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高通发布 HBC 近存计算架构,将推理计算单元堆叠在内存下方

2026-06-25 / 共 4,370 字

Qualcomm / Wccftech

AI 推理的瓶颈有时出在数据搬运:计算单元等待模型权重和缓存从内存传入,即使增加算力,也难以同比提高生成速度。这类算力与内存访问能力不匹配的问题通常被称为「内存墙」(Memory Wall),在部分逐 token 生成场景中尤其突出。

2026 年 6 月 24 日,Qualcomm(高通)在纽约投资者日发布数据中心品牌 Dragonfly,并介绍了 HBC(High Bandwidth Compute,高带宽计算) 架构。它将专用计算加速器堆叠在 LPDDR 内存下方,通过 3D 垂直互联缩短数据路径,试图降低推理的数据搬运开销。

Qualcomm 执行副总裁兼数据中心业务总经理 Tony Pialis 用上下楼解释这一设计:「想象你住在上班的同一栋楼里,只需要上下楼就行。那些连接郊区和市区的公路和高速公路呢?猜怎么着——路面全清了。」

逐 token 生成既需要带宽,也需要内存容量

HBC 主要针对带宽受限的推理负载,智能体的多次模型调用进一步增加了这类需求。

Forbes 分析师 Steve McDowell 援引的估计认为,一次智能体任务产生的推理请求可能是普通提示词的 50–100 倍,具体取决于任务流程。在大语言模型的 decode(逐 token 生成)阶段,每一步都要访问模型权重和缓存。尤其在低批量推理时,计算单元可能花费较多时间等待数据,因而受到内存带宽限制。

与此同时,HBM 供给持续紧张。据 TrendForce 当时的预测,2026 年 HBM 需求将同比增长 70%;主要供应商的当年产能已被大量预订,客户也在提前谈判 2027 年的配额。CNBC 年初报道,Majestic Labs 等 AI 芯片公司正在采用成本更低的替代内存方案。

在这一背景下,Qualcomm 选择以 LPDDR 支持推理,减少对 HBM 及其配套封装产能的依赖。

HBC 将计算单元与 DRAM 垂直堆叠

HBC 的主要变化在于计算单元的位置,以及数据在封装内部如何流动。

许多采用 HBM 的 AI 加速器将计算芯片与内存堆栈并排放在封装内,通过硅中介层等互联结构连接。数据需要在计算 die 与内存 die 之间传输,增加了功耗和散热负担。

HBC 将部分 AI 计算单元从主 SoC 中分离,通过硅通孔(TSV)与上方 LPDDR 内存堆栈连接,整体采用 2D 有机基板封装。按照 Qualcomm 公布的设计,这一方案无需使用传统 HBM 封装常见的硅中介层。

这一设计主要改变了三件事:

  1. 缩短数据路径:计算单元与内存垂直堆叠,减少数据在计算芯片与内存之间横向传输的距离。
  2. 近存计算减少搬运量:带宽密集型操作在靠近内存的基 die 上完成,只有结果需要传输回主 SoC,从而实现 Qualcomm 所称的「有效带宽放大」。
  3. 用 LPDDR 替代 HBM:利用 LPDDR 的成本、容量和既有供应链优势,服务对内存容量敏感的推理场景。

按 Qualcomm 将已公布竞品规格归一化后的估算,HBC 的带宽/瓦目标为 HBM 方案的 6 倍,比较基于卡级规格;容量/瓦目标为 SRAM 方案的 200 倍,比较基于机架级规格。公司还将 decode 扩展能力列为设计目标。这些是产品规格与能效估计,尚非第三方实测结果。

「有效带宽」不能直接当作外部接口带宽

理解 Qualcomm 的数字,需要先区分它所说的「有效带宽」与内存对外传输的物理带宽。

以 AI250 加速器为例,Qualcomm 宣称每卡提供 768 GB 内存容量和高达 133 TB/s 的「有效」内存带宽。作为对比,Nvidia 的 Groq 3 LPU 仅提供 500 MB SRAM 和 150 TB/s 带宽。

