解读华为“十大发明”之Scale-Up超节点：破解AI算力瓶颈

文/黄海峰的通信生活

11月11日，在北京召开的第六届创新和知识产权论坛上，华为正式公布“十大发明”评选结果。值得关注的是，华为“Scale-Up超大规模超节点算力平台”（以下简称“Scale-Up超节点”）凭借其颠覆性的架构设计与广泛的产业影响，成功入选，备受关注。

众所周知，当下AI算力炙手可热。诸多科技企业竞逐芯片，攻坚大模型；千亿资本注入，万亿支出将启，超算集群狂飙，创新与热钱共燃全球算力赛场。但是更多参数的大模型训练，遇到算力瓶颈、通信延迟、供电承压和内存限制等核心挑战。

为此，华为推出创新的Scale-Up超节点，成为“一个机架就是一个节点”的超大规模算力平台，通过系统性架构创新，有效解决了制约大规模AI训练的关键技术难题，为AI产业提供了核心技术底座。

我们认为，Scale-Up超节点不仅是一项技术的胜利，更是华为在AI算力基础设施领域发起的一场范式革命，这背后隐藏着华为对AI算力瓶颈的深刻洞察与破局之道。

破局之道：AI算力从“横向堆叠”迈向“纵向扩展”

随着大模型参数规模从千亿迈向万亿，单个芯片的性能提升已远远跟不上算力需求的爆发式增长。当一颗芯片不够用时，行业传统做法是采用横向扩展（Scale-out）——通过堆叠独立服务器组成计算集群，如同建设别墅区来解决住房问题。

然而，这种架构下，每个节点都是独立的别墅，拥有自己的计算、内存和存储资源。节点间的通信需要经过复杂的网络协议，如同邮差在不同别墅间送信，效率低下，通信开销巨大。随着卡数增加，有效算力利用率不升反降。

Scale-Up超节点提供了全新的思路——纵向扩展（Scale-Up），Scale-Up系统就相当于盖高楼，把楼盖高之后，就可以住更多的人。具体而言，华为通过高速互联技术将384个昇腾芯片紧密连接成一个整体，形成昇腾384超节点。

这不再是简单的芯片堆叠，而是将原本分散的计算资源（NPU、CPU、DPU）、内存、存储等全部池化，如同将独立别墅的车库、花园收归大楼统一管理，形成巨型的共享资源池。

这一架构实现了“一切皆可池化、一切皆可对等、一切皆可组合”的理念：池化打破单节点边界，对等互联去除CPU中心化瓶颈，动态组合能根据任务需求灵活调配资源，最终数百个AI处理器能够像一台计算机一样协同工作，从根本上破解了大规模AI计算的效率瓶颈。

技术基石：Scale-Up超节点实现三大核心技术突破

Scale-Up超节点之所以能成为“十大发明”，核心源于其在架构、硬件与软件层面的深度协同创新，实现了三大关键技术突破，为极致性能筑牢根基。

突破一：内存语义通信，降低通信时延与开销。传统集群节点间通信需经过复杂网络协议，存在时延高、开销大的痛点。Scale-Up超节点通过内存语义通信技术，可直接访问对端 NPU，大幅提升通信效率，从根本上解决了大规模计算中节点协同的效率瓶颈。

笔者认为，华为内存语义通信技术的核心价值，在于将节点间通信转化为类本地内存访问，这种范式转变让数百个昇腾芯片真正融为一体，有效算力利用率的提升对大模型训练周期的缩短起到了决定性作用，为万亿参数模型的研发扫清了关键障碍。

突破二：ODSP检测技术，提升互联可靠性与可维护性。超节点规模庞大，对互联可靠性和可维护性提出极高要求。Scale-Up超节点采用业界首提的基于ODSP的检测技术，能高效准确识别链路故障，既保障了超大规模集群的稳定运行，也降低了后期维护成本。

其实，超大规模集群的可靠性与可维护性是一对隐性矛盾，传统检测方式要么误报率高要么排查慢，一旦停机维护，对AI训练任务的损失难以估量。华为基于ODSP的检测技术，让Scale-Up超节点的稳定运行有了安全阀，是其从实验室技术走向产业化应用的关键。

