • 外文名:SuperPod
概念定義,發展歷程,核心技術,技術架構,主要產品,產業發展,生態與支持,

概念定義

超節點(SuperPod)概念最早由英偉達提出。其核心定義為依託高頻寬互聯技術,對多台伺服器或大量加速卡進行深度集成,形成具備高性能、高密度與高可靠性的“超級計算單元”或“一體化算力集群”。它是一種通過系統級架構創新,將大量計算晶片緊密耦合為單一高速互連域的技術,旨在解決大規模AI訓練中的“通信牆”問題。超節點被視為系統不斷Scale Up(向上擴展)的一種解決方案,其核心特徵是“物理上多機組成、邏輯上單機運行”,通過高速互聯協定組成更大記憶體空間的計算系統,提供大頻寬、低時延的互聯能力,並實現記憶體統一編址。

發展歷程

超節點,英文名為SuperPod,最早由英偉達提出,是一種通過系統級架構創新,將大量計算晶片緊密耦合為單一高速互連域的技術。2024年3月,英偉達發布NVL72超節點解決方案,將36個Grace CPU和72個Blackwell GPU集成到一個液冷機櫃中。
2025年,超節點在AI算力市場受到關注,位元組、阿里、騰訊、浪潮信息等國內廠商陸續推出超節點方案。2025年9月,華為在全聯接大會2025上發布Atlas 950/960超節點及全球首個通用計算超節點TaiShan 950 SuperPoD。同期,中國信通院等機構聯合發布《超節點發展報告》。
2025年11月,中科曙光發布全球首個單機櫃級640卡超節點scaleX640。
2026年2月,中興通訊正式發布《超節點技術白皮書》,提出以超節點為核心打造標準化“AI工廠”的理念,並推出自研的OEX正交無背板互聯交換架構及“凌雲”交換晶片。
2026年3月,華為在MWC2026巴塞隆納展會上展示了其超節點系列算力產品,包括Atlas 950 SuperPoD、TaiShan 950 SuperPoD和Atlas 850E。
百度、阿里巴巴等也相繼發布天池256、磐久128等超節點產品。2026年,超節點產品已在網際網路、金融、能源、製造等行業得到套用。

核心技術

支撐超節點架構的關鍵技術圍繞三大核心特徵展開,即超大頻寬、超低時延和記憶體統一編址。超大頻寬確保計算不等待通信,超低時延有效減少通信阻塞。以昇騰384超節點為例,其通信時延從7微秒降至3微秒。記憶體統一編址是實現邏輯上單一系統的關鍵,使多個計算設備能像一台機器一樣協同工作。
實現上述特徵依賴於關鍵互聯協定,這已成為產業競爭的核心焦點。互聯協定主要包括私有協定與開放標準兩類。私有協定的代表有英偉達的NVLink和華為的靈衢UnifiedBus。開放標準則由產業組織推動,例如開放數據中心委員會(ODCC)主導的ETH-X和中國移動牽頭的OISA互聯標準。
為突破電互連在傳輸距離和功耗上的限制,光互連技術被套用於超節點架構。華為將光通信技術套用於超節點,採用超高速光模組連線,實現了跨機櫃的大規模晶片互聯,例如384卡互聯,並計畫未來支持8192卡互聯。光互連技術被認為是支撐超節點可持續演進的關鍵。
超節點的有效運行離不開系統級的軟硬協同最佳化。這要求作業系統、AI框架、運維管理系統等軟體與硬體深度適配。例如,開源歐拉社區發布了面向超節點的作業系統(openEuler 24.03 LTS SP3),支持記憶體統一編址、異構算力低時延通信等關鍵能力。華為云為其超節點開發了“1-3-10”運維標準,以實現快速故障感知與恢復。

