网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

AI写CUDA算子国产芯片不行?上交方法直线拉升,DeepSeek也适用

0
分享至

GPT-5.2 写 CUDA 算子,正确率 92%。同样的模型,给华为 Ascend NPU 写算子,正确率只有 4%。不是模型变笨了,是它压根没见过这类代码。公开数据几乎为零,专家寥寥无几,编译报错你还看不懂 —— 这就是 "新硬件冷启动" 的真实处境。

上海交大团队的 EvoKernel 不训新模型、不标新数据,而是让大模型像老工程师一样积累经验:每写一次算子,记住什么管用、什么不管用,下次优先调用最有价值的历史经验。结果:同一个 GPT-5.2,正确率从 4% 拉到 83%,最快的算子比 PyTorch 基线快了 42 倍。不仅如此,团队还将方法拓展到 DeepSeek 最新 mHC 架构的算子上,同样取得了显著效果。

该方案的早期实践已在昇腾 AI 创新大赛 2025 全国总决赛中斩获初创赛道金奖 ,项目获华为计算·梦想起航种子计划支持。相关团队成员亦在第十九届"挑战杯"全国揭榜挂帅擂台赛中获得擂主(特等奖第一名)。

算子(Kernel)是大模型直接运行在加速芯片上的底层计算程序 —— 矩阵乘法、卷积、Softmax 等每一个基础运算,都需要一段精细适配硬件的算子代码才能高效执行,它的调优和硬件适配,长期以来一直是需要专家参与的 “手艺活”。在 CUDA 生态里,算子开发有海量开源代码和成熟工具链做支撑,近期以来,大模型也能写出不错的 GPU 算子。但昇腾等国产 NPU 有自己的编程语言(如 Ascend C)和硬件架构,公开代码几乎为零、开发者社区尚在起步,大模型在这些新生态上近乎 "裸考"。

论文中的实验把这种落差量化得非常直接。以 GPT-5.2 为例,在 CUDA Level 1 任务上正确率可达 92%,迁移到 Ascend C 后只剩 14%;更难的 Level 2 任务,正确率从 90% 直接跌到 2%。公开数据少、专家经验稀缺、编译反馈不透明、性能调优高度依赖真实硬件 —— 这些因素共同构成了一堵典型的 "数据墙",现有模型并没有真正学会为新硬件编程,更多是在复用预训练中见过的 CUDA 模式。

  • 论文标题:Towards Cold-Start Drafting and Continual Refining: A Value-Driven Memory Approach with Application to NPU Kernel Synthesis
  • 作者单位:上海交通大学、上海人工智能实验室 等
  • 项目主页:https://evokernel.zhuo.li
  • arXiv 论文:https://arxiv.org/abs/2603.10846

EvoKernel 想做的

不是再训一个模型

围绕这一冷启动难题,EvoKernel 给出的答案不是继续堆标注数据,也不是重新训练一个专门模型,而是设计了一套从初稿生成到持续优化的自演化智能体框架。系统分成两个连续阶段:

  • 冷启动生成(Cold-Start Drafting):先找到一个能编译、能运行、结果正确的初始算子。
  • 持续改善(Continual Refining):在有了第一个可行版本之后,再持续做延迟优化和性能改进。

图 1:EvoKernel 的整体框架。系统先在冷启动阶段生成可行初稿,再在共享记忆与验证反馈的帮助下持续做性能精炼。

这套框架最关键的设计,是论文提出的价值驱动记忆(Value-Driven Memory)。和常见的相似度检索不同,EvoKernel 不只是问 "哪些历史样本看起来更像当前任务",而是进一步学习 "哪些历史经验在当前阶段真正更有用"。为此,团队引入了阶段感知的 Q 值机制:在生成阶段,系统优先检索更可能帮助模型通过编译和正确性验证的经验;在精炼阶段,则优先保留更可能带来性能收益的优化轨迹、候选起点和上下文信息。

换句话说,EvoKernel 不是简单地 "给模型喂更多例子",而是在让模型逐渐学会:面对不同阶段的目标,应该参考哪类记忆,忽略哪类噪声。

为什么它不像传统智能体一样 "试一试运气"?

