OpenAI 用通用 LLM 最佳化 Jalapeño,EDA 的 AI 加值開始面臨競爭
重點
- OpenAI
- OpenAI 用沒有做 IC 設計專用微調的 LLM 協助 Jalapeño 最佳化,其中一例省下超過 13% die area,修改多在 XLS 完成,團隊再以既有驗證與 EDA 流程確認功能和實作結果。
- IC 設計團隊
- IC 設計團隊可以把獨立 LLM 接到現有工具,自己取得模型帶來的設計收益,也要自行負擔上下文整理、工具串接、版本管理與驗證工作,這些使用經驗會逐步留在公司內部。
- EDA 工具商
- EDA 工具商的內建 AI 會面對現有 EDA 加獨立 LLM 的比較,若能持續更快達到相同 PPA、節省整合與工程時間,就有額外收費的理由,產品競爭也會更直接落到完整設計流程的成果。
- Broadcom
- Broadcom 以 IP、介面、實體整合與量產取得能力承接 OpenAI 的設計,客戶掌握更多架構與前段工作後,turnkey 服務的分工會改變,夥伴需要靠可交付的系統與產能持續證明價值。
OpenAI 設計 Jalapeño 時,用沒有做 IC 設計專用微調的內部 LLM 協助最佳化,Richard Ho 在採訪中提到,其中一個案例省下超過 13% die area。模型只比當時公開版本稍微領先,設計修改多在 XLS 程式碼上完成,最後仍用標準 EDA 流程 signoff。設計公司因此多了一種選擇:把前沿 LLM 接到現有 EDA 流程,直接改善自己的設計。採訪來源
EDA 廠商靠內建 AI 收取額外價值,會面臨更直接的競爭。IDM/fabless 可以把獨立 LLM 接到既有工具,自己建立設計方法、累積最佳化經驗。這會把一部分 AI 加值留在設計公司手上。Jalapeño 展示了這條路:模型協助修改,XLS 提供適合操作的硬體描述,EDA 負責驗證與實作。
這條路值得走,因為模型變化很快,晶片從開發到量產卻需要很長時間。硬體團隊要加快設計,又得保留可程式性,讓後來的工作負載能跑在同一套硬體上。LLM 能增加可探索的設計方案,軟體與 EDA 團隊則決定哪些方案值得實作。下圖把這個分工放回設計流程來看。
模型負責提出修改,XLS 把高階描述轉成 RTL,驗證與 EDA 工具檢查功能和實作結果。工程師要決定修改能否採用,也要確認相關報告對應同一版設計。這套分工讓模型能參與探索,同時沿用晶片設計原有的檢查方法。
架構先讓 compiler、kernel 與推論團隊確認
Jalapeño 定位為推論加速器,Broadcom 是設計夥伴,Celestica 負責板卡與機架整合。推論也會出現在研究和訓練流程裡,例如強化學習迴圈中的模型執行。Ho 提到,他在 2023 年加入 OpenAI 時,reasoning 的可行性開始浮現,這讓推論需求直接影響架構方向。採訪:架構動機
採訪前言列出的規格如下:
| 項目 | 規格 | 比較時需要知道的條件 |
|---|---|---|
| 單顆裝置 | 一顆運算 die、一顆 I/O chiplet;216 GiB HBM4、15.4 TB/s | kernel 能用到多少頻寬,取決於存取與排程 |
| 功耗 | 峰值 700 W,持續運作約 550 W | 負載、量測範圍與平均時間尚未列出 |
| 系統配置 | 128 顆構成一個 local domain,2,048 顆構成一套系統 | local domain 的名稱未交代快取一致性或故障隔離範圍 |
| 運算峰值 | 2,048 顆系統在 FP4 下約 27 EFLOP/s | 峰值算力還要經過模型與服務測試,才能得到 tokens/s |