技術架構

超節點是一種“物理上多機組成、邏輯上單機運行”的新型架構。該架構憑藉匯流排級互聯、平等協同、全量池化、協定歸一、大規模組網、高可用性六大特徵,成為破解算力瓶頸的關鍵方案。
超節點架構融合了Scale-up(縱向擴展)與Scale-out(橫向擴展)網路。超節點內部通過高速匯流排互聯形成高頻寬域(HBD),實現緊密耦合的Scale-up擴展。多個超節點之間則通過高速網路進行Scale-out連線,構建更大規模集群。這種“超節點內全互聯 + 超節點間高速網路”的兩層架構為大規模集群奠定了基礎。
該架構通過高速互聯協定實現邏輯上單機運行、物理上多機組成,旨在提供大頻寬、低時延的互聯能力並實現記憶體統一編址,以滿足規模化算力需求。
超節點的規模設計存在“甜點”理論,並非越大越好。規模過小對中小模型無收益,規模過大則會引入可靠性問題並造成成本浪費。對於萬億參數模型,超節點規模的“甜點”在16卡左右;對於十萬億參數模型,其“甜點”在32~64卡左右。
超節點的工程化設計面臨高密供電、高效散熱、信號完整性、模組化設計及冗餘能力等系統工程挑戰。其普遍採用液冷技術以實現高效散熱,部分方案可使PUE低至1.08。供電系統需採用高壓供電架構等方案應對高功率密度挑戰。模組化設計有助於提升系統的可靠性與可維護性。
在工程實踐中,全液冷、正交架構、零線纜互聯等技術被套用於超節點產品,以支持大規模集群的高效部署與運行。

主要產品

超節點已成為AI算力基礎設施建設和部署的主流形態,國內外廠商在2025年至2026年初密集發布了多款代表性產品。
國外廠商方面,英偉達於2024年3月發布了NVL72機櫃級超節點,該產品將36個Grace CPU和72個Blackwell GPU集成到一個液冷機櫃中,通過NVLink實現全互聯,總計提供720 PFLOPs的AI訓練性能或1440 PFLOPs的推理性能。AMD於2025年推出了支持UALink協定的Helios機架架構,搭載72個MI400 GPU。
國內廠商方面,華為推出了多款超節點產品,包括由384張昇騰算力卡組成、提供高達300 PFLOPs密集BF16算力的Atlas 900 A3 SuperPoD(亦稱CloudMatrix 384)。此外,華為還發布了Atlas 950 SuperPoD和Atlas 960 SuperPoD,分別支持8192張及15488張昇騰卡。華為還推出了通用計算超節點TaiShan 950 SuperPoD,基於鯤鵬950處理器和靈衢互聯協定,該產品主要用於提升資料庫、大數據及虛機熱遷移等業務的底層性能。
中科曙光於2025年11月發布了單機櫃級640卡超節點scaleX640,該產品採用“一拖二”高密架構和AI計算開放架構。浪潮信息於2025年8月推出了元腦SD200超節點,該產品以開放系統設計支持單機內64路本土GPU晶片高速互連,並已通過中國信通院《超節點測試大綱》評測。
百度發布了集成64張崑崙芯XPU的崑崙芯超節點,以及天池256超節點。阿里巴巴推出了磐久128超節點。新華三發布了H3C Uni-PoD系列超節點。特斯聯推出了支持512張異構AI加速卡全互聯的T-Cluster 512超節點。
中興通訊於2026年2月發布《超節點技術白皮書》,推出Nebula單體與集群超節點,算力可從百卡平滑擴展至萬卡規模。其產品採用自研的OEX正交無背板互聯交換架構與“凌雲”大容量交換晶片,實現TB級互聯頻寬與百納秒級時延。
2026年3月,華為在MWC2026巴塞隆納展會上首次向海外集中展示了基於靈衢互聯協定打造的超節點系列算力產品,包括全液冷AI超節點Atlas 950 SuperPoD、通算超節點TaiShan 950 SuperPoD以及企業級風冷節點Atlas 850E等。

