MoE大模型迎來“原生戰友”：昇騰超節點重構AI基礎設施

對AI比較關注的話，大概率會聽到下面兩個“時髦”的概念：

一個是Scaling Law，通常被翻譯為“規模定律”，得出了一個通俗易懂的結論——“模型越大，性能越好。”

另一個是MoE架構，中文名稱是混合專家模型，相對應的概念是稠密（Dense）模型。如果說稠密模型一個“通才”，由一個“專家”處理多種不同的任務，MoE則是將任務分門別類，分給多個“專家”進行解決。

Scaling Law和MoE的出鏡率越來越高，意味著大模型的參數量將越來越大，同時開始提升“能力密度”。直接相關的就是大模型的訓練和推理，正在從粗放燒錢到精細調優，從堆算力轉向算力利用率最大化。

站在大模型工程化創新的十字路口，恰逢鯤鵬昇騰開發者大會2025前夕，“昇騰超節點”迅速成為技術圈的熱門話題。

由此產生的一個問題是：MoE架構大模型的訓練都遇到了哪些挑戰，昇騰給出了什么新解法？

01 MoE架構成主流，大模型訓練遇到“三座大山”

Mixtral、DeepSeek R1、Llama 4、Qwen3……近一年現象級刷屏的大模型，清一色地采用了MoE架構。

原因離不開MoE的架構創新。

每個專家負責任務的一部分，極大地提升了模型的可擴展性；每個專家都能針對整個問題的特定方面進行微調，進一步提升了模型的專業化和準確性；每次請求只激活部分專家，顯著減少了每次推理的計算負荷……

當MoE架構演變為大模型的主流范式，由服務器、存儲、網絡等設備堆疊而成的傳統集群，在大模型訓練上遇到了“三座大山”。

一是資源利用率低。

MoE架構對負載均衡非常敏感，路由機制如果分布不均，某些專家會頻繁被調用，而其他專家幾乎閑置。

傳統AI集群部署MoE模型時，每臺服務器只部署部分專家，缺乏全局調度能力。由于路由機制無法感知底層資源狀態，可能導致部分服務器的使用率大于90%，部分服務器幾乎不參與計算。結果就是，GPU的利用率遠低于理論峰值，直接拉長了模型的訓練周期，提升了能耗與成本。

二是系統穩定性差。

MoE架構依賴動態路由+專家選擇，對系統的持續穩定性要求遠高于傳統Dense模型，讓工程的復雜度陡升。

在傳統AI集群上訓練MoE模型，任何一個節點的故障，都可能導致整個訓練任務失敗。比如某MoE大模型的訓練過程，由于集群規模超過1000張加速卡，平均無故障運行時間不足6小時，每24小時需重新調度兩次以上，單次訓練需要數天乃至數周，運維人員長期處于高強度監控狀態。

三是通信帶寬瓶頸。

MoE架構的“小專家”，理論上可以節省計算資源，前提是能靈活高效地選擇和調度，對通信帶寬提出了極高要求。

在傳統AI集群中，GPU之間通過PCle或InfiniBand通信，激活路由涉及大量跨卡、跨節點訪問，導致在All-to-All通信模式下，MoE架構的通信壓力遠大于Dense架構，訓練速度甚至比Dense更慢。當GPU資源被通信“拖死”，哪怕是業界主流的高帶寬GPU，訓練效率也難以線性提升。

以上還只是大模型訓練時的常見痛點。

倘若推理階段依然部署在傳統AI集群上，在不支持高頻動態路由和異構推理請求的環境下，用戶請求要觸發不同專家組合，再加上請求跳轉至跨節點專家時時延大，有些請求的延遲高達200ms以上。

訓練系統的可用性，決定著智能化的速度。無法解決資源利用率低、系統穩定性差、通信帶寬瓶頸的傳統AI集群，已經不符合大模型的創新趨勢。

02 更親和MoE架構，“昇騰超節點”有何不同？

傳統AI集群的本質是做加法，即通過硬件堆疊的方式提升算力，在大模型早期確實奏效，短板也很明顯。

被技術圈追捧的昇騰超節點，可以看作是算力集群走向“乘法”式增長的標志，不僅僅是計算，進一步結合了存儲、通信等能力，計算性能倍增的同時，實現了時延、吞吐、負載均衡等能力的整體躍遷。