規格來源:採訪前言。單顆功耗與整套系統的算力,要用各自的範圍比較。
Ho 說,架構定案前主要要說服的是 compiler、kernel 最佳化與推論團隊。他們先做又快又準的模擬器,展示工作負載跑上去的效果,軟體團隊認同之後才繼續推進。硬體與研究團隊也在同一個地方工作,共用會議和資訊,讓設計需求可以直接討論。採訪:軟體先行
這個順序很合理。架構能表達某種運算,compiler 未必能有效映射;compiler 映射成功,kernel 未必跑得快;kernel 很快,整個服務又可能卡在資料搬移或排程。若前期只看理想算子的峰值,等 RTL 和實體設計已經投入大量工作,才發現軟體用不起來,修改的成本會很高。
因此,架構評估至少要拿出代表性模型、compiler 映射方式、kernel 執行路徑和服務設定。這些資料讓後面的工程師知道,效能估計依賴哪些假設,哪些地方還需要補軟體。
Ho 從 TPU 的經驗學到,要避免把架構過度擬合到某一個模型。LLM 與 agent 的工作組成會變,保留可程式性可以多留一些調整空間。不過,控制邏輯、儲存與 compiler 都要付出成本;固定功能在適合的工作上仍可能比較有效率。哪些功能值得保留彈性,要從預期的模型變化判斷。採訪:可程式性
13% 面積改善,模型已經參與設計收斂
Ho 描述的問題是:依照模擬與邏輯面積估計設定的效能目標,後來發現放不進原先預定的空間。團隊原本可能要降低效能,於是請模型找最佳化方法,其中一個案例省下超過 13% die area。採訪:AI 輔助設計
13% 的意義在於,模型找到的修改足以影響設計能否達標。原本可能得犧牲效能的問題,有了另一個解法,LLM 已經參與設計收斂。至於成本收益,還要看記憶體、I/O、實體留白與封裝占比;比較其他方法時,則需要相同 baseline、製程與 corner 的面積報告。
用一個假設算例來看:原始面積是 100 個任意面積單位,其中可改寫邏輯占 40,其他部分固定為 60。若可改寫部分縮小 13%,總面積會變成 94.8,全體改善 5.2%;若 13% 本來就以整顆 die 為分母,則會降到 87。這個算例只說明分母的差異,沒有重新解釋 Ho 報告的成果。
時程也是同一個問題。Ho 說,若沒有模型,即使是優秀工程師,也得在更長開發週期和較低效能之間取捨。模型替團隊增加了同時達到時程與效能目標的機會。採訪:時程與效能取捨
設計團隊導入時,應優先找這種卡住效能與面積的工作。少一次原始碼重寫、少一輪實體收斂,或同時跑更多方案,都可能縮短 critical path。把模型用在這些地方,比先替所有工具加上對話介面更接近工程收益。
模型可以通用,設計 know-how 要自己建立
Ho 回答模型有沒有微調時,強調使用原始模型,許多是略領先公開版的內部模型。他同時提到,團隊請機器學習研究人員協助找出取得最佳結果的方法。也就是說,沒有 IC 設計專用微調,仍然需要研究人員和工程師知道怎麼使用。採訪:模型與研究團隊
Ho 對模型為何有效的解釋,是模型能在 context 中同時考慮不同區塊,找出設計裡可以調整的地方。工程師各自理解某個區塊,要把全晶片的關聯串起來很難。這個解釋指向一種值得優先嘗試的用法:把相依區塊與限制一起交給模型分析。採訪:模型如何理解設計
跨區塊分析確實可能找到局部最佳化漏掉的機會。例如兩段運算是否重複、兩個模組是否需要同時保存中間結果,或上游的一個選擇是否讓下游多出控制邏輯。這類修改要同時理解功能和相依關係;如果模型漏掉介面、時序或合法輸入範圍,修改也可能看起來合理,實際上卻錯了。
這裡的「原始模型」指沒有再做 IC 設計專用微調。通用模型本身仍可能有指令或推理能力的 post-training。對導入決策有用的資訊是,團隊可以先用現成模型處理設計問題,再依結果決定是否需要領域訓練。
