硅谷101
大模型竞争已转向推理与算力效率革命,通过优化系统软件与服务编排打破前沿实验室的算力垄断。
AI-assisted summary of “榨”出硅的极限:怎么让GPU不“闲着”?|与SGLang、RadixArk深聊AI Infra技术与千亿美元市场 — original source. Check the original for full context.
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Detailed notes
## Background 本内容由 YouTube 频道《硅谷101》于 2026 年 7 月 31 日发布。视频简介指出,随着各大 AI 厂商开启“造芯大战”且算力依然紧缺,如何提升既有 GPU 价值已成为硅谷 AI 基础设施(AI Infra)赛道的热点,本期节目深入探讨了算力调度、系统优化以及 RadixArk 团队在推进 AI 效率变革中的创新实践。
## TL;DR 随着 AI 主战场向推理端转移,高昂的 GPU 硬件因重复计算、数据搬运与协同不当等因素大量处于空转状态。通过 SGLang 的 RadixTree 机制实现 KV Cache 极致复用、采用 PD 分离消除等待、结合低精度计算与投机采样吃满算力,以及引入 Miles 训练框架解决 RL 后训练中的推训协同与不一致问题,能够全方位“榨”出硅片的性能极限。这不仅大幅降低了推理成本,更通过打造通用的 AI Infra 基础设施,打破了顶级前沿实验室(Frontier Lab)的技术与算力垄断。
## Atmosphere & style 整期节目展现出极高专业度与产业前瞻性,充斥着硬核的技术碰撞与硬科技创业者的激情。访谈氛围深入浅出、冷静客观,既有对华尔街泡沫担忧与供应链瓶颈的清醒剖析,也有对破解 GPU 性能极限的工程智慧探索。整体叙事节奏明快而沉稳,在展现技术细节的同时充满技术民主化的理想主义色彩,给观众带来一种参与科技底层变革的震撼与启发。
## Key takeaways - [00:00](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=0s) 随着 AI 全面进入部署阶段,各大科技巨头纷纷投入自研推理芯片,推理赛道的行业拐点已经到来。 - [00:00](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=0s) 在全行业缺卡的背景下,提高现有 GPU 利用率的 AI Infra 赛道迅速成为估值暴涨的千亿级热点。 - [01:43](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=103s) CMU 监测显示 GPU 存在大量执行空转,Azure Code 和 OpenAI Chat 负载中有超过半数的能耗被浪费在等待上。 - [04:21](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=261s) AI Infra 包含能源、计算硬件、系统软件和服务编排四层;上两层属于软件工程与算法层面,可通过优化带来数倍性能提升。 - [04:21](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=261s) 以 400 万美元的 GB200 机柜为例,软件栈优化提升利用率可直接节省数百万美元的算力与电费浪费。 - [08:45](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=525s) SGLang 提出 RadixAttention 技术,利用基数树(Radix Tree)管理与复用 KV Cache,大幅削减大模型推理中的重复计算成本。 - [08:45](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=525s) 为了最大化缓存复用效率,系统需要配合缓存感知调度、显存淘汰策略以及分布式缓存感知负载均衡器。 - [14:43](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=883s) PD 分离(Prefill/Decode 分离)将计算密集的预填充阶段与访存密集的解码阶段解耦部署,消除 GPU 相互等待的瓶颈。 - [16:54](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=1014s) 通过低精度量化和投机采样(Speculative Decoding)两条路径,可以在不增加硬件的前提下进一步释放 GPU 算力极限。 - [16:54](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=1014s) SGLang 等开源推理引擎已成为芯片厂商发布硬件时的通用基准评测工具,并吸引了芯片巨头与知名创业者的顶级投资阵容。 - [21:03](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=1263s) 强化学习后训练(Post-training)带来了推训频繁交互的新需求,传统训练框架容易在生成与更新之间造成资源争抢。 - [21:03](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=1263s) 面向后训练的开源框架 Miles 统一了训练与推理系统,并解决了 MoE 架构在工程实现上的推训一致性问题(Mismatch)。 - [25:50](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=1550s) RadixArk 旨在将 AI Infra 打造成公共基础设施,降低开源模型的部署门槛,让所有开发者都能具备前沿实验室(Frontier Lab)的能力。
## Detailed walkthrough ### [00:00](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=0s) 榨出“硅”的极限:重新定义一块GPU
全球科技巨头正在开启一场轰轰烈烈的“造芯大战”。OpenAI 亮出了比脸还大的首枚推理芯片,谷歌计划将 Gemini 架构直接写入硅片,Anthropic、智谱以及 DeepSeek 也相继传出布局硬件的消息。各大前沿实验室将目光一致投向推理加速,核心逻辑在于:随着 AI 竞赛全面进入部署阶段,“让模型更快、更便宜地跑起来”已成为当务之急,推理的行业拐点正式到来。然而,重造一块芯片需要极其高昂的资金与技术门槛,并非所有公司都能负担得起。
在这一背景下,以提高既有数据中心和 GPU 资源利用率为主旨的 AI Infra(AI 基础设施)赛道,迅速成为资本与巨头追逐的千亿级热点。AI 推理平台 Baseten 年收入暴增 20 倍,估值从 21 亿美元飙升至 130 亿美元;同赛道的 Fireworks 在七个月内估值翻了四倍达到 175 亿美元,年化营收突破 10 亿美元。与此同时,开源推理引擎“双子星”vLLM 和 SGLang 前后脚宣布商业化,种子轮融资均超 1 亿美元,背后几乎集齐了 AI 产业界的所有巨头与顶级风投。“GPU 利用率”正成为硅谷最新的关键词,开启了一场针对算力效率的深刻变革。
- **AI 硬件热潮**:OpenAI(首枚推理芯片)、谷歌(Gemini 架构固化入硅)、Anthropic、智谱、DeepSeek。 - **AI Infra 独角兽表现**: - **Baseten**:年收入增长 20 倍,估值从 21 亿美元增至 130 亿美元。 - **Fireworks**:7 个月内估值增长 4 倍至 175 亿美元,年化营收突破 10 亿美元。 - **vLLM & SGLang**:各自成立商业化公司,种子轮融资均突破 1 亿美元。 - **访谈嘉宾**:RadixArk 联合创始人(前英伟达首席研究科学家)朱邦华、RadixArk 技术团队成员陈震林(Richard)、前微软能源战略经理及突破能源科研总监 Ethan Xu。
[01:43](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=103s) 昂贵的GPU,大多数时候是很“闲”的
随着大模型的重心从训练转向推理,算力面临着全新的挑战。训练阶段虽然单次成本高昂,但任务完成后即告一段落;而推理阶段面向庞大的 Chatbot 和 Agent 等应用请求,需求是不间断且呈爆炸性增长的。目前市面上的 GPU 极度匮乏,呈“全行业缺卡”状态。为应对这一困局,科技巨头们持续拉高资本开支,预计今年全行业支出将超过 1 万亿美元;黄仁勋甚至预测,到 2030 年全球 AI 基础设施的年投资规模将达到 4 万亿美元。但华尔街对此充满担忧,因为历史上互联网泡沫破灭时,曾出现过对光纤等基础设施过度投资而导致短期巨大阵痛的惨痛教训。
因此,在无法于短时间内无限堆叠硬件的情况下,提高现有 GPU 的利用率成为了唯一的破局之道。人们常误以为 GPU 一直处于满载的高速计算状态,但卡内基梅隆大学(CMU)对覆盖 A100、H100 至最新 B200 等 6 代产品的 756 块 GPU 进行为期 31 天的遥测后发现,GPU 在实际运行中大量处于被称为“execution-idle”(执行时空转)的状态。
