谷歌被曝要把Gemini“寫進”芯片？推理能效最高提升10倍

谷歌正在研發一款專門為其Gemini模型打造的新型AI服務器晶片，內部代號為「Frozen v2」。根據知情人士透露，這款晶片的設計理念是將Gemini模型的部分架構直接整合進硬體中，藉此減少運算過程中的決策步驟與資料搬運，進而大幅提升AI推理效率。谷歌工程師初步評估，若以單位功耗所能輸出的Token數量來計算，Frozen v2的效能可能達到谷歌目前最新自研AI晶片的六到十倍。這項計畫的背後，反映出谷歌內部正面臨嚴重的AI算力短缺問題。知情人士指出，算力緊張不僅在內部引發部門之間的矛盾，甚至迫使谷歌雲端服務不得不拒絕部分外部客戶的訂單。

為了緩解這項壓力，谷歌決定從晶片設計層面尋求突破，而Frozen v2正是承載這項期望的關鍵專案。據稱，谷歌最快可能於2028年部署這款晶片，不過目前仍在敲定主要功能、各模組的協作方式，以及究竟要將多少模型資訊固化在晶片之中。與當前主流AI晶片強調通用性與可編程能力的做法不同，Frozen v2走的是專用化路線。傳統GPU如輝達的產品，能夠支援多種AI模型與運算任務，因此在執行過程中需要根據模型需求進行大量排程與決策；谷歌自研的TPU雖然已針對AI進行最佳化，但仍需兼顧不同模型的運作需求。

Frozen v2則試圖讓硬體在製造階段就「預先了解」Gemini模型的運作邏輯，從而減少晶片在執行推理任務時的動態決策，並降低晶片內部的資料移動量。簡單來說，傳統GPU就像一台能執行各種軟體的通用電腦，而Frozen v2更像是專為Gemini最佳化的專用硬體，理論上能帶來更快的回應速度，並顯著降低Gemini模型的運作成本。然而，專用化也意味著更強的綁定。一旦未來Gemini模型採用全新的底層架構，Frozen v2可能無法直接相容，因此谷歌必須在晶片效率與模型靈活性之間仔細權衡。知情人士透露，谷歌目前仍在評估Frozen v2中應該固定多少模型資訊，以兼顧效能提升與未來升級的彈性。

谷歌發言人則在聲明中表示，研究團隊持續探索新技術以提升系統效能，並非所有研究專案都會投入量產，但這些嘗試是谷歌全棧技術路線的重要一環。值得留意的是，Frozen v2並非谷歌首次嘗試開發模型專用晶片。早在更早階段，谷歌DeepMind首席科學家傑夫·迪恩曾主導一項更激進的初代Frozen方案，計畫直接將模型權重固化到晶片中。但這種設計會讓晶片只能運行特定版本的Gemini，一旦模型更新，晶片便可能迅速失去使用價值。由於預期生命週期過短，谷歌最終擱置了初代方案。Frozen v2則不再固化完整模型權重，但仍在評估要鎖定多少資訊，以平衡靈活性與效率。在AI推理晶片領域，競爭正持續升溫。

過去幾年，AI基礎設施的競爭主要圍繞模型訓練展開，大規模訓練需要大量GPU叢集，輝達憑藉其生態系統佔據主導地位。但如今，多家公司正將目光轉向推理晶片，目標是以比輝達GPU更高的效率運行AI模型，緩解算力短缺並降低成本。據報導，輝達去年底透過一筆價值約200億美元的交易，取得了AI推理晶片新創Groq的相關技術授權；此外，SambaNova、d-Matrix、OpenAI與微軟等公司也都投入研發。加拿大晶片新創Taalas甚至採取了與谷歌類似的思路，將特定AI模型直接硬編碼進晶片，該公司已獲得超過2億美元的融資。

回到谷歌，Frozen v2雖然受到關注，但知情人士強調，這款晶片並非用來取代TPU。谷歌今年已發表第八代TPU，並開始直接向雲端客戶推銷，試圖挑戰輝達在AI晶片市場的主導地位。谷歌也與Meta簽署了價值數十億美元的TPU租賃協議，並嘗試向其他雲端服務商銷售TPU。相較之下，Frozen v2的定位是建立一條有別於TPU的新型自研晶片路線，且谷歌目前沒有計畫讓它的產量達到TPU的規模。較小的生產規模可以讓谷歌在推出大型產品前，更晚地引入外部晶片設計與製造合作夥伴。知情人士還透露，谷歌將這一代產品部分視為技術試驗，希望從中累積開發專用AI晶片的經驗。

總體而言，Frozen v2的設計哲學是以部分通用性換取更高的推理效率。谷歌希望透過將部分模型架構與計算決策固化到硬體中，減少推理過程中的動態步驟與資料搬運，從而以更低的功耗處理更多用戶請求。不過，更高的專用化程度也意味著晶片與模型架構綁定得更緊。Frozen v2最快也要到2028年才能部署，屆時Gemini的底層架構能否保持穩定，以及六到十倍的預期能效提升能否在實際應用中實現，將成為決定這項專案價值的關鍵。