The Register 的 Tobias Mann 对此提出了尖锐质疑:Qualcomm 此前对基于 LPDDR5X 的 AI200 系统宣称 414 TB/s「有效」带宽(56 颗芯片合计),但要仅靠 8800 MT/s 的 LPDDR5X 实现这一数字,需要一颗芯片配备 6720 位宽的总线——这几乎不可能。

据 The Register 报道,Qualcomm 将 AI200 的数字解释为 LPDDR 接口的物理带宽,但未提供足够实现细节。AI250 则引入了 HBC:带宽密集型操作在内存近端完成,部分数据无需全部搬回主 SoC。不同产品与架构下的数字,需要结合计算发生的位置、传输量和工作负载来比较。

133 TB/s 的有效带宽与 SRAM 的 150 TB/s 不能仅按数值大小判断优劣。除了容量和能耗,还要看指定模型在相同延迟要求下能够生成多少 token。

HBC 重点服务带宽受限的 decode 阶段

Qualcomm 将 HBC 定位于带宽密集型计算,而非要求它独立承担所有 AI 工作负载。

Tony Pialis 对 The Register 表示,AI250 可以作为独立 AI 加速器使用,但它「高度优化于解决带宽瓶颈」。其重点是 decode 阶段中反复读取活跃权重和缓存的操作。将这部分计算移近内存,有机会减少数据搬运,但具体收益取决于模型、批量大小和推理配置。

Qualcomm 因此瞄准分离式推理:由 GPU 或其他加速器处理相对计算密集的 prefill 阶段,再由 AI250 等设备处理带宽受限的 decode,两者按负载配比。智能体流程可能反复调用模型,这使每次生成的成本更加重要,同时也要求系统控制不同设备之间的数据传输开销。

Qualcomm 给出了相对 GPU 架构约 4–8 倍的每瓦性能估计,其官方说明采用每卡带宽/瓦口径,不能直接等同于所有模型都能多生成 8 倍 token。Forbes 分析师 Steve McDowell 则认为,推理成本的重要性上升,为 Qualcomm 的低功耗计算、系统集成和连接技术提供了机会。

AI250 计划 2027 年中送样,后续还有加速器和 CPU

HBC 属于 Qualcomm 多代数据中心产品规划的一部分,按公布的路线图:

AI200(2026 年下半年出货):基于 LPDDR5X,每 rack 提供 43 TB 内存,是 Dragonfly 加速器家族的起点。

AI250(预计 2027 年中商业送样):首个集成 HBC Gen1 的产品。每卡 768 GB 内存、133 TB/s 有效带宽,后者是 AI200 的 18 倍。送样后还需经过客户验证。

AI300(预计 2028 年商业送样):搭载 HBC Gen2。公布的有效带宽目标为 AI200 的 54 倍,路线图列出的带宽/瓦目标为 HBM 的 7 倍。支持 UALink 和 ESUN 进行 scale-up,并以铜缆和光互联进行 scale-out。

Dragonfly C1000 CPU(预计 2028 年商用):基于自研 Oryon 架构,250+ 核心、5 GHz 以上频率,面向 Agentic AI 编排和通用服务器负载。Meta 已签署多代际 CPU 采购协议。

除了 Meta 的 CPU 订单,Microsoft CEO Satya Nadella 也确认 Azure 将部署 HBC 芯片。两家超大规模客户的早期合作,加上超过 35 家生态系统合作伙伴(包括 Arista、Lenovo、Micron、Samsung SDS、SK hynix、Supermicro、VAST Data 等)的支持,为产品开发提供了客户和供应链支持。

Qualcomm 同步宣布拟收购 Modular——由 LLVM 和 Swift 的主要创始人 Chris Lattner 联合创立的 AI 软件公司。Modular 的 Mojo 编程语言和 MAX 推理服务平台提供了一种跨硬件(Nvidia、AMD、Qualcomm)的统一软件栈,Qualcomm 希望借此支持混合硬件部署,降低客户迁移软件的成本。

近存计算还有 HBM、PIM 与其他堆叠方案

将计算移近内存,还有多种技术路线,HBC 并非唯一尝试。

Nvidia 拥有最成熟的 GPU + HBM 体系,也在应对 HBM 供应和系统功耗限制。据 TrendForce 报道,Nvidia 和 AMD 据传都在与 HBM 供应商和台积电合作开发定制化的 HBM 基 die,可能集成有限的计算能力——但这目前仍处于早期阶段。