- **基础设施投资预测**:巨头今年资本开支超 1 万亿美元;黄仁勋预测到 2030 年全球 AI 基础设施年投资达 4 万亿美元。 - **CMU 遥测数据**:对 756 块 GPU 监测 31 天,发现整体集群近 20% 的执行时间和 11% 的能耗被浪费在等待上。 - **空转重灾区(能耗浪费)**: - Azure Code 负载:高居 65% 的能耗消耗在空转中。 - OpenAI Chat 类请求:52% 的能耗消耗在空转中。
[04:21](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=261s) AI Infra的四层架构
要理解 GPU 为何跑不满,必须剥开 AI Infra 的四层整体架构。从底层到顶层分别是: 1. **能源基础设施**(电):决定 GPU 能否持续稳定运行; 2. **计算硬件**(卡、高带宽内存 HBM、高速互联网络、CPU):决定理论上的计算性能上限; 3. **系统软件**(CUDA、编译器、通信库、内存管理、底层算子库):决定单次计算能否逼近硬件的物理极限; 4. **服务编排**(推理引擎、训练框架、请求调度、资源管理,如 vLLM、SGLang):负责协调 GPU 资源、任务优先级与业务间动态调度。
任何一层出现短板都会导致 GPU 空转:电能散热不足会导致降频;硬件互联滞后会让 GPU 等待数据传输;系统软件未经优化会让计算无法触及物理极限;而调度不当则会拆散可合并的计算或造成重复计算。其中,下两层(能源与硬件)属于“硬问题”,建设与改造周期通常以年为单位且物理极限渐近;上两层(系统软件与服务编排)则属于“软问题”,本质是工程与算法优化,往往能带来数倍的性能提升。
以一台采购成本约 400 万美元的 NVIDIA GB200 NVL72 机柜为例,若软件栈缺乏调优,GPU 实际利用率可能仅有 50%,这意味着价值 200 万美元的算力被白白浪费在电费与折旧上;若将利用率提升至 90% 以上,则相当于凭空创造了一台新机柜的价值。正因如此,Anthropic 内部组建了约 200 人的推理与 Infra 团队,使得基础设施经历三年磨砺后从极度不稳定走向高度稳定,直接帮助公司在第二季度实现盈利。对于没有资金实力自行重写 Infra 的中小型团队,vLLM 与 SGLang 这两大开源引擎则成为了其技术支柱。
- **GB200 机柜成本**:单台采购成本约 400 万美元。利用率若仅 50%,损失相当于 200 万美元。 - **Anthropic 案例**:推理团队规模约 200 人,通过 Infra 成本与效率优化,助力公司在 Q2 达到盈利。
[08:45](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=525s) 优化“计算”:SGLang、Radix Tree与K/V Cache的极致复用
AI Infra 的优化工作核心可以归结为解答四个问题:“哪些计算不用重新做”、“哪些等待可以消除”、“哪些算力没有吃满”以及“哪些资源没有协同”。针对“哪些计算不用重新做”,大模型推理中普遍存在一种被称为“推理税”的浪费——当同一段文本(如 Agent 工作流中重复调用的工具描述)被多次输入模型时,系统默认会从头重新计算。Anthropic 曾通过优化将此项成本直接砍去 90%。
解决该问题的核心在于 KV Cache(键值缓存)复用。在 Transformer 的预填充(Prefill)阶段,系统将 prompt 中历史 token 的 Key/Value 张量存入显存,后续解码(Decode)时直接复用,从而大幅降低计算量与首 Token 延迟(TTFT)。但 KV Cache 的弊端是极其消耗 GPU 显存,导致并发数与生成速度受限。针对这一瓶颈,SGLang 提出了核心技术 **RadixAttention**,采用“基数树”(Radix Tree)数据结构来管理海量请求的 KV Cache。它将含有共享前缀(如 Agent 体系中的 shared system prompt 或连续 user prompt)的请求组织成树状,使不同请求能跨机器、跨会话共享同一段缓存数据。
为使 Radix Tree 真正发挥效能,系统还需要配合一系列精细的调度策略: - **Cache-aware scheduling(缓存感知调度)**:将前缀相似的请求排在一起处理(例如将三份麻辣香锅订单集中处理,而非在麻辣香锅、寿司、牛排之间频繁切换),从而大幅提高缓存命中率。 - **Eviction(淘汰机制)**:当显存不足时,优先淘汰很久未被访问、复用价值低的数据,而保留常用的 system prompt、高频 RAG 文档及最新对话前缀。 - **分布式 Cache-aware load balancer(缓存感知负载均衡器)**:调度器会自动识别哪台 GPU 上保留有对应长 prompt 的 KV Cache,并将新请求直接路由至该 GPU(如 GPU 1),避免其他 GPU(如 GPU 3)因缺乏缓存而重复计算。
