8 月 25 日,斯坦福,Hot Chips 2026。OpenAI 第一次把代号 Jalapeño 的自研推理芯片推到台前。这颗与博通合作、由 Celestica 负责系统集成的 ASIC,从 2024 年年中立项,到 2025 年 11 月流片,再到 A0 版硅片回片九个月后的公开实测,用一组出人意料的数据抢走了头条。
仅700 瓦封装功耗,每瓦吞吐和端到端延迟却全面压过 1200–1400 瓦的英伟达旗舰。
OpenAI 不是一家做大模型的软件公司吗,它凭什么做芯片?它做这颗芯片,到底在想什么?
参数表什么的过于技术,非专业人士就算拿着大模型逐条拆解也很难完全看懂。所以,我尝试去拆解了Jalapeño 的设计思路,用比较分析的方法,尝试回答芯片应该为什么而设计、由谁设计、用什么方法设计。
最终,得到了三个关键词:度量先行、与行业主流逆行的架构选择、让 AI 参与设计自身。或许,这才是Jalapeño 真正值得关注的部分。
度量先行:OpenAI关注什么指标
OpenAI 亮出了两把尺子,用户体验看「到最后一个 token 的时间」(time to last token),效率看「每焦耳产出多少 token」(tokens per joule)。
它没把力气花在单芯片峰值算力、整机吞吐或首 token 延迟等常见芯片指标上,而是把整套系统放进「请求延迟对能量/token」的完整帕累托前沿里做比较。
为什么是这两个指标?
这背后是 OpenAI 对自己处境的一个基本判断,算力增长受制于数据中心电力,不是预算,也不是机房面积。老黄在 Computex 2026 上那句话被反复引用,「如果你有 1 吉瓦的电力,那么每瓦吞吐就是收入」。就在 Hot Chips 2026 的 Vera 演讲里,NVIDIA 也展示了同一张收入曲线,「今天的数据中心受电力限制」。
准确地说,当电力成了硬约束,tokens per joule (注,瓦就是焦耳/秒)就从「效率指标」升格为「商业模式指标」。我们可以据此认为Jalapeño 的设计起点就是为能效而设计,而不是为峰值算力而设计。
从这点上看,OpenAI Jalapeño 在2026 年这个时点亮相可谓再合适不过了。
2025 年 11 月 Claude Code 拐点之后,长上下文、多轮交互的 agentic 负载开始主导生产推理流量;到 2026 年 4 月,OpenAI 的企业级 agentic 支出已经反超 ChatGPT 支出。
推理取代训练,成了最大的算力消耗场景,而推理,通常认为恰恰是 GPU 架构(或者说,NVIDIA)最不擅长的地方。
与主流逆行:不做PD分离,让 KV 留在原地
Jalapeño 最具争议的设计决策,是明确放弃当前行业普遍采用的预填充-解码解耦(PD分离),NVIDIA、AMD,乃至 Cerebras-AWS 的合作,都在这条路上。
先说说为什么主流都选择 PD分离。prefill (预填充)是计算密集型的活,decode(解码)是带宽密集型的活,把两道工序拆给两个各自调优的芯片池,在workload固定的单一输入/输出配比下,能大幅提升效率。
OpenAI提出的问题是,生产流量不会只停在一个配比上。输入输出序列长度、并发、缓存命中率、推测解码接受率、延迟目标,一天之内都在变化。一旦把设备划成两个池,prefill 需求过剩时 decode 芯片空转,反之亦然,局部利用率好看,全局利用率糟糕。
OpenAI 的判断是,与其预测一个永远在移动的最优配比,不如用单一同质芯片池,让当前阶段用不到的模块进入门控(gating),而不是为一个偶尔空闲的专用芯片池支付其整块基板、HBM、I/O 和网络的静态功耗。
PD分离还有一笔隐藏账单,KV cache 的搬运。prefill 算出来的 KV cache,必须通过网络传给 decode worker,每过一个阶段边界,就多一次同步、排队和故障面,输入越长,账单越贵。Jalapeño 的选择是让 KV 留在芯片本地,通过「按阶段改变片内计算、内存、网络的活跃配比」来适应 workload 的变化,用体系结构层面的办法解决资源搬家的问题,而不是在网络层面把数据搬来搬去。
同样的逻辑,也适用于推测解码。draft 模型必须以极低延迟喂给 verifier,要是把这两者拆到不同芯片池,本来紧耦合的解码循环就会退化成一套分布式协议,省下的那点延迟,全被通信开销吃回去了。Jalapeño 让 draft 模型与主模型共享芯片和 fabric,恰恰是为了保住推测解码赖以成立的局部性。