這也是 EDA 廠商面臨的競爭壓力。模型能力可以從工具之外取得,客戶就有條件比較「現有 EDA 加獨立 LLM」與「EDA 內建 AI」。內建功能若能省下整合、搜尋或收斂時間,客戶有理由付費;設計團隊自己完成這些工作,也能把經驗留在內部。
know-how 就在這些工作裡:選出適合修改的模組,提供設計意圖、原始碼和限制,再把修改送回既有工具檢查。團隊每跑完一輪,就能累積哪些資訊有用、哪些修改常失敗,以及哪些結果值得進一步實作。這些經驗會決定通用模型在自己設計上能發揮多少能力。
Ho 也直接表示,自家內部模型在相關工作上,比 EDA 公司圍繞模型開發的方案強。這是受訪者的使用判斷,而客戶能自行比較兩條導入路線,已經足以改變工具商的競爭方式。原始碼修改、工具參數搜尋和實體分析各有適合的方法,產品要用實際工作成果說服客戶。採訪:對 EDA 方案的看法
| 導入方式 | 適合的問題 | 團隊需要處理的工作 |
|---|---|---|
| 獨立 LLM 加既有 EDA | 跨原始碼與設計意圖提出修改 | 提供 context,串接工具,保存版本並驗證結果 |
| EDA 內建 AI | 搜尋變數與工具資料密切相關,目標已明確 | 確认功能範圍、資料可攜性與版本限制 |
| compiler/專用最佳化器 | 合法變換與目標已形式化、相對穩定 | 補足工具搜尋範圍以外的設計判斷 |
上表是導入方式的比較,並非 Jalapeño 實測。三種方式可以一起使用,實際選擇要看問題和整合成本。
XLS 讓模型比較容易理解硬體描述
Ho 說團隊大量使用 XLS,模型最佳化的部分多半是 XLS 程式碼。語法與語意接近 Rust,對軟體背景的人比較容易理解,當時的模型也比較懂軟體,對 Verilog/SystemVerilog 仍有困難。使用 XLS 讓團隊能先利用模型已經比較熟悉的表示方式。採訪:XLS
XLS(Accelerated HW Synthesis)是高階硬體綜合工具鏈,可以從高階功能描述產生可綜合的 Verilog/SystemVerilog。其中的 DSLX 是受 Rust 啟發的語言,以不可變運算式與資料流為主,包含固定大小物件、任意位元寬度等硬體特性。它和一般 Rust 程式還是有差別。XLS README、DSLX Reference
流程是 DSLX 描述功能,轉成 XLS IR,經最佳化與排程,再生成 RTL。IR 保留資料流和固定寬度型別,排程決定運算放在哪一個 pipeline stage,code generation 再產生 ports、registers 等 RTL 物件。XLS 也有 IR 求值、等價檢查與 Verilog 生成工具。IR Semantics、XLS Tools
模型在這一層可以先分析運算關係,少處理一些暫存器與控制細節。例如兩個分支能否共用運算、位元寬度是否足夠,或條件判斷能否前移。不過,共用資源可能增加 mux 與控制相依;縮窄位元可能丟失合法結果。程式碼變短,最後的電路未必比較小。
型別、資料流與工具檢查讓這些修改有辦法被逐一確認。compiler 或 solver 可以檢查部分語意,排程與實體實作則會顯示 pipeline、時序和面積的代價。高階描述比較容易修改,也要一路檢查到產生的硬體。
XLS 的 function、proc、block 各有不同範圍。純函式描述輸入到輸出的映射,proc 還有跨時間的狀態與 channel 通訊,block 才具體表示 RTL。函式等價通過之後,reset、backpressure、整合 latency 和協定行為仍需要自己的檢查。XLS IR 定義