为了让这套记忆真正可用,团队还构建了多层验证机制。每一次生成的结果,都会经历 reward hacking 检查、编译验证、正确性校验和延迟测量四个环节:既要避免模型通过 Python 绑定层绕过算子实现,又要检查代码能否在真实 Ascend C 工具链中成功编译,并验证输出是否与 PyTorch 参考实现一致;只有通过这些检查,候选结果才会进入下一轮性能优化。具体而言,团队针对语义绕过、常量伪造、高层 API 替代等多类 reward hacking 模式,设计了规则筛查与智能体筛查两级反作弊机制,从源头降低无效结果进入记忆库的可能性。

也正因为验证器足够严格,EvoKernel 的迭代过程并不是提示词工程式的 "多试几次",而是围绕真实执行反馈不断调整检索策略、补充历史经验、扩大可用优化起点。

从方法上看,EvoKernel 的关键并不只是 "有记忆",而是它能够逐步学会哪些记忆在当前阶段最值得取用。这也是它和一般基于静态相似度检索的方法最主要的区别。

主结果:从 4% 正确率一路拉到 83%

团队基于 KernelBench 构建了 NPU 版本评测环境,经过 30 轮的迭代后,EvoKernel 在 GPT-5.2 上把整体结果显著拉升:

  • 整体编译率从 11.0% 提升到 98.5%
  • 整体正确率从 4.0% 提升到 83.0%
  • 在更难的 Level 2 任务上,实现了 100% 编译率和 76% 正确率

图 2:论文中的主实验结果。表中同时给出了 Level 1、Level 2 和 Overall 三组结果,也展示了首轮到最终轮的变化幅度。对 GPT-5.2 而言,EvoKernel 在整体编译率和正确率上都显著优于 Pass@k、Refinement 和 Codex。

作为对比,在相同 30 次预算下,Codex 智能体的整体结果为 83.0% 编译率和 46.0% 正确率,传统精炼基线则只有 71.5% 编译率和 22.0% 正确率。也就是说,即便 Codex 拥有更强的自主工具调用能力,EvoKernel 依然在这个数据稀缺的 NPU 算子开发场景里,表现出了更强的稳定性和成功率。

做对还不够

EvoKernel 还在继续把它做快

论文里另一个很值得关注的点,是 EvoKernel 不只停留在 "生成一个能跑的算子",而是在正确版本出现之后,继续做持续优化。

图 3:EvoKernel 的优化结果。左侧展示不同类别算子在正确率和加速比上的分布,右侧展示同一算子从首个正确版本到最佳版本的持续优化收益。

实验显示,在已经找到首个正确版本的前提下,系统进一步通过持续精炼,把算子的中位数速度提升做到 3.60 倍,四分位区间为 1.38 倍到 10.05 倍。更重要的是,这并不是少数偶然样本带来的假象。论文统计了 159 个至少出现过 "正确且可继续优化" 候选的算子,发现其中不少都能随着迭代持续获得稳定收益,部分算子相对首个正确版本的加速甚至超过 200 倍。

这意味着 EvoKernel 并不只是一个代码修复工具,而是开始展现出更接近算子工程师的优化能力。

记忆为什么有用

因为它真的能跨任务迁移

如果说主结果回答的是 "EvoKernel 能不能把一个任务做出来",那么这部分结果回答的则是 "它能不能把经验留下来,下次继续用"。

图 4:EvoKernel 在跨难度、跨模型设置下的迁移能力。

团队发现,当系统先在更简单的 L1 任务上积累经验,再迁移到更难的 L2 任务时,正确率上升明显快于从零开始。在第 17 次迭代时,L1 → L2 的迁移设置已经达到 64% 的 L2 正确率,显著超过混合训练和从零开始两种方式。

更进一步,论文还验证了跨模型迁移。用 GPT-5.2 构建出的记忆库,能够把 DeepSeek-V3.2 在保留测试集上的编译率从 26% 提升到 80%,正确率从 6% 提升到 58%;对 Qwen3-Coder-30B,同样可以把编译率从 14% 提升到 84%,正确率从 4% 提升到 32%。这些结果说明,这种记忆更像是一种可复用的 "任务经验资产",而不只是一次性上下文拼接。

不止 KernelBench

它还开始走向更真实的工程场景

如果一套方法只在基准测试上好看,意义其实有限 —— 已有研究表明,在 KernelBench 上表现优异的模型,面对新出现的算子或真实硬件需求时,正确率可能直线下降。EvoKernel 的另一个亮点,是团队把它继续扩展到了主实验分布之外的任务。