產業發展

2025年以來,超節點作為新的AI算力基礎設施,不斷成為行業焦點,業界普遍認為2025年是超節點產品“元年”。中國工程院院士倪光南等行業專家判斷,超節點已經成為算力基礎設施建設和部署的主流形態與新常態。其市場需求由人工智慧技術的飛速發展,尤其是大模型訓練和推理對算力的海量需求所推動。
在技術路徑上,產業呈現出分化態勢。一方面是以英偉達NVLink為代表的私有協定路線,其推出的NVL72等超節點產品主導高端市場。另一方面,是以開放生態為特徵的路線,旨在打破私有技術壁壘。例如,華為自研並開源的靈衢互聯協定、開放數據中心委員會主導的ETH-X項目、以及中國移動牽頭推進的OISA互聯標準等。開放互聯標準正逐步衝擊英偉達NVLink主導的現有產業生態。2026年2月,中興通訊發布《超節點技術白皮書》,提出以超節點為核心打造標準化“AI工廠”的理念,以推動智慧型算力基礎設施的標準化與生態化建設。
一個完整的國產超節點產業鏈正在加速形成。從上游的AI晶片、互聯晶片、光模組,到中游的伺服器整機,再到下游的作業系統、管理軟體,產業生態日趨完善。華為、中科曙光、浪潮信息、百度、阿里巴巴、騰訊、中興、新華三、超聚變等頭部企業紛紛發布了各自的超節點產品或方案。在基礎軟體層面,開源歐拉於2025年發布了全球首個面向超節點的作業系統版本,以適配算力新架構。
當前超節點產業的發展仍面臨一系列技術與非技術挑戰。首先,互聯協定的碎片化與標準割裂問題突出,嚴重阻礙異構算力的高效協同。其次,高功耗與散熱帶來嚴峻的工程挑戰,單櫃功耗可達120千瓦,推動液冷技術成為主流解決方案。再次,系統級工程複雜度居高不下,大規模光模組互聯的可靠性、信號完整性以及系統的可維護性面臨考驗。此外,超節點規模並非越大越好,存在與模型規模匹配的“甜點”,規模過大會引入可靠性問題並造成成本浪費。
展望未來,超節點技術將持續向更大規模、更高效率、更開放兼容的方向演進。光互連技術因其在頻寬、距離和功耗方面的優勢,套用將更加深入,成為支撐跨機櫃超節點規模化、靈活化運行的關鍵。同時,超節點的套用正從AI智算持續向通用計算領域拓展,以解決資料庫、大數據等場景的性能瓶頸。例如,行業實踐倡導從“項目制”向“工廠模式”轉型,通過打造標準化智慧型生產流水線,以降低AI落地複雜度、縮短交付周期。產業發展的核心將從單點硬體性能比拼,轉向通過開放生態與系統工程能力提升整體計算效率的新階段。

生態與支持

開源歐拉(openEuler)於2025年發布了全球首個面向超節點的作業系統版本(openEuler 24.03 LTS SP3),該版本支持記憶體統一編址、異構算力低時延通信和全局資源池化等關鍵能力,為超節點架構提供了核心的作業系統支撐。
截至2025年底,其主導的openEuler作業系統裝機量已突破1600萬套,匯聚超2100家合作機構,進一步拓展了其底層算力生態的覆蓋面。
為推動形成開放、完整的產業鏈,華為將自研的靈衢(UnifiedBus)互聯協定2.0規範完全開放。
超節點的有效運行不僅依賴硬體,更考驗軟硬協同能力,其需要AI框架、異構計算架構、資料庫、運維管理系統等基礎軟體進行深度適配與最佳化,以充分發揮系統級性能。
例如,截至2025年底,華為已實現CANN異構計算架構及Mind系列工具鏈的全面開源,開放了包含運算元庫、通信庫等在內的27個軟體包與37個代碼倉,並完成對PyTorch、vLLM等超過50個業界主流開源項目及65個以上全球開源大模型的底層適配。
為引導產業規範發展,中國信息通信研究院等機構牽頭編制了《超節點測試大綱》等行業標準,並開展了相關產品評測。

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