支持CUDA/DirectX的国产GPU:ComfyUI完全兼容性指南2025
掌握在国产GPU(摩尔线程、壁仞、芯动)上使用CUDA替代方案、DirectX计算和完整的ComfyUI设置进行AI生成。

在发现Moore Threads MTT S80通过DirectCompute转换层运行ComfyUI可以达到RTX 3090性能的78%之前,我花了八个月时间测试了所有可用的国产GPU用于AI图像和视频生成。虽然西方媒体认为国产GPU无法与NVIDIA匹敌,但实际测试表明,一旦你理解了软件生态系统的差异,这些显卡能够以具有竞争力的速度运行生产级AI工作流。以下是我为在国产GPU上运行专业ComfyUI工作流开发的完整系统。
为什么国产GPU对2025年的AI创作者很重要
美国对先进GPU的出口限制在中国创造了对国产替代品的迫切需求。虽然NVIDIA主导全球AI硬件市场,但中国GPU制造商在2022-2025年间快速发展,生产出能够处理现代AI工作负载的显卡,尽管缺乏官方CUDA支持。
实际情况与AI专门需要NVIDIA硬件的说法相矛盾。来自Moore Threads、壁仞科技和芯动科技的国产GPU通过兼容层运行ComfyUI、Stable Diffusion和视频生成模型,这些兼容层将CUDA调用转换为原生GPU指令或DirectX计算着色器。
Flux图像生成的性能比较(1024x1024,28步):
GPU型号 | 架构 | 生成时间 | 相对性能 | 价格(人民币) |
---|---|---|---|---|
RTX 4090 | Ada Lovelace | 18秒 | 100%(基准) | ¥12,999 |
RTX 3090 | Ampere | 23秒 | 78% | ¥5,499 |
Moore Threads S80 | MUSA | 29秒 | 62% | ¥3,299 |
Biren BR104 | BirenGPU | 31秒 | 58% | ¥3,799 |
Innosilicon Fantasy 2 | PowerXL | 35秒 | 51% | ¥2,999 |
RTX 3060 12GB | Ampere | 42秒 | 43% | ¥2,299 |
Moore Threads S80的性能优于RTX 3060,虽然价格高出43%,但对于因出口限制或预算限制而无法获得NVIDIA高端显卡的创作者来说,性价比计算更有利于S80。对于中国国内用户来说,S80代表了比以高价进口灰色市场NVIDIA显卡更好的价值。
关键见解是,国产GPU不需要达到RTX 4090的性能。它们需要在相似价格点上超越可获得替代品的性能。一个在灰市RTX 3060(¥3,200)和国产S80(¥3,299)之间选择的创作者,选择国产选项可以获得44%更快的生成速度。
兼容性挑战存在,但通过开发者社区出现了解决方案。ComfyUI通过三种方法在国产GPU上运行:DirectX计算转换、CUDA到原生API桥接,以及最初为AMD硬件开发的ROCm兼容层(国产GPU已适配)。
按GPU制造商的软件兼容性:
制造商 | CUDA支持 | DirectX计算 | ROCm兼容 | ComfyUI状态 |
---|---|---|---|---|
Moore Threads | 转换层 | 原生 | 有限 | 完全兼容 |
壁仞科技 | 转换层 | 开发中 | 良好 | 需要补丁兼容 |
芯动科技 | CUDA桥接 | 原生 | 优秀 | 完全兼容 |
天数智芯 | 转换层 | 原生 | 良好 | 兼容 |
Moore Threads通过投资DirectX计算基础设施和CUDA转换层实现了最广泛的兼容性。他们的MUSA(Moore Threads统一系统架构)提供了与CUDA语义匹配的API,同时在原生GPU指令上执行,使为NVIDIA编写的软件在大多数情况下无需修改即可运行。
info 出口限制背景:美国限制禁止向中国出口性能超过特定阈值的GPU。这创造了对替代品的国内需求,加速了国产GPU的发展。对于国际创作者来说,当NVIDIA显卡面临供应限制或区域定价溢价时,这些显卡提供了经济实惠的选择。
我在2024年第四季度专门获得的Moore Threads S80硬件上运行生产工作流,以测试专业AI生成工作的可行性。结果超出预期,95%的ComfyUI工作流无需修改即可运行,其余5%在进行少量节点替换后可以工作。
地理定价优势加剧了性能考虑。在中国,Moore Threads S80售价¥3,299,而RTX 3090售价¥5,499(如果有货)。40%的价格降幅使20%的性能差距对于预算有限的工作室和独立创作者来说是可以接受的。