用一句話總結的話，昇騰超節點實現了讓384張卡像一臺計算機一樣工作，更親和MoE架構。

根源是昇騰的四個針對性創新。

第一個是自研高速互聯協議，能夠將成百上千個NPU以TB級帶寬超高速互聯，大幅提升了并行計算的通信效率。

相較于傳統集群，實現超低延遲、高帶寬通信的昇騰超節點，大模型訓練的All-to-All通信性能可提升5倍，send/recv集合通信性能可提升7倍，進而大幅降低了整體通信占比，讓計算少等待、不等待。打破了通信上存在的瓶頸，整體訓練效率提升了3倍、推理吞吐提升了6倍。

第二個是軟硬件協同調度，通過異構計算平臺CANN的協同，支持專家調度感知訓練負載與NPU負載實時狀態。

針對MoE模型訓練中專家熱點分布造成部分計算節點過載的問題，昇騰“超節點架構”能夠依據MoE結構中專家分布以及每層的計算需求，精細地將個模型切分至不同節點，更合理分配資源，提高整體資源利用率，同時可運行多種并行策略并動態調整，針對實時的負載情況精準分配計算資源。

第三個是全局內存統一編址，所有的節點共享一套全局內存體系，數據無需頻繁搬移，以此來提高訓練的效率。

DeepSeek R1已經有288個專家，不排除大模型專家數量越來越多的可能。支持全局內存統一編址的昇騰超節點，具備更高效的內存語義通信能力，通過更低時延指令級內存語義通信，可滿足大模型訓練/推理中的小包通信需求，提升專家網絡小包數據傳輸及離散隨機訪存通信效率。

第四個是系統穩定性的提升，保證訓練不中斷、推理更可靠，大幅降低了MoE大模型的部署和運維門檻。

比如MoE訓練過程一旦某專家節點異常，可能導致全局失敗的問題。昇騰超節點采用了多平面的鏈路設計、鏈路故障秒級切換、算子級重傳等可靠性能力，確保大模型訓練不中斷，平均無故障運行時長從幾小時提升到幾天。同時支持更敏捷的斷點續訓，故障恢復時長從小時級降低至30分鐘。

可以佐證的是，基于超節點設計的AI集群Atlas 900 A3 SuperCluster，在測試中突破了Scale Up物理節點計算瓶頸，平均無故障運行時長達到數天，訓練效率提升了2.7倍；由于所有專家集中部署在一個超節點，在推理過程中實現了15ms超低延遲和高吞吐能力，對推薦系統、搜索排序、智能客服等對延遲極敏感的應用場景更加友好。

03 算力創新蝶變：從“硬件堆疊”到“系統級協同”

除了性能上的提升，MoE架構創新的另一個深遠影響，在于降低了推理階段的綜合成本。

過去，大模型的強大性能往往伴隨著極高的算力消耗，導致部署門檻極高。MoE通過“按需激活”的專家機制，在保證精度的同時大幅節省了計算資源，為企業級、行業級AI應用的落地打通了路徑。

昇騰在算力底層架構上的實干式創新，向外界揭示了一個新的趨勢：當大模型走出實驗室，走向生產一線，走向規模化應用，為AI提供源動力的基礎設施，不再是“硬件堆疊”，而是計算、存儲、網絡的“系統級協同”。

不單單是親和MoE模型，搬走了大模型訓練的“三座大山”，還預示著AI基礎設施的“工程可控性”和“業務適配性”，更好地支持大模型在工業、能源、交通、金融等領域的規模化部署。

如果你也對昇騰超節點感興趣，想要了解更多技術細節和創新方案，推薦關注5月19日的鯤鵬昇騰創享周直播活動，技術直播的第一場就將深度講解基于昇騰的超節點架構，如何助力MoE模型的訓練和推理，帶來15ms超低時延和高吞吐量。