团队额外构建了一组包含 70 个 Attention 类算子的测试集(Attention Set)。这些算子从 FlashAttention、xformers 等主流开源社区仓库中手动筛选而来,覆盖了当前大模型推理与训练中需求最迫切、迭代最快的 Attention 算子变体 —— 这恰恰是芯片厂商在实际落地中优先需要解决的算子类别。

在这组更贴近真实工程需求的任务上,EvoKernel 在 CUDA 平台上达到了 100% 编译率和 97.1% 正确率;在昇腾平台上,也取得了 100% 编译率和 78.6% 正确率。更进一步,在面向 DeepSeek 今年 1 月份发布的流形约束超连接(Manifold-Constrained Hyper-Connections, mHC)新架构的 15 个相关算子上,EvoKernel 成功得到 10 个正确实现,其中 6 个超过 PyTorch 基线,代表性结果包括 SinkhornKnopp 的 41.96 倍加速。

图 5:在 DeepSeek mHC 算子上的扩展结果。EvoKernel 不只在原始 KernelBench 分布上有效,也开始展现出对新算子族和新架构模式的适配能力。

换句话说,这项工作展示出的并不只是对某个基准测试的适配能力,而是在向更真实的跨任务、跨场景泛化迈出一步。

这项工作的意义

可能不止于 NPU 算子开发

从更大的视角看,EvoKernel 的意义可能不止于 NPU 算子开发。本质上,它回答的是这样一个问题:当目标领域几乎没有现成训练数据、只有严格可验证反馈时,通用大模型还有没有办法通过非参数化、可积累的方式逐渐掌握新技能?

这篇工作给出了一个积极信号。随着硬件生态越来越分化,真正稀缺的也许不只是算力,而是能够快速适应新架构、新领域专用语言(DSL)、新工具链的工程能力。EvoKernel 试图把这部分能力,从 "依赖少数专家" 变成 "可以被记忆、检索和持续放大的系统能力"。

一句话总结

EvoKernel 提出了一种面向数据稀缺 NPU 编程场景的价值驱动记忆框架,不依赖昂贵微调,仅通过可验证反馈和跨任务经验积累,就把 GPT-5.2 在 Ascend C 算子开发任务上的整体正确率从 4.0% 提升到 83.0%,并在正确初稿基础上实现了 3.60 倍的中位数性能优化。

如果你对 NPU 算子开发、跨硬件代码生成或 LLM agent 在系统软件领域的应用感兴趣,欢迎访问项目主页(https://evokernel.zhuo.li)获取更多细节。本工作由上海交通大学人工智能学院郑雨杰、李卓主导完成,王翰竟(上海人工智能实验室)参与合作,温睦宁(助理研究员,通讯作者)和温颖(副教授)担任指导,也欢迎通过论文联系方式与团队交流合作。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
未来 10 年,中国要干成的 10 件大事:看懂的人,正在悄悄上岸

未来 10 年,中国要干成的 10 件大事:看懂的人,正在悄悄上岸

妙手物语
2026-10-20 06:00:20
荷兰ASML高管亲口承认:就算今天开始动手,光刻机恐怕也交不出来

荷兰ASML高管亲口承认:就算今天开始动手,光刻机恐怕也交不出来

普陀动物世界
2026-10-20 15:50:52
00后员工不好管啊!国庆放假拒参加临时会议,领导群里怒吼:严重违纪降薪1000,不服可提交离职申请,员工回怼“你还活在古代吗”

00后员工不好管啊!国庆放假拒参加临时会议,领导群里怒吼:严重违纪降薪1000,不服可提交离职申请,员工回怼“你还活在古代吗”