逼近理论峰值:一个「几乎没有固定开销」的架构
在芯片内部,Jalapeño 的设计主题就一句话:「消灭固定开销,逼近理论峰值」。OpenAI 的论点是,许多 GPU 在推理时,计算单元有大量时间其实是在等数据,而不是在计算。数据在漫长的延迟路径上搬运、在大家争抢的统一内存子系统里排队、算完还要等一个昂贵的全局内存栅栏(barrier)把所有人对齐,这些都是必须用更大的 batch 去摊销或隐藏的固定成本。
说白了,GPU 的思路是靠堆积请求把等待摊薄;Jalapeño 的选择,则是把这些等待本身去掉。
怎么消减?OpenAI把对策分成了三层。
第一层,让每颗核心拥有「自家的内存」。把 HBM 切成一个个 slice,每个 core slice 就近访问属于自己那一份 HBM,延迟低、无争抢;需要跨 slice 协作时,走一条专用的高带宽 collective 网络,专门承载张量并行这类确定性的通信,可以和计算重叠进行,其余流量再走通用 NoC。这种极简的内存层级,让权重和 KV 缓存可以明确地放在离计算最近的地方,不必像 GPU 那样绕一大圈穿过层层缓存体系。
第二层,用乱序(OoO)核心配 L1 缓存,取代其他加速器惯用的「软件管理 scratchpad + 异步 DMA」组合。后者的做法是让程序员手动安排搬运和计算的节奏,还得频繁停下等同步(barrier),这些等待就是固定开销;而乱序核心像现代 CPU 一样,由硬件动态调整执行顺序,把这些等待绕开。代价是它必须靠良好的预取(prefetch)保证数据及时到位,而这恰好是 AI 的用武之地:在带详细追踪的框架下,让 Codex 为每个 shape 自动找出最优的预取方案,几乎不需要人工干预。
第三层,矩阵引擎不挑「体型」。TPU(张量处理器) 那种大脉动阵列(systolic array)只擅长维度规整、batch 够大的规则矩阵,一旦遇到形状不规整的 matmul,性能就会断崖式下跌,也就是所谓的「性能悬崖」;Jalapeño 的矩阵引擎支持小维度矩阵,所以不必凑大 batch 或刚好整除的模型维度,也能贴近 roofline(理论峰值)。
这三层设计拧成一股绳,只为一个目标:让芯片在帕累托前沿的每一个工作点上,都有接近理论峰值的表现,而不是只为某一个点调优。OpenAI 在 Hot Chips 上甚至秀了一把通用性的「副产品」:用 Codex 提示词移植的 Doom 在芯片上以 36 FPS 运行,外加 FP32 流体模拟和 Liquid Light 交互可视化。
为 AI 编程而设计:Gluon、Codex 与编译器乌托邦的终结
Jalapeño 的软件栈,可能是它最颠覆行业的部分。
过去,要让一颗新芯片跑得快,通常要同时搞定两件事:一个功能强大的编译器,和一群精通底层的高手程序员。OpenAI 想绕开这两样,它把写底层代码这件事,直接交给了 AI。
先看它的编程语言 Gluon。Gluon 基于英伟达开源的 Triton 框架,保留了「一份代码、多核并行」(SPMD)的编程模型,但不像 Triton 那样把底层细节藏起来,而是允许程序员直接触达硬件,对于英伟达来说就是 GPU 的底层指令(PTX)、矩阵乘加指令(MMA)、显存搬运指令(TMA)、同步屏障(mbarrier)。
Gluon 真正的创新是一个叫「布局(layout)」的概念。OpenAI 发明了一套名为 Linear Layouts 的数学语言,用来精确描述「张量的每个元素,究竟放在硬件的哪个位置」。有了这套形式化的描述,软件就能「证明」某种数据摆放是对的,并自动找出最优的数据重排(memory swizzling)方案。
打个比方,同样一堆货,过去靠老师傅凭经验决定怎么码放进仓库,现在变成了一道可以用数学证明的题。
硬件这边是一个「空间架构」,每个 Gluon 程序对应一个长期驻留的线程(persistent thread);程序里每个张量都通过 TensorInfo 明确声明「放哪里、用什么布局」;程序员用信号量(semaphore)协调数据的先后流动。
这套模型的设计原则,OpenAI 自己概括为「对人类简单、对前沿 AI 容易编程」,也即把映射(mapping)、放置(placement)、调度(scheduling)、流水线(pipelining)这些对人来说又繁重又容易出错的活,干脆全部丢给 AI 去搜索。
