LLM 部署基础设施与芯片格局

2025-2026 全景深度分析 · 数据中心 / 云服务 / AI 芯片 / 推理框架

$2550亿
2030年推理市场
80-90%
NVIDIA 市场份额
$3800亿+
2025超算投资
945 TWh
2030数据中心用电

市场概览:推理时代来临

行业转折点:Inference Flip

2026年初,全球 AI 推理支出首次超过训练支出,标志着行业从"造模型"转向"用模型"的历史性转变。AI 推理市场预计从 2025 年的 $1061.5 亿增长至 2030 年的 $2549.8 亿,CAGR 达 19.2%。

训练 vs 推理成本变化

过去两年,推理成本下降约 1000 倍。NVIDIA Blackwell 架构推理成本较 2022 年末下降 280 倍,每用户每秒可达 1000+ tokens(较上代提升 15x)。

算力迁移趋势

Inferact CEO Simon Mo 预测:"目前用于大模型训练的 AI 集群,将在六个月内完全转向推理。" McKinsey 调查显示 74% 企业计划 2026 年增加 Agentic AI 预算。

超算投资规模 (2025)

Amazon AWS
$1000 亿
Microsoft
$800 亿
Alphabet
$750 亿
Meta
~$450 亿

数据中心 AI 芯片格局

NVIDIA:绝对统治地位

市场份额:2025 Q2 约 94% 的 AI GPU 市场份额,预计消耗全球 AI 处理器 77% 的晶圆产能。

2025 年 AI 收入:$490 亿(预估),远超 AMD 的 $56 亿。

重大收购:2025年12月以 $200 亿收购 Groq(LPU 推理芯片创业公司),巩固推理时代优势。

芯片 发布 HBM 内存 带宽 算力 (FP8) 定位
H100 2023 80 GB 3.35 TB/s ~4 PFLOPS 主力训练/推理
H200 2024 141 GB HBM3e 4.8 TB/s ~4 PFLOPS 推理优化
B200 (Blackwell) 2025 192 GB HBM3e 8 TB/s 20+ PFLOPS 新旗舰
Vera Rubin 2026 预计 TBD TBD GPU+LPU 混合 下一代统一架构

AMD:挑战者崛起

芯片 HBM 内存 带宽 对标 价格优势
MI300X 192 GB (2.4x H100) 5.3 TB/s (1.8x H100) H100 ~1/4 价格
MI325X 256 GB HBM3e 6 TB/s H200 -
MI350 系列 TBD TBD Blackwell -

软件短板:尽管硬件性能可比,AMD ROCm 生态成熟度远落后于 NVIDIA CUDA,实际训练效率仍有差距。2025 年 AMD 晶圆份额预计从 9% 降至 3%。

Intel:艰难追赶

Gaudi 3

预计获得 AI 训练市场 8.7% 份额。2026 年初完成 $16 亿收购 SambaNova 以强化 Gaudi 4 路线图。

Crescent Island (预发布)

推理专用数据中心 GPU,160 GB 板载内存,聚焦功耗/成本效率。预计 2026 年底送样。

云厂商自研芯片

Google TPU

世代 代号 关键提升 集群规模
TPU v5e - 基准 -
TPU v6e Trillium 算力 4.7x, 内存/带宽 2x, 能效 +67% 91 exaFLOPS 单集群
TPU v7 Ironwood 4.6 petaFLOPS FP8/芯片,接近 Blackwell Preview 中

标杆客户:Anthropic 签约多达 100 万颗 TPU,Meta 正在洽谈数十亿美元 TPU 协议。Trillium 训练 Llama2-70B 速度较 v5e 提升 4x,性价比提升 2.5x。

AWS Trainium / Inferentia

芯片 制程 算力 内存 特点
Trainium2 - 4x Trn1 - 性价比较 H100 高 30-40%
Trainium3 3nm 2.52 PFLOPS FP8/芯片 144 GB HBM3e 能效较 Trn2 +40%
Trainium4 TBD 6x FP4, 3x FP8 vs Trn3 4x 带宽 支持 NVLink Fusion
Inferentia2 - 190 TFLOPS FP16 - 吞吐 4x, 延迟 1/10 vs Inf1

Project Rainier

2025年10月启用,在印第安纳州 1200 英亩设施部署近 50 万颗 Trainium2,专门用于训练 Anthropic Claude 模型。

中国 AI 芯片格局

国产替代加速

市场份额变化:2022 年 NVIDIA 在中国 AI 芯片市场占 95%,2025 上半年降至 54%。国产芯片份额从 2023 年 15% → 2024 年 29% → 2025 年预计 42% → 2027 年目标 55%。

市场规模:2025 年中国 AI 芯片市场预计达 2760 亿元人民币($380 亿),同比增长 85%。

华为昇腾 Ascend 系列

芯片 工艺 架构 算力 (FP16) 对标
910B 7nm 单 Die ~400 TFLOPS A100
910C 7nm (N+2) 双 Die 封装 (530亿晶体管) ~800 TFLOPS H100 的 80%
出货量预测

