内容整合的框架已经敲定,将按厂商迭代路线、硬件结构变化、元件需求、价格变动的顺序梳理,且需保留原有角标、不添加新信息。本次梳理的整体框架,我已明确。我将先梳理英伟达、谷歌的技术迭代路线,目前已梳理完英伟达从Volta到Blackwell的核心技术进展,以及2027年Vera Rubin系列的硬件升级规划。
谷歌TPU的技术迭代路线已梳理完毕,其从v4到v7完成光互联Scaleup网络标准化,后续v8、v9将从制程、架构等维度优化,两款芯片的迭代均围绕互联效率、算力密度、集群协同三大方向推进,适配大模型训练需求。接下来将梳理相关迭代带来的整卡硬件组成模块的规格结构变化。
英伟达从H100到GB200的迭代中,PCB角色大幅拓展,深度参与多维度协同设计,高规格PCB初始良率较低,2025年才逐步爬坡,早期NVL72机柜的铜缆互连存在多项缺陷,将被正交背板替代。
谷歌TPU的迭代从底层重构多芯片互联层级,拉开与GPU的差距,托盘级采用专用高带宽互连方案,单机架采用三维环面网络拓扑,大幅优化算力成本、能效与扩展能力。TPU V7 Ironwood机架集成度高,推高配套PCB规格要求,其层级化硬件设计进一步细化,单托盘内芯片可通过PCB走线直接互连,接口可适配不同部署场景。
我已梳理出核心硬件元件需求量的部分公开信息,仅能获取部分AI芯片的显存参数、HVLP4铜箔总需求区间等内容,暂缺单卡级的基板、电源管理芯片等元件的具体需求量,后续将查询官方规格书、供应链拆解报告补充相关信息,接下来将分析各核心硬件元件的采购价格及变动趋势。
芯片类元件价格趋势已梳理完毕:2024年通用IC/CPU平均单价低于2023年,2025年受AI服务器需求爆发影响存储芯片价格快速上行,芯片代工平均单价随DPU等采购规模扩张呈下降趋势。
板卡配套元件方面,DDR、SSD采购价格整体呈上涨趋势,电容行业量价齐升,TPU代际升级将带动周边配套硬件价值量提升,相关定制化硬件溢价空间逐步释放,目前公开资料暂未覆盖全品类核心硬件的精准单价,后续可结合行业公开供应链数据补充完善。我将按要求整理成流畅文章,确保逻辑通顺、角标齐全。
我们可以基于头部厂商公开的GPU、TPU未来3-5代技术迭代路线,自上而下梳理对应硬件体系的变化,以及各核心元件的需求、价格变动情况。
从当前已披露的产业规划来看,头部厂商GPU、TPU的迭代方向高度趋同,均围绕互联效率提升、算力密度拉高、集群协同优化三个核心方向演进,持续匹配大模型训练对算力规模的高要求。英伟达GPU已经完成从Volta架构到Blackwell架构的演进,Tensor Core实现了从1.0到5.0的版本升级,从A100到H100阶段就已经引入线程块集群、TMA数据计算解耦、FP8精度等核心优化,大幅提升并行效率 【1】 ,当前B200产品已经实现FP64算力40TFLOPS、显存带宽8TB/s、NVLink 5.0速率1800GB/s的性能表现 【5】 。其下一代Vera Rubin系列预计2027年前后落地,工艺端GPU同步迭代至同期行业顶尖制程,配套的Vera CPU升级为88核定制ARM架构 【7】 ;架构端CPU与GPU的配比从之前GH200的1:1调整为1:2,NVLink-C2C互联速率从900GB/s翻倍提升至1.8TB/s,组成全新的Vera Rubin NVL144系统 【7】 ,在Blackwell架构基础上进一步拉高算力上限。谷歌TPU目前已经完成从TPUv4到TPUv7的迭代,实现了光互联Scaleup网络的技术路线探索和方案标准化,其中TPUv4采用台积电7nm工艺,首次搭载3D环面互联架构,BF16/Int8精度下峰值算力达275TFLOPS,内存带宽1.2TB/s 【11】 ,后续TPUv5、TPUv7持续优化核心数量与互联结构,大幅降低传输延迟、减少性能瓶颈 【11】 。后续迭代规划中,2027年落地的TPUv8将直接对标英伟达Vera Rubin产品,在已标准化的光互联超节点架构基础上进一步优化性能指标 【6】 ;TPUv9将持续升级先进制程,谷歌已经开始大额采购NPO芯片用于TPU v7/v8/v9算力集群的Scale up层芯片间互联,配合逐步普及的OCS光路交换技术,进一步提升多芯片协同效率,支撑超大规模算力集群的性能释放 【10】 。
