两个数字摆上桌,先别比

方案对比桌上两份材料:A 标 6 TOPS,B 标 20 TOPS,B 的整机还更便宜。按数字直接下单的人,有一定概率买回来的是「口径不同的同一颗芯片」。

TOPS 本身不撒谎——每秒万亿次运算。出问题的是省略:不写精度、不写稀疏度、不写算的是哪个计算单元。这三个开关各拨一下,同一颗芯片的标称能差出一倍以上。

口径的变化只有三种。逐个拆开,每个配一句问供应商的话。

口径一:精度,INT8、INT4 还是 FP16

NPU 的运算阵列按位宽处理数据:INT8 一条通路过 8 个 bit,INT4 只过 4 个。位宽减半,每秒能过的运算量翻倍——常见设计里,INT4 峰值是 INT8 的两倍,FP16 反而只有 INT8 的一半上下。

于是同一颗 NPU,挑口径就是挑数字。宣传页只写「AI 算力 16 TOPS」而不写精度时,大概率用的是对厂商最有利的那一档。

端侧识别的默认口径是 INT8:主流工具链按它优化,量化方案也按它做。选型比价,一律先要 INT8 的数字。

问法:「这个 TOPS 是什么精度下的?请给 INT8 口径的数字,并写进规格书。」

口径二:稀疏还是稠密

结构化稀疏(典型如 2:4 稀疏——每四个权重里两个为零,硬件跳过零值计算)能让标称再翻一倍。电路确实支持,这个数字不算造假。

但吃红利有前提:模型的权重里真的按这个位置规律布满了零。常规训练出来的检测、分割模型,权重是稠密的,跑起来拿不到一分稀疏加速。

所以稀疏是「理论上限」,稠密才是业务模型摸得到的水平。规格表小字里的「with 2:4 sparsity」,说的就是这个开关。

问法:「这是稠密算力还是稀疏算力?我按稠密做预算。」

口径三:NPU 和 GPU 加在一起

SoC 里不止一个计算单元。有的厂商把 NPU、GPU(有时还有 DSP)的峰值加总,标一个「综合算力」。

一个模型不会同时跑满两个单元。识别推理的主体落在 NPU 上,GPU 只分到零头;想让两边同时满载,要把两个模型精心拆开调度,端侧识别没有这么干的。加总数字描述的是一个到不了的工况。

两个单元之间还要过内存总线搬数据。这一段不产生算力,只产生延迟和功耗。

问法:「综合算力怎么拆?NPU 单独多少、GPU 单独多少,各是什么精度?」

一颗芯片,从 8 标到 36

数字纯属示意,不指任何具体型号:

同一颗 SoC 的 NPU,INT8 稠密,8 TOPS。这是最接近真实业务的一条口径。

标法 数字 动了哪个开关
INT8 稠密 8 TOPS 基准
INT4 口径 16 TOPS 精度减半
INT4 + 2:4 稀疏 32 TOPS 稀疏翻倍
再加 GPU 的 FP16 峰值(示意 4 TOPS) 「综合 36 TOPS」 单元加总

四个数字说的是同一颗芯片。宣传页印哪个,取决于市场部要打谁。

口径对齐之后,TOPS 也只是峰值

三种口径全问清,两个数字终于可比了——但可比的是峰值,不是帧率。内存带宽、算子支持、前后处理在 CPU 上的开销,都会让同样标称的芯片跑出明显不同的吞吐。

所以话术清单的收尾永远是同一句:「模型结构发你了,在这颗芯片上实测量级能到多少帧?给不了就借评估板,我们自己跑。」

TOPS 用来筛掉明显不够的;最终下单,看实测帧率。

问供应商的五句话

明天询价就能用:

  1. 标称的 X TOPS,是 INT8 还是 INT4 口径?
  2. 是稠密算力还是稀疏算力?
  3. NPU 和 GPU 各占多少,各是什么精度?
  4. 我们的模型结构发过去了,在这颗芯片上实测帧率什么量级?
  5. 能借一块评估板跑两周吗?

前三句对齐口径,后两句要实测。第一句都答不清楚的报价单,后面的数字不用看了。

这套判断管不到的地方

口径对齐解决「可比」,不解决「够不够」。同为 INT8 稠密 8 TOPS 的两颗芯片,一颗算子覆盖差、内存带宽小,跑同一个模型能落后另一颗一大截——TOPS 一样,帧率不一样。

另外口径会换。同一厂商不同产品页对同一颗芯片的标法都可能不同,引述规格要带页面链接和抓取日期,别引二手转述。

常见问题

TOPS 是什么意思?

每秒万亿次运算(Tera Operations Per Second)。关键不在「万亿」这个量级,在「一次运算」按什么精度数:INT8 下的一万亿次和 FP16 下的一万亿次,不是同一份算力。

同一颗芯片为什么能标出两个 TOPS 数字?

因为口径不同。INT4 峰值通常是 INT8 的两倍,稀疏标称还能再翻倍,几个计算单元加总又是第三个数。两个数字可能都没撒谎,只是不是同一把尺子量出来的。

INT8 和 INT4 的算力数字差多少?

常见设计里 INT4 峰值是 INT8 的两倍,原理是位宽减半、单位时间吞吐翻倍。但业务模型要吃到 INT4 的算力,得先把模型量化到 INT4 且精度可用,这个数字不是白捡的。

稀疏算力是什么意思?

指利用权重里的零值跳过计算的标称算力,典型如 2:4 结构化稀疏,标称可翻倍。前提是模型权重真的按硬件要求的位置分布为零,常规稠密训练的识别模型拿不到这份加速。

NPU 算力和 GPU 算力能加起来看吗?

不能。一个模型不会同时跑满两个单元,识别推理的主体只落在一个单元上,单元间搬数据还要过内存总线。看 NPU 单独的 INT8 稠密数字最有意义。

数据来源

本文讲的是 TOPS 标称的通用口径规则,不引用任何具体型号的官方参数;文中示例数字均为示意,不代表任何一颗实际芯片,型号级的数字请以各厂商官方页面和数据手册为准。