模型的修改,還是要經過驗證與 signoff
Ho 說,短期內模型不會取代 EDA,signoff 仍走標準流程。他用數億個 gates 的設計說明,即使模型有 99.99% 正確率,也不夠直接 tapeout。這個數字是在說明精確度要求,並非模型準確率的實測。採訪:模型限制
晶片驗證要檢查具體行為:某個合法輸入是否丟資料,reset 後狀態是否正確,修改是否保留原有功能。一個會讓晶片失效的反例,就足以否決修改。把三億 gates 乘上錯誤率只是在做尺度比喻;設計是否可用,要由這些具體檢查決定。
Ho 還提到,團隊一開始沒有完全理解某些模型做的原始碼最佳化,趕時程時只能靠完整驗證確認沒有破壞其他部分。工程師因此可以少花時間手工搜尋,但規格、輸入假設和採用修改的責任仍在。再問一次模型為什麼這樣改,可能只得到基於同一個錯誤前提的解釋。採訪:原始碼最佳化與驗證
用一個假設的加法器就能看出問題。規格要求兩個 16-bit unsigned 輸入相加,輸出完整的 17-bit 結果。模型看到測試資料數值都很小,建議先用 16-bit 相加,再擴充成 17-bit,想減少邏輯。小數值測試會通過,但 65,535 加 1 會先溢位成 0,正確輸出應該是 65,536。
檢查時先固定原規格與 baseline,輸入範圍仍然是所有合法的 16-bit 值。讓原設計和修改版用同樣的型別語意求值,加入邊界值,再視設計使用等價檢查。proof 若 timeout 或未完成,結果就是未知,需要繼續處理。XLS 的 IR 求值與等價工具可用來做這類檢查,實際適用範圍要依工具和設計確認。XLS Tools
找到反例後,保留失敗版本、輸入和反例,正式設計維持原版。下一版若改成「先把兩個 operand 擴充到 17-bit,再相加」,也要重新驗證,通過後才比較 PPA。這是型別語意的假設案例,沒有執行 XLS 工具測試。
功能通過後,仍要在相同條件下做 synthesis、實體實作和時序/功耗檢查。面積縮小但時序失敗,這個方案就不合原目標;上游介面改了,原有整合報告也要重新確認。DFT、實體與封裝的檢查,仍由各階段的工程團隊負責。這是可採用的檢查流程,訪談沒有公開 OpenAI 的完整工具清單。
候選版本變多之後,版本管理也會變重要。修改 A 的面積與正確性報告要一起保存,修改 B 則有自己的一組結果,才有辦法知道哪一版同時通過功能和 PPA。本站另一篇配置式設計管理文章討論的正是這種跨工具、跨團隊的版本問題。
I/O chiplet、A0、B0 分別處理哪些工作
採訪中,I/O chiplet 先回來,團隊先用部分元件做驗證;A0/B0 兩次 stepping 則是一開始就規劃好的。A0 已有目標效能所需功能,供軟體 bring-up;B0 在訪談當時進行量產驗證。這個安排把軟體啟動和量產準備分開推進,能提早做的工作就先做。採訪:投片與 bring-up
這種 shift-left 做法,把能提早做的驗證往前移。例如全系統還沒到齊,可以先測拿得到的介面和啟動路徑;A0 則讓軟體團隊開始用真正的硬體。完整系統組合、其他 corner 和長時間運作,仍要等相應條件具備才有辦法測。
模擬器、FPGA 與矽晶片的結果要能持續對照。假設同一個 workload 出現差異,先留下輸入、軟體版本和量測條件,再確認是模擬近似、硬體實作、軟體錯誤,還是物理限制。原因還沒找到,就暫停沿用受影響的效能預測,避免拿已經不準確的估計繼續決定設計。這是建議的處理方式,並非 Jalapeño 已發生的故障。