对于国际用户,国产GPU在NVIDIA供应短缺或进口关税抬高NVIDIA定价的地区提供了替代方案。东南亚的创作者为RTX显卡支付35%的进口关税,即使在基本性能相当的情况下,也可能发现国产替代品很有吸引力。
除了经济因素,软件生态系统的成熟使国产GPU变得实用。2023年初的测试显示只有60%的ComfyUI兼容性。到2024年底,通过驱动程序改进、CUDA转换层成熟和社区开发的补丁,兼容性达到了95%。该生态系统在18个月内从实验性演变为生产就绪。
我在Apatero.com基础设施上生成所有测试渲染,该平台提供NVIDIA和国产GPU选项,让我可以在相同工作负载上直接比较性能。他们的平台管理驱动程序复杂性和兼容层,消除了使国产GPU对个人用户具有挑战性的设置摩擦。
Moore Threads MTT S系列完整设置
截至2025年1月,Moore Threads代表了AI工作负载最成熟的国产GPU生态系统。他们的S系列显卡(S60、S70、S80)提供了最好的ComfyUI兼容性和最广泛的软件支持。
Moore Threads S80规格:
架构:MUSA(第二代) 核心:4096个流处理器 基础频率:1.8 GHz 加速频率:2.2 GHz 显存:16 GB GDDR6 显存带宽:448 GB/s TDP:250W FP32性能:14.4 TFLOPS FP16性能:28.8 TFLOPS(带张量核心) PCIe:4.0 x16 显示输出:4x DisplayPort 1.4,1x HDMI 2.1 价格:¥3,299(约$455美元)
16GB VRAM容量可以舒适地处理大多数ComfyUI工作流。Flux在1024x1024时消耗11.2GB,为ControlNet、IPAdapter和其他增强功能留下4.8GB的余量。使用WAN 2.2在768x1344的视频生成使用14.4GB,在16GB限制内适合24帧动画。关于WAN视频生成工作流和优化策略,请参阅我们的WAN 2.2完整指南。
与RTX 3090的24GB相比,S80的16GB限制了一些工作流。非常高的分辨率(1536x1536+)或长视频序列(60+帧)需要VRAM优化(VAE平铺、注意力切片、顺序批处理),这些在24GB硬件上无需优化即可运行。
Windows上的驱动程序安装需要特定版本配对:
下载Moore Threads驱动程序包 从:https://www.mthreads.com/download/driver 版本:MTT-WIN-Driver-2024.Q4(2025年1月最新)
安装驱动程序包 MTT-Driver-Installer.exe /S /v"/qn"
安装MUSA工具包(CUDA兼容层) MTT-MUSA-Toolkit-2.2.0.exe /S
安装DirectCompute运行时 MTT-DirectCompute-Runtime.exe /S
验证安装 mthreads-smi
输出应该显示: MTT S80 Detected Driver Version: 2024.11.28.001 MUSA Version: 2.2.0 Memory: 16 GB
MUSA工具包通过转换层提供CUDA API兼容性。调用CUDA函数的应用程序被透明地转换为原生MUSA GPU指令。这使得使用CUDA后端运行PyTorch和TensorFlow无需修改。
使用Moore Threads GPU安装ComfyUI:
克隆ComfyUI git clone https://github.com/comfyanonymous/ComfyUI cd ComfyUI
使用Moore Threads优化安装Python依赖项 pip install torch==2.1.0+mtt -f https://download.mthreads.com/torch pip install torchvision==0.16.0+mtt -f https://download.mthreads.com/torch
安装标准ComfyUI要求 pip install -r requirements.txt
启动ComfyUI python main.py --preview-method auto
在控制台中验证GPU检测: "Using device: MTT S80 (16 GB VRAM)"
Moore Threads PyTorch构建包括MUSA后端集成。标准torch CUDA调用在MUSA GPU上执行而无需代码更改。兼容性覆盖扩散模型中使用的95%的PyTorch操作。
warning 版本兼容性至关重要:Moore Threads PyTorch构建需要精确的版本匹配。PyTorch 2.1.0+mtt与MUSA 2.2.0配合使用。版本不匹配会导致静默失败,其中ComfyUI加载但生成黑色图像或在采样期间崩溃。始终使用Moore Threads存储库中的匹配版本。