于是就有了一套以 AI 为核心的算子(kernel)开发流水线。早期是人和 AI 一起写,后来基本交给一个规模化部署的内部版 Codex。Codex 写算子像写汇编:单个算子最长约三千行,还自带正确性检查和自定义的 sanitizer(专门用来揪内存问题的工具)。它写出的 attention 和 MoE 算子,比人类专家手写版本快 1.5–1.8 倍,而且都在芯片上端到端实测过。
最能说明问题的一个细节是,OpenAI 在给 DeepSeek 跑 InferenceX 基准之前,内部压根没有 MLA 算子的实现,是 Codex 在没有任何算子工程师介入的情况下,快速写出了既能用又高效的版本。配套的还有内部 serving 引擎 Teacup、片上循环的gigakernel 大算子、以及精度误差在 5% 以内的模拟器 chilisim。整个系统的调试跑通(bring-up)速度也快得惊人:8 天内把 8 卡并行(TP8)扩成整机架的 32 卡(TP32),两周内让某些交互场景的吞吐翻倍。
这里藏着 OpenAI 一个几乎不加掩饰的主张,如果 Jalapeño 成功,那么行业对「完美的编译器、通用的编程模型」的执念,很可能被前沿 AI 本身证伪。编译器不必完美,因为 AI 可以替你搜出足够好的代码。英伟达花 200 亿美元收购 Groq,买下的是「确定性低延迟推理」的 IP;OpenAI 的答案正好相反,不需要把模型蚀刻进硅片,只需要让 AI 足够擅长把任意模型快速跑起来。
这个做法很OpenAI。
AI 设计 AI 芯片:9 个月流片背后是方法论,不是魔法
从设计到流片约 9 个月,从组队到流片约 16 个月,OpenAI 与博通声称,这是高性能 ASIC 史上最快的开发周期。
听到这个数字,你脑海里可能浮现的是「AI 独立写完一整颗芯片」的画面。先别急着想象,那是误读。
真实图景是,AI只是深度参与了架构探索、功耗仿真、强化学习优化,以及 PPA(性能/功耗/面积)的局部打磨。OpenAI 用自研的 XLS 硬件描述语言,主架构改动一直改到 RTL 冻结前一天。AI 辅助带来的是可测量的收益,Hot Chips 上展示了单个 BF16 乘法单元 PPA 提升 56%、矩阵单元面积缩小约 10%,SemiAnalysis 的报道还提到 SIMD 面积缩小约 8%。
但真正关键的,是那套方法论闭环。OpenAI 说,规格不是一开始就完整的,而是通过「measure–verify–learn–change」循环,在 workload 模拟、RTL、QoR 分析、DV 与物理设计之间不断收敛。AI 把「设计—验证—改版」的反馈周期,压缩到了人类团队望尘莫及的速度,这才是 9 个月与行业常态 24 个月之间差距的来源。
Greg Brockman 的话可以视为这套方法论的总结:「我们利用服务于用户的前沿模型,来优化运行未来模型的基础设施。」
这里头还有个微妙的讽刺,SemiAnalysis 特别点了出来,OpenAI 用来设计这颗芯片的模型,比如跑在 NVIDIA GPU 上的 GPT 5.6 Sol,正在被用来打造一个威胁 CUDA 护城河的产品。
换句话说,英伟达自己的 GPU,正在实时地,帮着自己的潜在继任者长大。
性能与站位:和 Blackwell 比较不公平
SemiAnalysis 用 InferenceX 套件在 OpenAI 实验室实测,结论是,Jalapeño 在几乎所有场景的每瓦性能上,都超过了 Blackwell。
以 GPT-OSS 120B、DeepSeek R1 671B、Kimi K2.5(1 万亿参数,Cursor Composer 2.5 基于它开发)三个模型为例,均为 MXFP4 部署。Jalapeño 以 700W 对比 GB200 1200W / GB300 1400W,峰值混合 token 吞吐每千瓦高出约 1.5–1.9 倍,端到端延迟低 1.7–3.6 倍;高交互场景下,吞吐再高出 2.1–4.1 倍。单用户并发下,DeepSeek R1 跑到 700+ token/秒,Kimi K2.5 约 700 token/秒(是第二名 100 token/秒的 9 倍以上),GPT-OSS 约 1400 token/秒。OpenAI 还展示了在「上一个最优 token 间延迟(TBT)」工作点上,最高超过 100 倍的吞吐优势(DeepSeek R1 上约 104 倍),以及在热门模型上亚毫秒级的 token-to-token 延迟。