瑞穗证券预计 2025 年昇腾 910 系列(含 A/B/C)出货量超 70 万颗,占国内 AI 芯片需求约 26%。

70万+ 颗
主要客户

字节跳动:国内 AI 芯片采购 $55 亿,60% 为华为/寒武纪国产芯片

科大讯飞:昇腾 910B 推理效率从 2024 年 H100 的 20% 提升至 2025 年的 80%

其他国产芯片

寒武纪 MLU590 海光 DCU 燧原科技 壁仞科技 摩尔线程 天数智芯

AI 芯片创业公司

Groq 已被收购

技术:LPU (Language Processing Unit) 流式架构,专注推理

收购:2025.12 被 NVIDIA 以 $200 亿收购

影响:预计与 Vera Rubin 架构整合为 GPU+LPU 混合处理器

Cerebras IPO 筹备

技术:晶圆级处理器,单芯片最大化并行

估值:2024.9 融资 $11 亿,估值 $81 亿

计划:目标 2026 Q2 纳斯达克 IPO,估值底线 $200 亿

SambaNova 已被收购

技术:RDU (可重配置数据流单元) 架构

收购:2026 年初被 Intel 以 $16 亿收购

整合:强化 Intel Gaudi 4 路线图

NVIDIA 收购 Groq 标志着推理整合时代的开始。这笔交易给 Cerebras、D-Matrix 等其他 ASIC 创业公司带来巨大压力,同时也提振了 Etched、Fireworks、Baseten 等推理软件平台的估值。

— Fortune, 2026.01

其他值得关注

Etched (推理 ASIC) D-Matrix Positron (Atlas 系统,3x tokens/watt) Fireworks AI Baseten

边缘 AI / 端侧芯片

市场规模:边缘 AI 处理器市场 2025 年预计达 $135 亿。Edge ASIC 收入预计 $78 亿。2025 上半年 AI 芯片创业公司已融资超 $51 亿。

NPU 性能对比 (TOPS)

Intel NPU 4
48 TOPS
Qualcomm 8 Gen3
45 TOPS
Apple M4
38 TOPS
Apple M3
~28 TOPS
MediaTek 9300
25 TOPS
Apple M4 Neural Engine

16 核神经引擎,38 TOPS,较 M3 提升 60%。量化模型推理加速 46.2%。垂直整合优势:芯片+OS+应用深度协同,AI PC 体验领先。

Qualcomm Hexagon NPU

Snapdragon 8 Gen3 达 45 TOPS,支持端侧大模型运行。Dragonwing 方案支持企业本地部署生成式 AI。DSP 演进为低功耗 AI 加速器。

边缘计算平台

NVIDIA Jetson AMD/Xilinx FPGA Google Edge TPU 华为 Atlas 地平线 J5/J6

LLM 推理软件栈

框架 开发方 核心技术 吞吐量 部署难度 最佳场景
vLLM UC Berkeley / Inferact PagedAttention 120-160 req/s 1-2天 高并发、快速迭代
TensorRT-LLM NVIDIA 深度内核优化 180-220 req/s 1-2周 极致性能、NVIDIA 专用
HF TGI HuggingFace 动态批处理 100-140 req/s 1-2天 HF 生态、长上下文
LMDeploy 上海 AI Lab - 与 TensorRT 接近 中等 国内生态
llama.cpp 社区 CPU 优化量化 较低 简单 本地/边缘
Ollama Ollama 封装 llama.cpp 较低 极简 本地开发

vLLM 的独特之处不在于原始速度,而在于它在并发扩展时的表现——从 10 用户扩展到 100 用户,延迟始终保持稳定。

— BentoML 基准测试报告

LLM API 定价对比 (2025)

模型 厂商 输入 ($/1M tokens) 输出 ($/1M tokens) 上下文
GPT-4o OpenAI $2.50 $10.00 128K
GPT-4o mini OpenAI $0.15 $0.60 128K
o1 (Reasoning) OpenAI $15.00 $60.00 200K
Claude Opus 4.1 Anthropic $15.00 $75.00 200K
Claude Sonnet 4 Anthropic $3.00 $15.00 200K
Claude Haiku 3.5 Anthropic $0.80 $4.00 200K
Gemini 2.0 Google ~$1.25 ~$5.00 1M+

价格战与成本优化

批量折扣:OpenAI/Anthropic/Google 对批量请求提供 50% 折扣。

缓存机制:Anthropic 缓存读取仅 0.1x 基础价格,写入 1.25x。

趋势:分析师称当前定价是"市场份额争夺战的武器",而非真实成本反映。两年内推理成本下降约 1000 倍。

数据中心能源消耗

415 TWh
2024全球数据中心用电
183 TWh
2024美国数据中心
945 TWh
2030预测 (IEA)
30%/年
AI用电增速

区域影响

都柏林
79% 电力
爱尔兰 2026
32% 预测
弗吉尼亚州
26% 电力

Stargate 项目

OpenAI 与特朗普政府宣布的 $5000 亿投资计划,目标建设多达 10 个数据中心,每个可能需要 5 吉瓦 电力。Lawrence Berkeley 实验室预测,到 2028 年美国数据中心超过一半电力将用于 AI,届时 AI 单独消耗的电力相当于美国 22% 家庭用电。

2026 展望

推理主导

推理支出超过训练,成为 AI 基础设施主要投资方向。Inference-time scaling 成为新范式。

芯片整合

NVIDIA 收购 Groq、Intel 收购 SambaNova 标志整合时代开始,创业公司面临更高门槛。

自研芯片

每家超算都在开发自研 ASIC(Google TPU、AWS Trainium、Meta MTIA),长期不相信 NVIDIA 定价可持续。

中国替代

国产 AI 芯片份额持续攀升,华为昇腾领跑,目标 2027 年达 55% 市场份额。

能源瓶颈

电力供应成为数据中心扩张的核心约束,推动能效优化和新能源投资。

参考来源