每瓦 Token 数:AI 芯片能效的新标尺
过去选芯片看 FLOPS,后来大家学会了看显存带宽,现在该学会看第三个数字了:每瓦 Token 数。当机柜功率从 10 千瓦涨到 120 千瓦,电力与散热成了绕不开的第一约束——算力不再稀缺,供电才稀缺。
为什么 FLOPS 不再够用
FLOPS 衡量的是计算上限,但 AI 芯片的能耗大头往往不在计算:数据搬运——尤其是 HBM 访问——的能耗比同规模运算高出数量级,这是业界公认的"内存墙"另一面。同样标称 1000 TFLOPS 的两颗芯片,若访存效率与互连设计不同,实际每瓦产出的 token 可能差出数倍。此外,token 产出还依赖模型结构、精度档位、batch 大小与软件栈质量,"每瓦 token 数"因此不是一个硬件常数,而是一组条件下的实测结果。
这也解释了厂商能效宣传的口径问题。以公开资料为例:NVIDIA 宣称 GB200 NVL72 机柜在 FP4 推理口径下,相比 H100 空冷基础设施有 25 倍的能效提升——这是厂商在特定负载下的对比数据,选型时应视为上限参考而非承诺值。值得注意的是,这 25 倍里既有芯片架构进步(FP4、新一代矩阵引擎),也有系统级因素(72 卡 NVLink 大域、液冷让算力密度上台阶),拆开看才不至于被单一代际数字误导。
一张对照表:用代理指标先筛一遍
token 级能效必须实测,但选型初筛可以用"显存带宽功耗比"做代理指标——解码阶段带宽即吞吐上限,功耗即成本下限:
| 芯片 | TDP | 显存带宽 | 带宽功耗比(TB/s 每 kW,按公开规格推算) |
|---|---|---|---|
| H100 SXM | 700W | 3.35TB/s | 约 4.8 |
| H200 | 700W | 4.8TB/s | 约 6.9 |
| AMD MI300X | 750W | 5.3TB/s | 约 7.1 |
| NVIDIA B200 | 1000W | 8TB/s | 约 8.0 |
推算显示代际间的真实进步:新平台的每瓦带宽确实在提升,且液冷平台(B200)在功耗上涨四成的同时把带宽功耗比再推高一截。但要强调,这只是一个维度的代理指标,训练场景、大 batch 服务、通信密集负载的能效排序可能完全不同。
把能效算进 TCO
能效的最终归宿是钱。AI 工厂模式下,收入等于 token 产出乘以单价,而成本里电费与散热是随时间线性累积的部分。完整的算法是:先在相同模型、精度、batch 条件下实测各平台的 tokens 每焦耳;再乘以机房 PUE 与液冷改造成本——GB200 级液冷机柜功率达 120 至 130 千瓦(据公开报道),风冷机房无法直接承载,改造摊销要计入;最后换算成每百万 token 的能源成本。在电力配额受限的地区,"每瓦产出"直接决定同样一笔电力指标能支撑多少业务收入,这比芯片单价重要得多。
小结与实操建议
能效选型三步走:第一,拒绝跨口径对比,要求供应商用你的模型与负载出实测数据;第二,用带宽功耗比等代理指标快速缩小候选名单,再压测验证;第三,把 PUE、液冷改造、电力供给一起纳入 TCO,而不是只看 GPU 采购价。一句话记住这把新标尺:FLOPS 决定你跑多快,每瓦 Token 数决定你能跑多久、赚多少。