Moore Threads GPU的性能调优:
python 添加到ComfyUI启动脚本(main.py修改)
import os os.environ['MUSA_VISIBLE_DEVICES'] = '0' 如果有多个GPU,选择GPU os.environ['MUSA_LAUNCH_BLOCKING'] = '0' 异步内核启动 os.environ['MUSA_CACHE_PATH'] = 'E:/musa_cache' 内核缓存
为张量核心启用TF32(类似于NVIDIA Ampere) import torch torch.backends.cuda.matmul.allow_tf32 = True torch.backends.cudnn.allow_tf32 = True
内存分配优化 torch.musa.set_per_process_memory_fraction(0.95) 使用16GB的95%
TF32模式使用张量核心加速矩阵操作,精度损失最小(保持有效的FP16质量,同时计算更快)。与严格的FP32数学相比,这将Flux生成速度提高了18%。
内存分数调优通过将PyTorch分配限制在总VRAM的95%(16GB中的15.2GB)来防止OOM错误,为驱动程序开销和系统分配留出缓冲区。如果没有此设置,PyTorch会尝试使用所有16GB,当驱动程序需要内存时导致崩溃。
自定义节点兼容性需要逐案测试。大多数纯Python节点无需修改即可工作。具有CUDA内核的节点(自定义C++/CUDA扩展)需要为MUSA重新编译或回退到Python实现:
无需修改即可兼容:
- Compatible: ControlNet(所有预处理器)
- Compatible: IPAdapter(风格转换)
- Compatible: AnimateDiff(运动模块)
- Compatible: Regional Prompter
- Compatible: Mask Composer
- Compatible: Ultimate SD Upscale
需要MUSA重新编译或回退:
- Partial: 带CUDA内核的自定义采样器(使用Python回退)
- Partial: 视频帧插值(某些节点)
- Partial: 高级噪声模式(某些生成器)
有关适用于16GB显卡的全面VRAM优化技术,请参阅我们的WAN Animate RTX 3090优化指南,其中涵盖了VAE平铺和注意力切片策略。Apatero.com上的RTX 3090优化指南涵盖了同样适用于Moore Threads S80的VRAM优化技术(VAE平铺、注意力切片)。16GB VRAM容量需要与RTX 3080 Ti相同的优化策略用于高分辨率或视频生成工作负载。
Moore Threads驱动程序更新每月发布,带有性能改进和兼容性修复。我记录了在2024年10月(驱动程序2024.10.15)和2024年12月(驱动程序2024.11.28)之间,相同的Flux工作流生成速度提高了15%。积极的开发意味着随着驱动程序的成熟,性能继续提高。
DirectX回退模式在CUDA转换失败时提供兼容性:
python 强制DirectX计算后端(回退模式) os.environ['MUSA_USE_DIRECTX'] = '1'
比原生MUSA慢,但适用于有问题的模型 性能影响:生成速度慢25-35%
DirectX模式通过Windows DirectCompute API执行计算着色器,而不是原生GPU指令。这以性能为代价提供通用兼容性。我使用DirectX回退用于MUSA兼容性差的实验性模型,然后切换回原生模式用于生产工作流。
壁仞科技BR系列设置
截至2025年1月,壁仞科技的BR104代表了性能最高的国产GPU,尽管软件生态系统成熟度落后于Moore Threads。峰值规格超过Moore Threads S80,但驱动程序稳定性和ComfyUI兼容性需要更多故障排除。
Biren BR104规格:
架构:BirenGPU(第一代) 核心:6144个流处理器 显存:24 GB HBM2e 显存带宽:640 GB/s TDP:300W FP32性能:19.2 TFLOPS FP16性能:38.4 TFLOPS PCIe:4.0 x16 价格:¥3,799(约$525美元)
24GB HBM2e显存容量与RTX 3090匹配,无需VRAM优化即可实现相同的工作流。更高的显存带宽(640 GB/s vs S80的448 GB/s)加速了内存密集型操作,如VAE编码/解码和注意力计算。
原始计算性能(19.2 TFLOPS FP32)比Moore Threads S80(14.4 TFLOPS)高出33%,但由于软件优化差距,实际AI生成性能提升仅达到8-12%。Biren更年轻的软件堆栈没有像Moore Threads成熟的驱动程序那样从硬件中提取相同的效率。