等到正式矽晶片才開始測,可以少維護早期環境,但問題會發現得很晚。模擬與多階段驗證讓團隊較早修正問題,也要付出工具、模型和對照資料的維護成本。Ho 說模擬、FPGA 與矽的相關性良好,類比與訊號完整性仍是較不確定的地方。採訪:模擬與矽的相關性
類比與訊號完整性,仍需要工程經驗
Ho 在採訪中指出,類比部分和訊號完整性比較難確定,也談到 Broadcom 在這些領域的專長。工程師的物理經驗在這裡仍有很高價值。數位修改可以依靠明確的型別、邏輯和等價關係檢查;類比與高速介面則要面對製程、訊號和實際量測,這也讓 Broadcom 的相關能力持續有用。採訪:類比風險
離散邏輯的測試沒有涵蓋訊號完整性時,多跑同樣的測試也補不了這個問題。訊號完整性要用相應的物理模型與量測,數位協定則要檢查交易與時序。數位、類比都在同一顆晶片裡,驗證方法還是各有適用範圍。
Ho 給 EDA/ML 供應商的考題很直接:用 AI 做出符合他們 compliance 要求的 PCIe 控制器,而且比他的團隊更快、更好、面積更小,PPA 也達標,做到了再拿來看。訪談沒有列出 controller/PHY 的範圍、PCIe 世代或量測設定,正式比較時仍要把這些條件補齊。採訪:PCIe 控制器挑戰
這個要求合理。產生幾百行可以編譯的程式碼,後面還有規格、反例、實體限制和整合工作。要比較 AI 工具,就固定交付範圍,量從開始到 IP 通過同樣檢查所需的時間。EDA 廠商如果能把這段做得更快、更容易用,仍然有很清楚的價值。
一顆晶片涵蓋 prefill、decode,保留調度彈性
大多數人想到自研 ASIC,會先想到針對特定工作做專用化。Jalapeño 在推論用途上,卻選擇讓同一種裝置涵蓋較廣的工作範圍。Cutress 問到業界常見的 prefill、speculative decoding 與完整 decode 分工,Ho 從整個資料中心 fleet(機群)回答:硬體一旦固定分給某個階段,CapEx 和電力也跟著投入;之後模型與工作比例變了,原來買好的比例未必合適。採訪:推論分工
如果同一種裝置能在不同工作之間調度,團隊就比較容易把容量重新分配。這是推論用途裡的泛化,範圍仍和 GPU 的全部用途不同。Ho 認為 Jalapeño 能涵蓋整個 Pareto 範圍。他也承認,正式部署後可能才看得出為這種彈性付出的效率代價。
他並不反對 CPU、GPU 與推論加速器並存,fleet 仍會使用這些裝置。他比較擔心的是,把某一群硬體永久指定給某一種工作,之後很難隨需求調整。採訪:異質基礎設施
用一個假設的容量模型來看。P、D 兩種工作各有 50 單位專用容量,總需求是 100;需求若變成 P=70、D=30,兩種容量又不能互換,最多只能服務 50+30=80,還有 20 單位閒置。若改成 100 單位可共用容量,即使每單位能力因泛用設計降為 0.9,也可能服務 90。
這個算例假設工作可換成相同容量單位、獨立排程,省略資料搬移、記憶體與延遲限制。它把取捨說得很清楚:工作比例穩定,專用硬體比較容易發揮效率;比例常變,共用硬體比較容易避免閒置。我認為 OpenAI 以 fleet 調度彈性決定這個方向是合理的,因為模型與推論階段的比例持續在變。部署後要量的是,這份彈性省下多少閒置,以及付出多少單位效率。
NUMA 的好處,要靠資料與運算一起配置
Ho 認為 NUMA 是正確方向,甚至預期 GPU 團隊也可能走這條路。NUMA(Non-Uniform Memory Access)表示記憶體存取成本,會隨發起存取的運算單元和資料位置改變;UMA 則是存取成本較一致的模型。它們的區別在存取成本,實體記憶體的塊數、位址空間是否統一,以及快取是否一致,還要另外確認。採訪:NUMA、Linux:What is NUMA?
