谷歌开源TorchTPU:TPU原生支持PyTorch

导语

在英伟达的软件护城河上,云巨头们又凿开了一道口子。当地时间 10 月 20 日,谷歌在 PyTorch Conference 2026 上宣布:面向自研 AI 芯片 TPU 的原生 PyTorch 框架 TorchTPU 已在 GitHub 上正式开源。这意味着,TPU 与 GPU、CPU 一样,成为 PyTorch 的原生计算选项——开发者现有的 PyTorch 代码无需重写,只需改个配置,就能直接跑在谷歌的 TPU 上。

事件详情:改个配置,不用重写代码

TorchTPU 是谷歌与 Meta 的 PyTorch 团队共同开发的开源 PyTorch 后端,通过 PyTorch 的 PrivateUse1 接口接入。开发者只需用标准的 torch.device(“tpu”) 指定设备,张量就是普通的 PyTorch 张量,没有子类、没有包装类型,单设备单进程,保留视图(views)与原地修改语义。调试阶段可以用 eager 模式,生产环境则交给 torch.compile 压榨性能、降低显存开销。

谷歌表示,TorchTPU 将取代此前的 PyTorch/XLA——后者采用惰性张量(lazy tensor)机制,开发者经常需要手动标注可编译区域,还会遇到难以解释的重编译,调试体验与屏幕上看到的代码常常对不上。谷歌官方建议:所有新负载都应该用 TorchTPU。

这次开源的不只是一个仓库:一共 4 个——TorchTPU 本体、vLLM-TorchTPU、SGLang-TorchTPU 和 TorchTitan。TorchTPU 以 v0.2.0 发布在 PyPI 上,要求 Python 3.11+,采用 Apache 2.0 协议。谷歌称已在从 v5e 一代到最新 Ironwood(TPU 7x)的多代 TPU 上测试,最大规模验证到 8192 块 Ironwood 芯片。

配套工具链一次配齐:谷歌与 vLLM 开发方 Inferact、SGLang 开发方 RadixArk 合作,为两大主流推理框架推出了原生 TPU 后端,不再需要经由 JAX 中转;Hugging Face Transformers v5 上把模型部署到 TPU 只需传入 device_map=”tpu”,Diffusers 也可原生运行;常用的端侧推理工具 LiteRT 升级后更好地支持 PyTorch 应用;还有专门的”TPU 智能体套件”帮开发者把应用迁到 TPU 并排查错误。据谷歌透露,SGLang-TorchTPU 已在 Meta 的生产环境中运行,vLLM 还为参与两个引擎贡献的开发者推出了免费 TPU 算力池。

谷歌公布了一批自测性能数据:在 SemiAnalysis InferenceX 基准下,Qwen 3.5 在 Ironwood 上高并发推理成本低至每百万 token 2.01 美分;用 TorchTitan 在 Ironwood 上训练 Qwen 3 8B 达到 52% 的 MFU(算力利用率);为 2.8T 参数的 Kimi K3 打造的 Pallas megakernel 可为单用户提供每秒超 700 token 的推理速度;推理服务支持 FP8、MXFP4 和 NVFP4 检查点格式。

Meta 亲自站台:不能被单一硬件架构绑架

最有分量的背书来自 Meta——PyTorch 的”娘家”。Meta PyTorch 工程总监 Jana van Greunen 在发布声明中表示,Meta”不能被单一硬件架构所束缚”(cannot be constrained by a single hardware architecture),TorchTPU 让 Meta 能把大语言模型、广告和推荐系统等核心 PyTorch 负载部署到谷歌芯片上,同时把一线反馈直接送回双方工程团队。

这句话的分量在于:Meta 既是 PyTorch 的缔造者(2016 年以 Facebook 之名开发,2022 年移交 Linux 基金会),也是全球最大的 AI 算力买家之一。当 PyTorch 的”亲爹”公开为对手的芯片站台,英伟达在软件层的锁定正在被从内部松动。

背景分析:亚马逊周一刚动手,谷歌周二跟进

TorchTPU 并非孤立事件。就在一天前(当地时间周一),亚马逊发布了自家的 PyTorch 版本 TorchNeuron,可把现有 PyTorch 应用零改写地移植到自研芯片 Trainium 和 AWS 上;亚马逊还表示正向 PyTorch 主项目提交代码,把各类功能与英伟达芯片解耦,让 PyTorch 默认对各类硬件更开放。

相比之下,谷歌的动作在几个方面更进一步:直接拉上 Meta、Hugging Face、Inferact、RadixArk 等多方共同保证兼容性;开源协议更彻底;工具链覆盖训练(TorchTitan)、推理(vLLM/SGLang)、端侧(LiteRT)全链路。用一位开发者的评价来说:CUDA 的优势从来不只是硅片,而是软件层让”离开”变得昂贵——当框架和常用推理引擎把另一款加速器当作原生选项,迁移成本就下来了。

数字背后是真实的产业焦虑:据统计约 85% 的 AI 应用使用 PyTorch,而 PyTorch 的诸多功能当年都是围绕英伟达 GPU 打造的。谁掌握了开发者默认的运行目标,谁就掌握了算力采购的话语权。

影响与展望:英伟达的”默认选项”地位开始松动

短期看,TorchTPU 最直接的受益者是谷歌云:TPU 一直以”性价比”著称,却苦于软件生态门槛;如今 PyTorch 开发者可以”零重写”迁移,谷歌云向英伟达 GPU 用户挖墙脚的成本大幅下降。Meta 则多了一个与芯片供应商谈判的筹码。

长期看,这是”去 CUDA 化”的关键一步:过去十年,替代芯片的推广总卡在”代码要重写”这一关。当 PyTorch 官方生态开始把 TPU、Trainium 当作一等公民,英伟达的护城河就从”硬件+软件”收缩为”硬件本身”——而这正是云巨头们过去三年疯狂自研芯片想要的结果。

当然,乐观要打折扣:谷歌公布的性能数字都是”自家跑分”,第三方独立验证还没出来;TorchTPU 目前还不支持 torch.Stream 抽象,部分高级工作流仍需等待;TPU 本体依然主要通过谷歌云提供,真正的”开放”程度取决于谷歌愿意把多少算力摆上货架。开发者可以观望,但方向已经很清楚:AI 芯片的竞争,下半场拼的是软件生态。

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