三星和 SK 海力士 在推动 PIM(Processing-in-Memory,内存内处理)路线:将计算引擎集成到内存 die 内部,执行部分运算。SK 海力士的 AiM 加速器已经在实际应用中部署。将计算功能加入内存,需要在工艺、标准化生产、成本与良率之间作取舍。

d-Matrix 和 GUC:前者在开发使用 3D 堆叠 DRAM 的近存计算加速器;后者的 DRAM-on-Logic(DoL)技术可在逻辑层上放置 1–4 层 DRAM,实现约 5 TB/s 的内存带宽。

Qualcomm 的差异在于选择 LPDDR 和有机基板封装,希望利用消费电子供应链中已有的产能,减少对 HBM 和 CoWoS 等封装资源的依赖。不过,HBC 自身的堆叠、连接与量产仍需建立相应工艺能力。

Forbes 提到,Qualcomm 每年使用超过一百万片先进制程晶圆。公司官网还强调了超过四百亿颗元器件的累计工程经验。这样的采购和工程规模有助于其协调供应商,但 HBC 新产品的良率和交付能力仍需在量产中验证。

散热、算力披露和交付时间仍待验证

HBC 的实际竞争力还取决于几项尚未充分披露的结果。

热管理:将计算单元堆叠在 DRAM 下方,会改变热量的传导路径。DRAM 对温度敏感,高温可能要求提高刷新频率,增加功耗并影响可用带宽。针对低算术强度操作的设计有助于控制计算开销,但不能据此认定散热问题已经解决。

峰值算力与实测数据:The Register 询问 AI250 和 AI300 的峰值算力后未获得具体数字。FLOPS 可帮助理解计算上限,但评价混合负载还需要端到端测试,包括吞吐、延迟、功耗及设备间通信成本。

执行时间线:AI250 要到 2027 年中才送样,AI300 和 C1000 更是要等到 2028 年。而在这两年间,Nvidia 的 Rubin 平台、AMD 的下一代 MI 系列以及各家超大规模企业的自研芯片都将迭代——Qualcomm 当前的宣传优势能否保持到产品真正上市,仍有不确定性。

指标的可比性:有效带宽依赖计算与数据传输方式。客户需要在相同模型、精度、批量和延迟目标下测试 HBC 与其他设备,才能判断规格优势是否转化为更低的推理成本。

能否降低推理成本,要看产品交付后的表现

HBC 体现了 Qualcomm 进入数据中心市场的思路:通过调整计算与内存的位置,降低数据搬运开销,再将加速器、CPU、连接芯片和软件组合成系统。

Qualcomm 为数据中心业务设定了 2029 财年 150 亿美元营收目标。HBC 是其中一条产品路线,目标的实现还取决于定制芯片、连接业务、CPU 与软件的共同进展。

2027 年 AI250 送样后,客户可以开始检验其带宽、能效和 decode 扩展表现。如果这些优势能在实际模型和延迟约束下兑现,就有望降低部分推理负载的成本。

反之,如果散热、软件或设备通信抵消了近存计算的收益,较高的规格数字也难以转化为订单。产品需要证明的是完整系统的运行效果。

在 HBM 供给紧张、智能体推理需求增长的背景下,HBC 提供了一条不同的内存与计算组合方案。它能覆盖多大的市场,将由交付进度和客户验证决定。

来源

  • Qualcomm reveals HBC near-memory AI architecture, AI250 and AI350 accelerators · Tom's Hardware
  • Qualcomm's HBC Stacks Compute Beneath DRAM To Smash The AI Memory Wall · Wccftech
  • Qualcomm's AI Data Center Bet: Inside The Dragonfly Strategy · Forbes
  • Qualcomm Unveils Dragonfly Data Center Roadmap: C1000 CPU, AI300 Accelerator, and Modular Acquisition · StorageReview
  • Qualcomm Unveils Comprehensive Data Center Roadmap for the Agentic AI Era with New Qualcomm Dragonfly Portfolio · BusinessWire / Morningstar

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