Linux 的 NUMA 文件始於 1999 年 11 月,用多個 cell、本地記憶體與互連來解釋,若要隨規模增加而取得更多頻寬,多數存取就要落在本地或較近的記憶體。這可以幫助理解 NUMA,但 Jalapeño 的具體實作仍要以它公開的架構為準。Linux NUMA 文件
Linux 的文件用多個 cell、本地記憶體與互連來解釋,若要隨規模增加而取得更多頻寬,多數存取就要落在本地或較近的記憶體。這可以幫助理解 NUMA,但 Jalapeño 的具體實作仍要以它公開的架構為準。Linux NUMA 文件
採訪中,Jalapeño 把 HBM bank 與運算核心相連,盡量在對應區域完成運算,減少搬移資料;Ho 也談到架構中的 ring 和高頻寬路徑。這樣的配置讓軟體有明確的最佳化方向:把常用資料和相關運算放在附近,優先利用本地頻寬。採訪:記憶體與運算配置
Ho 說,當時測過的開源模型都能映射,機器學習也參與映射工作。不過長 context 與 KV cache 仍要由 compiler 和 kernel 處理,極長 context 的限制也還沒完成分析。已測模型能跑得上去,和任意模型、長度、併發都能有效率地跑,是不同程度的要求。採訪:模型映射
實際使用時,runtime 若把計算移走,卻把常用資料留在原處,就會增加遠端存取。模型切分、weights 配置、KV cache 的生命週期和排程要一起考慮,才能決定哪些資料值得搬、什麼時候搬,以及後續重用能否抵銷搬移成本。
再用一個假設的串行存取模型來看:本地延遲 100 ns、遠端 300 ns,80% 存取在本地,平均是 140 ns;本地比例降到 50%,平均就升到 200 ns。這裡量的是平均串行存取延遲;實際加速器的吞吐還受平行請求、預取、快取和排隊影響。資料配置是軟體能直接改變的一項成本。
所以測 NUMA 的效益,要一起看本地存取比例、遠端流量、互連壅塞、每區容量與服務時間。資料固定在原位置有利於重用,也可能造成負載不均;移動或複製可以改善分配,卻會增加容量、搬移及同步成本。同一套硬體,軟體安排不同,結果可能差很多。
長 context 還會遇到局部容量不足
KV cache 保存每層先前 token 的 key/value,讓後續生成可以重用。一般 cache tensor 包含 batch、heads、序列長度和每個 head 的維度。動態成長、固定大小、滑動視窗、量化和 offload 等方式,會有不同的容量與速度取捨。Transformers:快取原理、Cache strategies
假設一個完整保留 KV 的模型有 64 層,每層 8 個 KV heads,每個 head 是 128 維,每個值 2 bytes,一個請求含 131,072 tokens。key 和 value 都保留,所需容量是:
2 × 64 × 8 × 128 × 2 × 131,072 = 34,359,738,368 bytes = 32 GiB
四個這樣的請求就需要 128 GiB,還沒加入 weights、暫存空間、allocator 留白、複製或分片的開銷。此例沒有壓縮、prefix sharing 或 sliding window,也不是 Jalapeño 的測試模型;即使裝置有 216 GiB,仍要先扣掉其他用途,才能知道 KV cache 可用多少。
NUMA 還多了位置問題。總容量足夠,但某些 layers 或請求的 KV 集中在少數區域,局部仍可能放不下;其他區域有空間,也要付出遠端存取或重新分片的成本。保留原位置有利於重用,重新分片有利於平衡,兩邊需要靠 context 長度、併發與映射方式的測試來比較。
測試若同時記錄每區容量、遠端流量和 token 延遲,就比較容易分辨是總容量不夠、局部配置不均,還是互連與 kernel 拖慢了執行。只看 HBM 總容量,會漏掉這些問題。
效能數字要連同 STP/MTP 和服務條件看
採訪中,OpenAI 採用第三方 InferenceX 方法,以開源模型展示結果,也邀 SemiAnalysis 驗證。Ho 說正式生產環境使用 MTP,公開展示時因開源模型沒有現成 draft model,採用 STP,目標是超過對手已公布的 MTP 數字。這些結果要按各自的預測方式與服務設定比較。採訪:benchmark