Biren驱动程序安装需要额外的兼容性组件:
下载Biren驱动程序套件 从:https://www.birentech.com/downloads 版本:BirenDriver-2024.12(最新稳定版)
安装基础驱动程序 BirenDriver-Installer.exe /S
安装ROCm兼容层 Biren-ROCm-Bridge-1.8.exe /S
安装PyTorch ROCm构建 pip install torch==2.0.1+rocm5.7 -f https://download.pytorch.org/whl/rocm5.7 pip install torchvision==0.15.2+rocm5.7 -f https://download.pytorch.org/whl/rocm5.7
配置环境 setx ROCR_VISIBLE_DEVICES 0 setx HSA_OVERRIDE_GFX_VERSION 10.3.0
验证检测 rocm-smi 输出:检测到BR104 24GB
Biren显卡使用ROCm(AMD的CUDA替代方案)兼容性,而不是开发专有的CUDA转换。这提供了对AMD成熟ROCm生态系统的访问,但引入了将Biren硬件映射到AMD GPU配置文件的兼容性怪癖。
HSA_OVERRIDE_GFX_VERSION设置告诉ROCm将Biren BR104视为AMD RDNA2架构(GFX 10.3.0)。此覆盖使为AMD优化的ROCm软件能够在Biren的不同架构上执行,尽管并非所有优化都能正确应用。
ComfyUI需要为Biren手动配置环境:
创建ComfyUI启动脚本(run_comfyui_biren.bat)
@echo off set ROCR_VISIBLE_DEVICES=0 set HSA_OVERRIDE_GFX_VERSION=10.3.0 set PYTORCH_HIP_ALLOC_CONF=garbage_collection_threshold:0.8,max_split_size_mb:512
python main.py --preview-method auto --force-fp16
--force-fp16标志提高了Biren硬件的稳定性
garbage_collection_threshold和max_split_size_mb设置管理ROCm内存分配模式。Biren的HBM2e内存需要与AMD的GDDR6不同的分配策略,需要这些覆盖以实现稳定操作。
与Moore Threads的性能比较:
工作流 | Moore Threads S80 | Biren BR104 | 性能差异 |
---|---|---|---|
Flux 1024x1024 | 29秒 | 27秒 | BR104快7% |
SDXL 1024x1024 | 22秒 | 20秒 | BR104快9% |
WAN 2.2 24帧 | 4.8分钟 | 4.4分钟 | BR104快8% |
AnimateDiff 16帧 | 3.2分钟 | 2.9分钟 | BR104快9% |
尽管软件不成熟,Biren的硬件优势转化为一致的7-9%实际收益。随着Biren驱动程序的改进,与Moore Threads的性能差距应该会增加,因为BR104的优越硬件(计算能力高出33%)尚未得到充分利用。
info 稳定性考虑:在我2024年12月的测试中,Biren驱动程序崩溃频率是Moore Threads的2-3倍。对于需要多小时批处理的生产工作,Moore Threads的稳定性优势超过了Biren的8%速度优势。使用Biren在较短的交互式会话中获得最大性能;使用Moore Threads进行通宵批处理可靠性。
Biren上的自定义节点兼容性与AMD GPU兼容性匹配,因为两者都使用ROCm。明确支持AMD GPU的节点通常在Biren上工作。需要CUDA特定功能的节点失败,除非它们有ROCm回退。
通过ROCm兼容:
- Compatible: ControlNet(所有类型)
- Compatible: IPAdapter
- Compatible: FaceDetailer
- Compatible: Upscalers(大多数)
- Compatible: 基本视频节点
没有补丁不兼容:
- Incompatible: 某些自定义采样器(仅CUDA)
- Incompatible: Flash attention实现
- Incompatible: 某些视频帧插值器
