基本介紹
- 外文名：Ironwood
- 產品類型：張量處理單元
- 上市時間：2025年4月
- 所屬品牌：谷歌
發布與定位,技術規格,系統架構與互聯技術,軟體生態與部署模式,面臨的挑戰,
發布與定位
谷歌於2025年4月在Google Cloud Next 25大會上正式發布並首次展示了第七代TPU（代號Ironwood）。這是谷歌TPU產品線中首款專為AI推理任務設計的晶片，標誌著其戰略重心從“以訓練為主”向“推理規模化落地”的關鍵轉變。谷歌明確將其定位為“AI推理時代”的專用基石，旨在通過提升能效和集群擴展性，最佳化大規模推理任務的總擁有成本（TCO）。
與側重訓練的上一代TPU v6e (Trillium) 相比，Ironwood在能效上提升近一倍（約2倍），單晶片FP8算力達4,614 TFLOPS，並支持最多9,216顆晶片組成大規模集群，以應對高並發、低延遲的推理場景。其發布直接吸引了如Anthropic等頭部AI公司的巨額訂單，印證了市場對專用推理算力的迫切需求。隨後，在2025年8月的Hot Chips 2025高性能晶片大會上，谷歌進一步公開了Ironwood的詳細架構設計、光電路交換（OCS）互聯技術及可靠性（RAS）特性等核心技術細節。
技術規格
Ironwood單晶片在FP8精度下的峰值算力為4,614 TFLOPS（約4.6 PetaFLOPS），配備192GB HBM3e高頻寬記憶體，記憶體頻寬約為7.2至7.4 TB/s。其晶片間互連（ICI）的每鏈路頻寬為1.2 Tb/s，聚合雙向頻寬達到9.6 Tbps。單晶片功耗預計在700W到1kW之間，能效比是前代TPU v6e (Trillium)的2倍，並支持動態電壓與頻率調節（DVFS）。晶片集成了第四代稀疏核心（SparseCore），用於加速推薦系統等場景的嵌入操作和集合通信。
在集群層面，單個TPU Pod最多可集成9,216顆Ironwood晶片，其FP8峰值總算力高達42.5 ExaFLOPS。集群提供高達1.77 PB的共享高頻寬記憶體容量。集群網路採用3D環面（3D Torus）拓撲結構，並結合光路交換機（OCS）技術實現高效、低延遲的晶片間互聯與容錯。
系統架構與互聯技術
Ironwood採用3D環面網路拓撲（3D Torus），其基礎邏輯單元為4×4×4的64晶片立方體，封裝於單個機架。谷歌使用光路交換機（OCS）技術進行機架間互聯，替代傳統的數據包交換機，OCS有助於容錯，可在TPU出現故障時將其從格線中移除。單個TPU Pod最大可擴展至9,216顆晶片，構成大規模計算集群，總算力達42.5 ExaFLOPS。
Ironwood的互聯通過混合使用PCB走線、直連銅纜和光模組實現，一個包含9216顆晶片的Pod約需11520根銅纜和13824個1.6T光模組。該系統採用第三代液冷散熱系統，單個滿載機架功耗超過100kW，整個大型Pod在滿負載運行時功耗約10兆瓦。
軟體生態與部署模式
Ironwood通過軟硬體協同策略構建了面向開放市場的完整解決方案。
Ironwood配套了完整的軟體棧，包括最佳化後的XLA編譯器、自研的Pathways軟體堆疊以及TPU command center等工具。為降低遷移門檻，其支持開發者通過PyTorch生態工具與TPU進行互動，無需精通谷歌自研的Jax語言。谷歌還積極向開源社區貢獻代碼，例如向vLLM、SGLang等主流開源推理框架貢獻代碼，並推出“Agent2Agent”等生態協定。
谷歌推出了創新的雙商業模式：一是通過谷歌雲按需租用TPU算力；二是通過“TPU@Premises”計畫，允許客戶在自有數據中心本地部署Ironwood硬體。客戶可選擇兩種集群配置：256晶片的基礎配置和高達9,216晶片的超大規模集群配置，總算力達42.5 ExaFLOPS。
面臨的挑戰
Ironwood面臨先進封裝產能短缺導致的供應鏈瓶頸挑戰。該TPU採用了複雜的多晶片組件（MCM）架構，必須依賴台積電的CoWoS等先進封裝技術。
由於台積電的CoWoS產能已被蘋果和英偉達等長期客戶鎖定，作為封裝產能“新玩家”的谷歌，其訂單優先權處於佇列末端，這可能影響其2026年的實際出貨量。谷歌正在探索替代方案，包括利用英特爾的EMIB-T等封裝技術以應對瓶頸。