InferenceX 的結果文件會保留模型、framework、精度、speculative mode、輸入/輸出長度、併發、拓樸,以及吞吐、延遲和可取得的功耗資料。同一顆晶片,這些設定換了,量出的服務效能也會變。InferenceX README、Results and Ingestion
這裡的 STP 是單 token 預測,MTP 是多 token 預測。多 token 路徑還會受提案、驗證、接受率與額外運算影響。STP 成績超過另一套系統的 MTP,可以比較那兩套設定的服務結果;要判斷晶片架構本身貢獻多少,還得固定模型品質與服務條件,分別比較同一預測模式,以及各平台最佳的端到端組合。
採訪前言列出的 Hot Chips 2026 比較數字,包括相對 GB200/GB300,在所選峰值吞吐測點的每瓦效能 1.5–1.9 倍、延遲改善 1.7–3.6 倍,以及 Pareto 邊緣操作點最高 104 倍。這些數字仍缺逐點的模型、版本、batch/併發、SLO 和功耗明細,104 倍尤其需要看它出現在哪個條件。採訪前言:效能比較
Pareto frontier 是一組在吞吐與延遲等目標之間,無法同時再改善所有目標的操作點。某個服務條件若落在對手很難達到的區域,比值可能很大,但常見負載下的結果可能不同。104 倍能說明特定操作點的差距,還需要整條曲線才能判斷哪些服務用得上。
比較時,模型與輸出品質、輸入/輸出長度、請求到達方式和併發要固定;STP/MTP、精度、parallelism、軟體版本也要交代。最後用相同 SLO 與功耗範圍量通過品質要求的吞吐。低併發互動與高併發批次各畫一條曲線,才能看出同一個服務條件下,哪套系統提供較多有效容量。
InferenceX 的評估文件也把 throughput-only 工作和 model evaluation 分開。跳過 eval 的 run 只提供吞吐資料,AgentX 則另有 trace replay、暖機與執行條件。模型品質會影響效能比較,所以還要確認所引用的結果實際跑了哪些評估。InferenceX Evaluation and AgentX
Ho 希望 benchmark 能補上 agentic、diffusion 和多模態,因為測試項目也會影響硬體設計方向。若 benchmark 只涵蓋現有的文字推論,硬體容易跟著那些工作最佳化;新型態的服務需要自己的測試,才能讓下一代架構有資料可依據。採訪:benchmark 的後續方向
封裝的黃金時代,Broadcom 的價值也包括供應能力
Ho 認為現在是封裝的黃金時代,談到 system-on-wafer、面板級、晶圓級整合與光學元件。他也說 OpenAI 直接和記憶體供應商討論,因為團隊負責高層系統設計,需要決定記憶體配置、平衡和實體佈局;Broadcom 則提供 IP、介面專長與大量供應的能力。採訪:記憶體與封裝
這讓晶片架構得提早考慮封裝。運算放在哪裡、記憶體容量怎麼分、介面有多少頻寬,以及元件可以怎麼連,會一起決定系統能做什麼。若架構依賴本地記憶體的效率,就得確認封裝與互連能支持那種配置,等 RTL 完成才開始處理,可能已經太晚。
從訪談可以看出,OpenAI 掌握系統與高層設計方向,也直接參與原始碼最佳化。這支持一個分工判斷:客戶端保留設計主導權,ASIC 夥伴要靠 IP、實體整合和供應能力提供價值。Broadcom 在 SerDes、介面與量產取得上的角色,對這種客戶尤其重要。採訪:合作夥伴分工
Ho 選擇 Broadcom 的理由包括 IP、長期合作經驗與量產規模。SerDes 和控制器也有其他強的供應商,但軟體公司內部的新硬體團隊,要取得足量台積電晶圓、記憶體和封裝產能,需要能承接大量供應的夥伴。他也說,有限量可以設法加速,大量供應很難靠多付錢插隊;加快設計到 bring-up,和量產爬坡還是兩段工作。採訪:Broadcom 與量產
這會改變 turnkey ASIC 服務的價值分配。客戶越能自己掌握架構與前段設計,夥伴越需要用 IP、實體整合、封裝和量產能力證明價值。對 Broadcom 的判斷應該跟著這些工作走:它替客戶解決多少介面問題、整合多大系統,以及能交付多少產能。這裡談的是分工方向,獲利影響還要看合約與定價。