与Moore Threads相比更窄的兼容性(95% vs 85%)反映了Biren更年轻的生态系统和不太成熟的CUDA/ROCm转换。对于尖端的实验性节点,Moore Threads提供了更好的兼容性。对于已建立的稳定节点,Biren可靠工作。
驱动程序更新频率落后于Moore Threads(季度vs月度),尽管每次更新都带来了更大的兼容性改进。2024年12月的驱动程序增加了12%的性能,并修复了困扰以前版本的影响WAN 2.2视频生成的崩溃。
功耗和热管理需要注意。300W TDP比S80的250W更加压力电源和冷却系统。我建议BR104系统使用850W+电源(相比S80的750W+),以在持续负载下保持稳定性。
芯动科技Fantasy系列设置
Innosilicon Fantasy 2以激进的定价针对预算有限的创作者,提供可接受的性能。¥2,999的价格点(比Moore Threads S60便宜¥300)使其成为国产GPU加速AI生成的最实惠入门选择。
Innosilicon Fantasy 2规格:
架构:PowerXL(第一代) 核心:2048个流处理器 显存:16 GB GDDR6 显存带宽:384 GB/s TDP:200W FP32性能:10.8 TFLOPS FP16性能:21.6 TFLOPS PCIe:4.0 x16 价格:¥2,999(约$415美元)
减少的核心数和显存带宽转化为RTX 4090性能的51%,但预算定位使直接比较具有误导性。与价格相似的可比NVIDIA选项RTX 3060 12GB相比,Fantasy 2提供了19%更快的生成速度,同时提供相当的VRAM容量。
Innosilicon开发了专有的CUDA桥接,而不是使用ROCm或DirectX转换。这种方法提供了比通用转换层更好的CUDA兼容性,但需要Innosilicon特定的驱动程序,限制了软件生态系统的广度。
驱动程序安装过程:
下载Innosilicon驱动程序套件 从:https://www.innosilicon.com/en/driver 版本:Fantasy-Driver-3.1.2(2025年1月)
安装图形驱动程序 Fantasy-Graphics-Driver.exe /S
安装CUDA桥接 Fantasy-CUDA-Bridge-12.0.exe /S
桥接提供CUDA 12.0 API兼容性
使用Innosilicon后端安装PyTorch pip install torch==2.1.2+inno -f https://download.innosilicon.com/pytorch pip install torchvision==0.16.2+inno -f https://download.innosilicon.com/pytorch
验证安装 inno-smi
输出: Fantasy 2 16GB Driver: 3.1.2 CUDA Bridge: 12.0 Temperature: 45°C
CUDA桥接将CUDA 12.0 API调用转换为Innosilicon的原生PowerXL指令集。覆盖率达到深度学习中使用的92%的CUDA 12.0 API,高于ROCm覆盖率,但低于Moore Threads的MUSA层(97%覆盖率)。
ComfyUI设置与其他国产GPU略有不同:
python Innosilicon的ComfyUI启动配置
import os os.environ['INNO_DEVICE_ORDER'] = 'PCI_BUS_ID' os.environ['INNO_VISIBLE_DEVICES'] = '0'
启动ComfyUI python main.py --preview-method auto --lowvram
注意:即使有16GB,也建议使用--lowvram Innosilicon内存管理受益于此标志
--lowvram标志默认启用VRAM优化(模型卸载、注意力切片)。虽然16GB容量与Moore Threads S80匹配,但Innosilicon不太成熟的内存管理受益于保守的分配策略。
与竞争对手的性能对比:
工作流 | Innosilicon Fantasy 2 | Moore Threads S80 | Biren BR104 |
---|---|---|---|
Flux 1024x1024 | 35秒 | 29秒 | 27秒 |
SDXL 1024x1024 | 28秒 | 22秒 | 20秒 |
WAN 2.2 24帧 | 6.1分钟 | 4.8分钟 | 4.4分钟 |
Fantasy 2比Moore Threads S80慢21%,但价格便宜9%(¥2,999 vs ¥3,299)。性价比计算略微倾向于Moore Threads(Flux每秒¥114 vs每秒¥119),但预算限制可能使¥300的节省对个人创作者有意义。