对应每一代GPU、TPU的技术迭代,整卡硬件组成模块的规格与结构也出现了明确的升级变化。英伟达GPU从H100到GB200的迭代过程中,PCB的角色与结构维度大幅拓展,H100时代PCB仅承担基础的器件连接功能,到GB200时代,PCB不再是单纯的服务器内部板卡载体,开始深度参与机架级计算托盘、交换托盘和液冷系统的协同设计,功能延伸到机架级互连、结构装配、供电系统配合、热设计协同多个维度 【18】 ;同时托盘类PCB规格明确升级,GB200的Computetray(GPU模块)采用22层5阶HDI规格PCB,Switchtray则采用22层M8通孔板,这类高规格PCB此前行业鲜有应用,厂商初始良率较低,2025年才逐步爬坡提升 【19】 ;机柜互连结构也在同步迭代,早期NVL72机柜里18个Computetray和9个switchtray依靠铜缆完成互连,后续因为铜缆组装良率低、维护成本高、散热表现差,会逐步被正交背板替代 【19】 。谷歌TPU的迭代则从底层重构多芯片互联层级结构,拉开和GPU的差距:托盘层级单块托盘焊接4颗TPU芯片,搭配独立CPU Host,Host和芯片间通过PCIe通信,芯片之间用专用ICI互连,带宽远高于PCIe,多个托盘通过ICI扩展为机架级结构,单机架包含64颗芯片,采用4×4×4的三维环面网络拓扑,芯片节点间用电连接ICI链接,每层表面的环绕连接由OCS光路交换完成,这套结构直接优化了算力成本、能效和规模扩展能力 【17】 。其中TPU V7 Ironwood机架集成度大幅提升,由16个TPU托盘、16个液冷/8个风冷主机CPU托盘,搭配ToR交换机、电源单元、备用电池单元组成,单个TPU托盘的板卡上集成4颗TPU v7芯片,每颗芯片配备4个OSFP连接器用于芯片间互联、1个CDFP PCIe连接器用于和主机CPU通信,高度集成的架构直接推高了配套PCB的规格要求 【20】 ;同时TPU的层级化硬件设计进一步细化,从局部到整体被划分为Tray Level、Rack Level、Pod Level、Multi-Pod Level四个层级,单Tray内的4颗TPU芯片之间直接通过PCB走线完成互连,OSFP接口可按需插入铜缆或光模块,适配不同的部署场景 【26】 。
从核心硬件元件的需求量来看,目前公开资料暂未查询到不同代际GPU、TPU产品的显存、高速互联芯片、PCB、电源管理芯片等核心硬件元件的单卡需求量的明确对应数据,仅能整理出部分已公开的关联信息:谷歌TPU v8系列的两款产品核心显存参数明确,面向训练路线的TPU v8t搭载216GB HBM显存,面向推理路线的TPU v8i搭载288GB HBM显存 【31】 ;行业层面披露了AI相关产品对HVLP4铜箔的月度总需求区间,在PCB生产良率仅5060%的实际场景下,仅英伟达Rubin系列单月HVLP4铜箔需求就接近1000吨,叠加其他厂商相关产品后总月需求可达29003000吨 【36】 ;另外现有资料提及AI端ABF基板的单芯片面积是消费PC端的8至12倍,暂未给出对应GPU/TPU单卡的基板、电源管理芯片等元件的具体需求量数值 【31】 ,若要获取更精准的单卡级数据,还需要结合对应代际产品的官方规格书、供应链拆解报告等更细分的资料进一步查询。
各核心硬件元件的单位采购价格及随技术迭代的变动趋势也呈现出明显的分化特征。芯片类核心元件方面,2024年通用IC/CPU芯片平均采购单价低于2023年,一方面是因为CPU芯片采购数量较2023年下降,而CPU单价远高于其他类芯片,拉低了整体均价,另一方面上游供应链影响下,2024年CPU芯片自身价格也有所下调 【45】 ;2025年受AI服务器需求爆发的带动,存储芯片全品类价格进入快速上行通道,相关企业2025年存储芯片采购均价出现明显增长,也直接带动2025年IC芯片整体采购平均单价略高于2024年 【44】 ,其中2025年第四季度在原厂库存见底、云端服务供应商采购意愿提升的背景下,conventional DRAM合约价预估季增45-50%,conventional DRAM及HBM合并的整体合约价季涨幅可达50-55%,价格上行趋势十分显著 【46】 ;随着DPU等算力相关产品采购规模不断扩张,芯片代工的平均单价呈现下降趋势 【41】 。板卡配套元件方面,DDR采购价格整体波动上涨,2025年受全球内存行业产能紧张、下游需求旺盛的影响,DDR采购单价出现显著提升 【41】 ;SSD采购单价总体呈上涨态势,2024年受主流原厂减产、主力产能转向AI、叠加传统存储刚需的影响,SSD供不应求,单价大幅上涨,2025年企业新增大容量规格SSD采购,进一步拉动SSD平均单价略有提升 【41】 ;随着GPU代际迭代,单GPU功率与供电复杂度不断提升,带动单卡电容价值量明显增长,叠加部分系统优化能力较弱的客户会额外增加电容冗余,电容的整体需求弹性显著高于GPU出货增速,行业量价齐升的趋势明确 【42】 。TPU代际切换也会直接带动周边硬件的迭代升级,其中TPU v8代际将为OCS全光交换机、液冷、电源及光通信等外围环节创造大量升级机会,这类配套硬件的价值量会随TPU代际升级同步提升 【39】 ,另外ASIC服务器(含TPU相关机型)的单价整体低于GPU服务器,但定制化设计灵活度更高,随着TPU集群规模持续扩张,相关配套硬件的定制化溢价空间也会逐步释放 【39】 。需要注意的是,现有公开资料暂未覆盖所有代际GPU、TPU全品类核心硬件的精准单位采购价格,部分细分品类的价格变动趋势可结合后续行业公开供应链数据进一步补充完善。
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