[14:43](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=883s) 优化“等待”:PD分离
针对第二个问题“哪些等待可以消除”,当前的算力市场正面临严峻挑战:内存价格在一个季度内暴涨 90%,高端显存缺货甚至预计排期至 2027 年。但高价抢到的 GPU 往往有一半时间在无谓干等。传统推理从最初的“排队制”发展到“批处理”,但批处理需要凑数等待,且长短请求混合时短请求必须等长请求运行完毕才能返回,体验极差。现在的主流解法是 **Continuous Batching(连续批处理)**,它像一辆随时允许上下客的公交车,新请求随时加入、完成的请求随时退出,使 GPU 始终保持满载,可将实际吞吐量提升 2 至 4 倍。
另一方面,大模型推理包含“Prefill(读入/预填充)”与“Decode(生成/解码)”两个阶段。Prefill 属于计算密集型,需要快速处理长文本;Decode 则属于访存密集型,逐字生成时对显存带宽高度敏感。过去两阶段混在同一张 GPU 上运行,导致 Prefill 计算时 Decode 在等待,Decode 访存时 Prefill 在等待。
解决这一矛盾的关键架构演进是 **PD分离(Prefill/Decode 分离)**,即把两个阶段解耦部署到不同硬件配置的 GPU 上,中间通过高速网络传输 KV Cache 等中间结果。例如 DeepSeek 在 Prefill 阶段由 32 张 GPU 组成一个最小计算单元完成“读题”,随后将任务切分交给专门的 Decode GPU 集群“逐字作答”。目前,PD 分离已成为推理引擎的核心标配,在英伟达最新推出的分布式推理框架 Dynamo 中,PD 分离被置于架构设计的核心位置,而 SGLang 也是业界最早支持大规模 PD 分离部署的引擎之一。
- **硬件供应链现状**:内存价格单季度上涨 90%,高端显存缺货预计持续至 2027 年。 - **Continuous Batching 效果**:实际吞吐量提升 2 到 4 倍。 - **DeepSeek PD 分离实践**:Prefill 阶段由 32 张 GPU 协同处理,随后将上下文结果传递给专门的 Decode 集群。
[16:54](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=1014s) 优化“算力”:多释放一倍算力的两条路径
关于第三个问题“哪些算力没有吃满”,以英伟达 H100 为例,尽管其 Tensor Core 算力较 A100 有数倍提升,但现实中由于 GPU 大量时间消耗在数据搬运上,加之受限于串行解码,其理论计算性能难以完全释放。业界目前主要通过两条路径打破瓶颈:
1. **低精度计算**:GPU 显存中主要存放模型权重、中间激活值与 KV Cache。对这三部分独立进行低精度量化(采用更小的数据格式),不仅能减少显存占用,还能直接调用 GPU 上速度更快的低精度计算单元,在合适场景下相当于“凭空释放出一倍的算力空间”。 2. **投机采样(Speculative Decoding)**:引入一个轻量级的草稿模型(draft model)扮演“助教”角色先快速推测接下来的多个字符,再由大模型(“主讲老师”)进行一次性并行验证。若验证通过则单次计算直接生成多个 token,若中间出错则从错误位置重新修正。在最佳状态下,投机采样能将生成速度提高 2 至 3 倍。
推理引擎扮演着将上述算法与底层 Kernel 优化、调度器优化、CUDA Graph 图执行优化、请求路由等全栈打通的枢纽角色。RadixArk 联合创始人朱邦华指出,以 SGLang 为代表的推理引擎现在已与芯片厂商形成了深度绑定与联合调优。硬件厂商在推出新 GPU 时,通常会与 SGLang 团队合作进行优化,并在硬件发布当天(Day-0)公布基于 SGLang 跑出的性能指标,SGLang 甚至已成为衡量新芯片性能的通用基准评测工具(如 AMD 与英伟达的最新的硬件发布)。
这种基础设施入口的战略地位,使得 RadixArk 从 SGLang 社区孵化创业并融资时,获得了极为豪华的投资方阵容: - **机构投资者**:英伟达(NVIDIA)、AMD、联发科(MediaTek)、Databricks 等硬件与系统层巨头。 - **个人投资者**:英特尔 CEO 陈立武(Lip-Bu Tan)、博通(Broadcom)CEO 陈福阳(Hock Tan)、OpenAI 联合创始人 John Schulman 等。