突破三：创新供电架构，破解供配电压力。超大规模集群运行时，尖峰功率带来的供配电压力极易限制算力发挥。Scale-Up超节点采用爆发式柜级供电架构，能够平稳承接AI场景下的突发负载，从能源供给端为超节点稳定运行提供坚实保障。

AI算力集群的算力天花板，往往先受限于供配电能力。华为爆发式柜级供电架构，精准匹配了AI负载“突发式、脉冲式”的特性，为万卡级以上超大规模集群的稳定运行提供了关键的能源支撑，这在行业内是极具前瞻性的工程实践。

价值跃迁：Scale-Up超节点从技术领先到产业定义

通过攻克从架构到工程的三大技术难关，Scale-Up超节点证明了自身技术上的卓越性。然而，它能从华为众多顶尖创新中脱颖而出，成为“十大发明”之一，更在于其超越了单一技术维度的价值，实现了从技术领先到商业成功、再到产业定义的全面跨越。

首先，无可争议的技术领先性，为AI算力规模设定了新标杆。Scale-Up超节点不仅是全球首个实现全对等互联的超大规模计算系统，它还将大规模集群从量变推动至质变，为应对下一代万亿参数大模型提供了迄今最坚实的算力底座。

其次，直击行业痛点的商业价值，让前沿技术转化为现实生产力。Scale-Up超节点通过资源池化与内存语义通信技术，将大规模集群的算力利用率推至新高，能把大模型训练任务从周级缩短至天级，极大地降低了千行百业拥抱大模型技术的门槛。

最终，深远的产业影响力，重新定义了算力基础设施的演进方向。Scale-Up超节点正在成为下一代智算数据中心的设计蓝图，其成功实践证明了纵向扩展（Scale-Up）是突破万卡集群瓶颈的关键路径，从而在战略层面引领了行业的技术路线选择。

生态共振：Scale-Up超节点的落地应用与行业影响

凭借在技术、商业与产业层面的三重价值，Scale-Up超节点得以迅速走出实验室，其影响力正在真实的产业土壤中扎根、蔓延，确立了其行业标杆的地位。

在规模部署与商业化落地上，Scale-Up超节点已从技术演示步入批量应用阶段。笔者获悉，华为Atlas 900 A3超节点已累计部署超过300套，服务覆盖互联网、金融、运营商、电力、制造等20余个行业的头部客户。

在荣誉认可方面，Scale-Up超节点获得业界最高规格的肯定。在2025年世界人工智能大会（WAIC）上，该系统被授予大会最高荣誉——“镇馆之宝”奖。这一权威奖项不仅是对其技术领先性的背书，也代表了整个产业界对Scale-Up作为未来算力方向的高度共识。

而其背后最核心的护城河，在于华为打通了光通信这一任督二脉。对比业界普遍采用的电互联或传统网络方案，华为凭借其在光芯片、光模块和光纤传输上的全栈能力，突破了在可靠性、时延和传输距离上的根本性限制。这正是Scale-Up架构能够从理论走向工程实践，并敢于规划万卡级以上规模的底层支撑，构成了短期内难以被超越的技术壁垒。

笔者观察：算力新时代的地基工程

Scale-Up超节点的意义远不止于单项技术突破，它代表了AI算力基础设施的新范式。结合华为在昇腾芯片、鸿蒙系统、光互联等领域的全面布局，可以看出其“软硬协同、端到端优化”的技术路线已经构建起强大的生态护城河。

这种创新也完美呼应了华为“开放驱动创新”的理念。2024年，华为新公开专利达3.7万件，向标准组织贡献提案超1万篇，OpenHarmony社区吸引超8100名共建者——这些数字背后，是华为通过专利、开源、标准等多重形式推动技术开放的坚定承诺。

在AI定义的新时代，这种将顶层架构创新与底层工程实现完美结合的能力，这种以前瞻性思维重构算力根基的魄力，正是中国科技企业从跟跑、并跑到领跑的关键转折。

Scale-Up超节点不仅是一座技术里程碑，更是一面旗帜，它向世界证明：在通往通用AI的道路上，中国智慧正在为全球算力基础设施的演进，提供不可或缺的坚实底座。