TOPS和TFLOPS

选择


TOPS和TFLOPS代表了计算系统中不同的硬件性能。
TOPS代表 Tera Operations Per Second
TFLOPS 代表 Tera Floating Point Operations Per Second

TOPS衡量芯片每秒能完成多少万亿次整数运算(整数的加法/乘法)。这对于吞吐量比最终精度更重要的任务尤为关键——例如,自动驾驶车辆中的神经处理单元(NPU)或RTX 5070显卡提供数千个TOPS以快速处理传感器数据。 相比之下,TFLOPS计算的是每秒可执行的万亿次浮点(十进制)计算。 浮点数学对于高精度工作至关重要,比如训练神经网络或科学模拟。


如果工作目标是AI训练或任何需要高精度的任务,选择TFLOPS评分很高的GPU。
如果是边缘或移动端的实时AI推理,选择高TOPS的NPU或GPU。

关键区别


精度与速度:浮点运算涉及小数且精度更高,因此优化TFLOPS(每秒万亿次浮点运算)的硬件用于对精度敏感的任务(如图形处理或气候模型)。整数运算(以TOPS,即每秒万亿次运算衡量)使用整数,更简单快速。正如资料所示,浮点运算“涉及小数点”,适用于高精度场景;而整数运算用于更简单的任务。实践中,GPU(英伟达、AMD独显等)为复杂计算强调TFLOPS,而NPU(神经网络处理器)和数字信号处理单元则强调TOPS以快速处理大量推理任务。

硬件效率:整数运算比浮点运算简单,硬件通常能实现更高吞吐量。这就是NPU和其他推理加速器宣传极高TOPS值的原因。例如,现代PC CPU如英特尔酷睿Ultra系列或高通骁龙芯片集成了擅长整数运算的NPU,能以低功耗实现每秒数万亿次运算。相比之下,在相同制程下,GPU的浮点单元每秒运算次数少于NPU的整数单元,因为浮点运算更复杂。

应用适用性:根据工作负载选择合适的指标。若进行AI训练或重型计算,需要高TFLOPS。数据中心GPU和加速器(英伟达A100/H100、AMD Instinct、谷歌TPU)使用FP32、FP16或BF16精度提供巨大的TFLOPS(通常达数十或数百)。TOPS与TFLOPS数值不能直接等同比较。例如,NPU的“130 TOPS”并不天然优于或劣于GPU的“65 TFLOPS”——它们反映不同类型的吞吐能力。TOPS反映通用(通常为低精度)运算,而TFLOPS反映十进制精度运算。高TOPS芯片可能擅长实时运行图像分类器,但在训练需要高浮点精度的模型时可能吃力。反之,高TFLOPS芯片能训练庞大模型,但在相同推理任务上可能功耗更高、成本更大。