[21:03](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=1263s) 资源协同:适配RL后训练的Miles
对于第四个问题“哪些资源没有协同”,以 OpenAI o1 和 DeepSeek R1 为代表的新一代模型将强化学习(RL)推向核心,也深刻改变了 AI 的训练形态。传统的预训练过程单一(喂数据-更新参数),硬件只需针对训练优化即可。但强化学习后训练(Post-training)本质上需要频繁做在线推理:模型先生成大量回答内容,系统根据内容打分(评估),随后更新模型参数,再用新参数去回答新问题。
在此循环中,传统的训练框架会导致训练与推理在同一批 GPU 上争抢资源——生成时训练单元在等待,训练时生成单元在等待,大量算力浪费在上下文切换与相互等待上。为此,RadixArk 在 SGLang 之外推出了专门面向大模型后训练的开源训练框架 **Miles**。Miles 的核心创新在于打破推训壁垒,将“训练”与“推理”置于统一系统内调配:SGLang 在推理端持续高效产出新样本,Miles 在训练端同步更新模型权重并实时回传给推理端,极大减少了等待时间。
此外,Miles 重点解决了训练与推理中的 **Mismatch(不一致问题 / Training-Inference Alignment)**。例如在目前主流的 MoE(混合专家模型)架构中,复杂的路由机制容易导致训练与推理在 Kernel 级别、并行策略以及最终输出精度上出现偏差。Miles 通过极强的工程能力提供了 MoE 训练优化与推训一致性保障,自前一年 11 月发布以来,已被多家前沿实验室采用。
[25:50](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=1550s) RadixArk的更大野心:“以后没有Frontier Lab这个词”
从 SGLang 社区正式走出来成立商业公司 RadixArk 后,团队怀揣着更大的野心。正如云计算彻底改变了传统服务器形态一样,RadixArk 希望将 AI Infra 打造成全行业共享的公共基础设施。当前,黄仁勋牵头成立了开源 AI 联盟,涵盖芯片厂、模型公司与开源 Infra 项目;同时开源模型(如 DeepSeek V4、智谱 GLM-5.2、Kimi K3 等)的迭代速度极快,但“开源模型开放的只是权重,权重并不会自动变成 Token”。开发者下载权重后,仍需面对部署、显存管理、吞吐与调度等一系列工程难题。
作为连接模型与芯片的关键桥梁,开源推理引擎对 Day-0 即时支持的追求,使其越来越像 AI 时代的“操作系统”。同一套推理框架能够无缝跨越并跑在英伟达、AMD 以及更多新兴 AI 芯片上。RadixArk 创始人(前 xAI Inference 团队负责人)盛颖表示,团队最根本的意图是希望打破前沿实验室(Frontier Lab)的垄断,赋能所有有想法的开发者与创业团队:
> “我们做 RadixArk 一个更大的目的,其实就是希望以后就不要有 frontier lab 这个词,因为人人都可以做 frontier lab。”
当顶级 AI Infra 从少数巨头的独家资源转化为人人皆可调用的公共基础设施时,AI 的开发门槛被显著降低。将“硅”的极限“榨”出来,其终极意义不仅在于省钱与提效,更在于让更多携带新架构、新想法的创业团队不再被基础设施门槛所绊倒,从而加速 AGI 时代的到来。
## Notable quotes > [25:50](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ&t=1550s) 因为人人都可以做 frontier lab。 — 盛颖
## Mentioned OpenAI, 谷歌, Anthropic, 智谱, DeepSeek, vLLM, SGLang, RadixArk, Baseten, Fireworks, 朱邦华, 陈震林, Ethan Xu, 盛颖, 黄仁勋, 卡内基梅隆大学, NVIDIA, GB200 NVL72, RadixAttention, Radix Tree, KV Cache, Continuous Batching, Dynamo, H100, A100, B200, CUDA Graph, AMD, 联发科, Databricks, 陈立武, 陈福阳, John Schulman, Miles, xAI
[Source](https://www.youtube.com/watch?v=cB_X6AImPjQ)