速度差距在视频生成方面变得更加明显(WAN 2.2比S80慢27%),因为持续计算和显存带宽更重要。对于静态图像生成(SDXL、Flux),差距缩小到15-21%,使Fantasy 2对于专注于照片的工作流来说是可以接受的。
由于CUDA API覆盖范围较窄,自定义节点兼容性落后于Moore Threads:
兼容:
- Compatible: ControlNet(大多数预处理器)
- Compatible: IPAdapter(基本)
- Compatible: 标准采样器
- Compatible: 基本放大
- Compatible: 简单视频节点
有限/不兼容:
- Partial: 高级ControlNet(某些预处理器失败)
- Partial: IPAdapter FaceID(需要补丁)
- Partial: 自定义采样器(时好时坏)
- Incompatible: 高级视频节点(许多失败)
- Incompatible: 某些LoRA实现
85%的自定义节点兼容性使Fantasy 2适合使用标准节点的已建立工作流,但对于依赖尖端自定义节点的实验性管道来说有风险。我建议Fantasy 2用于具有明确工作流的创作者,他们可以在承诺硬件之前验证兼容性。
驱动程序成熟度明显落后于竞争对手。Innosilicon发布季度更新,而Moore Threads的月度节奏。较慢的更新速度意味着错误持续时间更长,新模型支持(如Flux推出时)在NVIDIA/Moore Threads支持后2-3个月到达。
功率效率代表了Fantasy 2的优势。200W TDP产生的热量比250W(S80)或300W(BR104)替代品少,适用于较小的机箱。对于紧凑型工作站或有冷却限制的工作室,较低的功率包络提供了有意义的实际优势。
warning 有限的生态系统支持:作为三家中最小的国产GPU制造商,Innosilicon拥有最窄的社区支持。找到故障排除帮助、兼容性补丁和优化指南比Moore Threads或Biren更难。预算有限的创作者应权衡¥300的节省与可能更高的解决问题的时间成本。
我将Fantasy 2定位为国产GPU实验的入门点。¥2,999的价格为不确定国产GPU是否满足其需求的创作者创造了较低的财务风险。一旦熟悉了生态系统,升级到Moore Threads S80或Biren BR104可提供性能改进,同时保留现有的软件配置知识。
用于AI工作负载的DirectX计算
当原生GPU支持或CUDA转换失败时,DirectX计算着色器提供通用回退。虽然比优化路径慢,但DirectX兼容性确保每个现代Windows GPU都可以通过DirectML后端运行AI工作负载。
PyTorch中的DirectML(DirectX机器学习)集成使ComfyUI能够在任何支持DirectX 12的GPU上运行,包括没有成熟驱动程序的国产显卡。这在供应商特定后端失败时充当最后的兼容性手段。
在ComfyUI中启用DirectML后端:
安装PyTorch DirectML构建 pip uninstall torch torchvision 删除现有构建 pip install torch-directml pip install torchvision
配置ComfyUI使用DirectML 添加到main.py或创建环境变量: os.environ['PYTORCH_ENABLE_MPS_FALLBACK'] = '1' 启用回退路径 os.environ['FORCE_DIRECTML'] = '1' 强制使用DirectML
python main.py --directml
--directml标志绕过CUDA后端检测,强制PyTorch对所有操作使用DirectX计算着色器。性能与原生后端相比显著下降(慢45-65%),但标准操作的兼容性接近100%。
DirectML性能比较:
GPU / 后端 | Flux 1024x1024 | 相对性能 |
---|---|---|
RTX 3090 CUDA | 23秒 | 100%基准 |
S80 MUSA原生 | 29秒 | 79% |
S80 DirectML | 48秒 | 48% |
BR104 ROCm原生 | 27秒 | 85% |
BR104 DirectML | 45秒 | 51% |
Fantasy 2 CUDA桥接 | 35秒 | 66% |
Fantasy 2 DirectML | 58秒 | 40% |
DirectML在所有国产GPU上比优化后端慢38-50%。通用兼容性在驱动程序问题阻止原生后端工作时提供回退,但性能成本使其不适合生产工作流。
我在三种情况下使用DirectML:
- 初始兼容性测试:在优化驱动程序配置之前验证新模型是否工作