設計完成之後,晶圓、記憶體、封裝、板卡和機架都要跟得上,才有可部署的容量。採訪前言把 Celestica 列為板卡與機架整合夥伴,也說明交付還有晶片之外的工作。採訪前言
fleet 的成本還要看硬體能用多久。Ho 描述的構想是,最新硬體服務高階需求,較舊、已折舊的硬體服務較低價的層級,直到電力成本不划算為止。折舊結束後仍有電力、維護和機會成本,是否留下來用,也要看它能不能滿足該層服務的 SLO。採訪:硬體壽命
EDA 內建 AI 得和獨立 LLM 比較
Jalapeño 提供了一個可以嘗試的做法:讓通用模型在 XLS 等高階描述上找修改,團隊用既有 compiler、驗證和 EDA 流程確認結果。要判斷其他公司能取得多少效益,可以從固定規格的硬體模組開始,比較工程師既有方法、獨立公開 LLM 和工具內建 AI。
compiler、合法修改範圍、製程與實作條件都固定,記錄等價檢查的失敗、PPA、工具耗時、工程師介入,以及到相同驗收要求所需的總時間。這樣才有辦法知道,模型省下的是搜尋時間,還是連後面的收斂工作也變快;面積和時間改善,也要出自同一個 baseline 和同一版候選。
往系統層看,則需要同一組 workload 在不同 context、併發與 prefill/decode 比例下的結果,包含局部容量、遠端流量和通過品質要求的吞吐。局部 PPA 改善若增加資料搬移,服務未必比較快;tokens/s 增加若伴隨品質下降,也得重新比較。供應數量和調度彈性,最後會決定這些效能能變成多少實際服務容量。
未來十二個月,我預期企業評估 EDA 的 AI 功能時,會更常拿獨立 LLM 做對照,比較完整設計工作所需的時間。通用模型能由設計公司直接取得,EDA 的內建 AI 就得靠省下的整合、驗證和實作工作來競爭。若固定規格的模組測試顯示,內建方案持續比獨立 LLM 更快達到相同 PPA,我會提高對工具商 AI 加值的評價;若獨立模型加現有流程已能做到,這份加值就更多留在設計公司。Ho 的 PCIe 控制器考題,正好把這個比較具體化。
證據範圍
13% 面積改善、裝置規格、A0/B0 狀態與 Hot Chips 效能數字,皆為採訪所報告的成果。面積比較尚缺 baseline、製程、corner 與原始報告;九個月時程也缺起訖與對照週期。採訪和影片的逐段核對、刊出日期與時間碼仍待確認。
模型未做 IC 設計專用微調,是這次導入判斷的依據。模型的完整訓練歷程、context 大小、輸入範圍,以及和各家 EDA AI 的同條件比較尚未公開。內部版本略領先公開版,使用方法也有機器學習研究人員參與。
STP/MTP 成績要保留模型、軟體、品質、併發、SLO 與功耗條件。104 倍出現在 Pareto 邊緣操作點,完整逐點曲線與設定仍有待公開。極長 context 的映射限制、泛用設計的效率代價,以及機群利用率增益,也需要部署資料來量化。
面積、加法器、容量、存取延遲與 KV cache 都是明示假設的算例;加法器未執行 XLS 工具測試。四張圖是參考設計或概念圖,流程連線與失敗處理用來說明機制。引用的 XLS、Linux、InferenceX、Transformers 版本是文件基準,OpenAI 的實際工具版本與完整架構另需確認。
EDA 與 turnkey 服務的價值分配屬產業推論。OpenAI 與 Broadcom 的完整 front-end/RTL 分工、合約與定價尚未公開;判斷會隨同規格設計的總時間、PPA、整合成本及量產交付結果調整。
參考資料
- Interview with Richard Ho, OpenAI — Ian Cutress,More Than Moore;Jalapeño 設計、模型使用、XLS、架構與合作夥伴的主要來源。
- 同場訪談錄影 — Richard Ho 與 Ian Cutress 的訪談影片。
- XLS README、DSLX Reference、IR Semantics、XLS Tools — Google XLS 官方文件,引用版本
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