火山詩话
2026-10-20 12:23:47
遣返不算完!南京留学生闯下大祸,回国之后四道难关在等着他

遣返不算完!南京留学生闯下大祸,回国之后四道难关在等着他

米果说识
2026-10-20 16:38:46
李玮锋宣布担任足球小将总顾问:董路是我的贵人恩人 不可能和他决裂

李玮锋宣布担任足球小将总顾问:董路是我的贵人恩人 不可能和他决裂

念洲
2026-10-21 16:42:11
骇人听闻!身披旭日旗的陈宇昕被遣返,还有律师为他辩护

骇人听闻!身披旭日旗的陈宇昕被遣返,还有律师为他辩护

平老师666
2026-10-21 11:01:22
人一旦过了七十岁,就算身体没病没痛,也根本没有多少来日方长

人一旦过了七十岁,就算身体没病没痛,也根本没有多少来日方长

小虎新车推荐员
2026-10-20 03:23:02
两性心理学:女人主动跟你说例假来了,过来人都懂,她其实是在暗示你这两句话,不要再傻乎乎地听不明白

两性心理学:女人主动跟你说例假来了,过来人都懂,她其实是在暗示你这两句话,不要再傻乎乎地听不明白

心理观察局
2026-09-06 06:41:37
谭咏麟富商好友破产做洗碗工,自曝遭长子掳走千万,返港寻子追债

谭咏麟富商好友破产做洗碗工,自曝遭长子掳走千万,返港寻子追债

树娃
2026-10-19 16:18:32
坐火车进站要查充电宝了?12306:一直有规定要求携带≤100Wh的充电宝,但对3C标识没有要求

坐火车进站要查充电宝了?12306:一直有规定要求携带≤100Wh的充电宝,但对3C标识没有要求

红星新闻
2026-10-21 21:39:00
全红婵不对劲,不是她以后不比赛了,而是她今年19岁了,居然开始了自己的精致路线

全红婵不对劲,不是她以后不比赛了,而是她今年19岁了,居然开始了自己的精致路线

LULU生活家
2026-09-30 20:32:43
CBA爆出大逆转!领先13分被翻盘,吞下赛季两连败,国手16投6中

CBA爆出大逆转!领先13分被翻盘,吞下赛季两连败,国手16投6中

探长影视解说
2026-10-21 19:35:51
欧冠刺激夜:西甲3队不胜,英超意甲法甲全胜,德甲2队不败

欧冠刺激夜:西甲3队不胜,英超意甲法甲全胜,德甲2队不败

侧身凌空斩
2026-10-21 05:21:15
无缘欧冠对阵阿森纳!拜仁巨星突遭噩耗:父亲骤然离世,年仅57岁

无缘欧冠对阵阿森纳!拜仁巨星突遭噩耗:父亲骤然离世,年仅57岁

我爱英超
2026-10-21 18:08:16
太突然!东莞国贸一大型游乐场关闭了!

太突然!东莞国贸一大型游乐场关闭了!

东莞好生活
2026-10-21 22:57:08
经济下行,2027、2028、2029,未来三年的忠告

经济下行,2027、2028、2029,未来三年的忠告

生活新鲜市
2026-10-16 03:36:43
你捡过最大的漏是什么?

你捡过最大的漏是什么?

那年秋天
2026-10-21 11:12:57
土耳其的女子确实漂亮,兼具典雅容貌与异域风情

土耳其的女子确实漂亮,兼具典雅容貌与异域风情

娱你同欢
2026-10-07 11:06:22
记者:皇马最初为迪奥曼德报价7000万欧,后来慢慢提价达成协议

记者:皇马最初为迪奥曼德报价7000万欧,后来慢慢提价达成协议

懂球帝
2026-10-21 22:55:05
39岁郑欣宜:没结婚没孩子,独自去加拿大给母亲扫墓,父亲没出现

39岁郑欣宜:没结婚没孩子,独自去加拿大给母亲扫墓,父亲没出现

娱说瑜悦
2026-10-21 15:17:55
2026-10-22 03:28:49
机器之心Pro incentive-icons
机器之心Pro
专业的人工智能媒体
14260文章数 142749关注度
往期回顾 全部

科技要闻

SpaceX收入暴涨!马斯克:这事"不再不可能"

头条要闻

21岁男子稻城亚丁高反死亡 其姐与报警人聊天记录披露

头条要闻

21岁男子稻城亚丁高反死亡 其姐与报警人聊天记录披露

体育要闻

“我,对得起天津足球!”

娱乐要闻

张柏芝自曝五点陪伴儿子 谢霆锋尴尬了

财经要闻

昔日彩电一哥缘何在今天被挤下牌桌?

汽车要闻

纯电/插混动力+乾崑智驾 北汽星钽5X预售价13.99万起

态度原创

家居
艺术
手机
数码
时尚

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

艺术要闻

连列宾都称天才的画家!费欣人物油画原版作品,绝到不敢相信

手机要闻

博主实测iPhone Duo折痕区域偏软:滑动会出现水波纹

数码要闻

康佳退市!昔日彩电一哥缘何在今天被挤下牌桌?

50岁的马伊琍,迎来了最佳赏味期

无障碍浏览 进入关怀版