数字漂亮得惊人,但 SemiAnalysis 自己写了三个严谨性注脚。
第一,这些数字由 OpenAI 提供,虽经现场验证,但 InferenceX 是 8k1k 短上下文单轮负载,比真实生产更容易调优;他们更看重的 AgentX(长上下文多轮,能压力测试前缀缓存、路由器等 serving 栈组件)还没跑。
第二,与 Blackwell 的比较「不完整也不公平」,Jalapeño 用的是更新一代的 HBM4,真正的对手,应该是同样用 HBM4 的 Rubin。
第三,Jalapeño 的对比都不含推测解码(STP),而竞品都用了 MTP。
即便如此,把 Jalapeño 放到与 Vera Rubin 的对比中,依然不落下风:Jalapeño 的 STP 输出 token 吞吐/兆瓦,超过了英伟达与 CoreWeave 在 7 月公布的 Rubin MTP 结果(后者此前被算出是 GB200 的 5.4 倍每瓦性能);每瓦 HBM 带宽为各加速器之最,每瓦 FLOP 仅次于 1800W 的 Rubin Max-Q;在 perf/TCO(每美元输出 token)上与 Vera Rubin 打平,而这还没算上推测解码。一旦给 Jalapeño 加上推测解码,成本优势还会进一步扩大(OpenAI 估计 MTP 在同等效率下,还能带来 3–5 倍的延迟改善)。
TCO(整体拥有成本)的优势,部分来自用博通的低毛利换掉英伟达的高毛利。但 SemiAnalysis 提醒了一句:Meta 和微软的 ASIC 项目投入更久,却迟迟没能落地。说明成本只是方程的一半,软硬件协同的 bring-up 速度,才是另一半。
机架即产品:电力、HBM4 与 10GW 的算力赌注
Jalapeño 不是一颗颗卖的,它以机架为单位交付。
每个 ASIC 机架含 16 个 Vindaloo 托盘(每托盘 8 颗,共 128 颗)+ 8 个 Chana 交换托盘,侧挂一个 Katsu 主机机架(16 个 CPU 托盘,各含两颗 AMD EPYC Turin 与 1.5TB DRAM)。双机架系统总功耗约 160kW(主机架约 50kW + ASIC 机架 130kW),大致相当于一台双宽 GB300 机架的功耗,但它给的是 1.7 EFLOP(4-bit)计算、约 27.5TB HBM4 和近 2 PB/秒的聚合内存带宽。The Register 对比后发现,AMD 与 NVIDIA 的最新机架算力更高(1.46–2 倍)、内存略多(最多多 12%),但内存带宽只有 Jalapeño 机架的约 85%。而推理,恰恰是带宽为王。
Scale-up 网络分两级:机架内本地域 128 颗 ASIC 全互联(每颗 4.8Tb/s 单向,经 6 颗 Tomahawk6 交换芯片),跨机架全局域 2048 颗 ASIC(每颗 1.6Tb/s,8-rail 架构 + 光交换 OCS)。之所以把 scale-up 铺得这么宽,是因为它只占总系统成本约 10%,却为未来 10–20 万亿参数模型、200–400 万 token 上下文窗口,预留了选择权。
供应链与商业层面,Jalapeño 是 HBM4 的早期采用者,据报由三星供货,pin 速率 10Gbps,略高于英伟达在 Rubin 上的 9.6Gbps。再配合 2025 年 10 月与博通签署的 10GW 部署协议,以及 2026 年起与微软等合作伙伴的千兆瓦级数据中心,Jalapeño 很可能成为 HBM4 供应的新竞争者。
时间线上,A0 版工程样片已交付,B0 版(约 25% 每瓦性能提升、13.4 PFLOP MXFP4、TSMC N3P 单 die)正在晶圆厂中;量产将在 2027 年逐步爬坡,大部分产能排在 2027 年 Q4。
OpenAI 官方的下一步目标是 100MW 部署;Bloomberg 报道,OpenAI 称这颗芯片可将推理成本降低约 50%。
Jalapeño 真正挑战的,是「芯片应该怎么设计」这件事
把 Jalapeño 放回行业坐标里看,它的意义可能被低估了。
从 2024 年年中组队到 2025 年底流片,16 个月;从 A0 硅片回片到跑通三个大模型,3 个月;从 TP8 到整机架 TP32,8 天。这三组数字叠在一起,说明 OpenAI 真正在做的事,是把「从意图到可运行算力」的周期,压缩到了行业从未见过的尺度。
背后是三条设计哲学的交织。
度量上,它把「每焦耳 token」当硬通货,因为数据中心被电力锁死了。
架构上,它敢于与 PD分离的主流逆行,用同质池加 KV 本地化,去换对不可预测 workload 的鲁棒性。
方法论上,它让 AI 深度参与设计自身,不是「AI 独立成神」,而是「AI 当超级副驾驶」,把全过程闭环,压到人类团队望尘莫及的速度。
这些选择当然不是没有风险。Jalapeño 还没经过 AgentX 这类真实生产负载的检验,还没规模化量产,2027 年 Q4 才见真章;HBM4 供应、良率、与 NVIDIA/AMD 软件栈的差距,都还是未知数。
但退一万步讲,即便 Jalapeño 最终没能如期兑现,它已经示范了一种可能性:在推理成为主导工作负载、电力成为硬约束、AI 成为设计工具的时代,芯片设计的答案,也许不再来自更大的 die、更高的 TDP,也不再来自更完美的编译器,而来自你是否敢为推理从零设计,并且,让 AI 参与其中。
当 OpenAI 用自己 GPU 训练出来的模型,设计出一颗威胁 CUDA 的芯片时,英伟达最坚固的那条护城河,也许正被最意想不到的人,从内部一点一点挖开。
参考文献
SemiAnalysis:OpenAI Jalapeño: Better Than Nvidia Blackwell(Hot Chips 2026 现场实测) ServeTheHome:OpenAI Jalapeno Custom AI ASIC at Hot Chips 2026(https://www.servethehome.com/openai-jalapeno-asic-at-hot-chips-2026/) The Register:OpenAI's upcoming Jalapeño chip looks like it'll be an inference beast(https://www.theregister.com/systems/2026/08/25/openais-upcoming-jalapeno-chip-looks-like-itll-be-an-inference-beast/5292052) OpenAI 官方发布:OpenAI and Broadcom unveil LLM-optimized inference chip(https://openai.com/index/openai-broadcom-jalapeno-inference-chip/) Broadcom 官方新闻稿(https://investors.broadcom.com/news-releases/news-release-details/openai-and-broadcom-unveil-llm-optimized-intelligence-processor) CNBC:OpenAI Jalapeño AI chip challenges Nvidia in inference(https://www.cnbc.com/2026/08/26/openai-jalapeno-ai-chip-nvidia.html) Tom's Hardware:OpenAI's 700W Jalapeño ASIC outpaces 1,400W Nvidia flagship GPU(https://www.tomshardware.com/tech-industry/semiconductors/openai-says-its-jalapeno-chip-beats-nvidias-gb300-in-first-published-benchmarks) TrendForce:OpenAI Debuts Jalapeño AI Inference Chip, with Samsung Reportedly Supplying HBM4(https://www.trendforce.com/news/2026/08/26/news-openai-debuts-jalapeno-ai-inference-chip-with-samsung-reportedly-supplying-hbm4/) 国际电子商情、电子工程专辑等中文报道

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