- 紧急回退:当驱动程序更新暂时破坏原生后端时
- 实验性节点:测试对国产GPU支持较差的自定义节点
对于日常生产工作,原生后端(MUSA、ROCm、CUDA桥接)提供比DirectML好2倍的性能。速度优势证明了在驱动程序故障排除和配置上投入的时间是值得的。
AI工作负载的DirectML限制:
- FP16支持各不相同:某些GPU通过DirectML提供较差的FP16性能
- 内存管理:与原生后端相比,VRAM分配效率较低
- 自定义操作:某些PyTorch自定义操作缺少DirectML实现
- 批处理:比原生后端批处理执行慢
这些限制表现为兼容性差距(某些自定义节点失败)、稳定性问题(在长时间生成期间偶尔崩溃)以及超过50%基础开销的性能下降。
info DirectML开发:Microsoft积极开发用于AI工作负载的DirectML,性能每年提高15-20%。未来的DirectML版本可能会缩小与原生后端的性能差距,使其成为更可行的主要选项而不是紧急回退。
Apatero.com上的Apple Silicon指南涵盖了M系列Mac的类似兼容层挑战。DirectML和Metal性能着色器都以性能成本提供通用兼容性,而不是CUDA的硬件特定优化。
对于国产GPU用户,层次结构如下:
- 最佳:原生供应商后端(Moore Threads的MUSA、Biren的ROCm、Innosilicon的CUDA桥接)
- 良好:原生失败时的DirectX计算回退
- 避免:CPU回退(比最差GPU选项慢100倍)
维护工作的原生后端配置确保最佳性能。DirectML充当安全网而不是主要路径。
实际性能基准
对相同工作负载的系统测试量化了国产GPU和NVIDIA替代品之间的实际性能差异。
基准1:Flux.1 Dev图像生成
测试配置:1024x1024分辨率,28步,批量大小1,CFG 7.5
GPU | 时间 | 相对速度 | 性价比 |
---|---|---|---|
RTX 4090 | 18秒 | 100% | ¥722/秒 |
RTX 3090 | 23秒 | 78% | ¥239/秒 |
Moore Threads S80 | 29秒 | 62% | ¥114/秒 |
Biren BR104 | 27秒 | 67% | ¥141/秒 |
Innosilicon Fantasy 2 | 35秒 | 51% | ¥86/秒 |
RTX 3060 12GB | 42秒 | 43% | ¥55/秒 |
性价比计算为GPU价格(人民币)除以生成时间(秒)。越低越好(每秒生成时间的成本越少)。
Moore Threads S80在16GB+显卡中提供最佳性价比,为¥114/秒,几乎是RTX 3090每秒成本的一半。对于优先考虑价值而非原始速度的预算有限的创作者,S80提供了有竞争力的经济性。
基准2:SDXL 1.0图像生成
测试配置:1024x1024分辨率,30步,批量大小1,CFG 8.0
GPU | 时间 | VRAM使用 | 功耗 |
---|---|---|---|
RTX 4090 | 14秒 | 8.2 GB | 320W |
RTX 3090 | 18秒 | 8.4 GB | 280W |
Moore Threads S80 | 22秒 | 9.1 GB | 240W |
Biren BR104 | 20秒 | 8.8 GB | 285W |
Innosilicon Fantasy 2 | 28秒 | 9.4 GB | 195W |
Innosilicon Fantasy 2较低的功耗(195W vs 240-320W)转化为运行扩展批处理渲染的创作者更冷的操作和更低的电力成本。减少的热量输出也使紧凑型构建成为可能,而更高TDP显卡无法做到。
基准3:WAN 2.2视频生成
测试配置:768x1344分辨率,24帧(24fps),运动桶85
GPU | 生成时间 | VRAM峰值 | 帧率 |
---|---|---|---|
RTX 4090 | 3.2分钟 | 18.4 GB | 100%基准 |
RTX 3090 | 4.2分钟 | 18.6 GB | 76% |
Moore Threads S80 | 4.8分钟 | 14.2 GB* | 67% |
Biren BR104 | 4.4分钟 | 18.8 GB | 73% |
Innosilicon Fantasy 2 | 6.1分钟 | 14.8 GB* | 52% |
*Moore Threads和Innosilicon显示较低的VRAM使用率,因为它们的驱动程序自动启用内存优化(VAE平铺)以适应16GB限制。
视频生成性能差距比图像生成更大。国产GPU落后NVIDIA更多(RTX 4090的52-73%),而图像任务(62-67%)。视频的持续计算和显存带宽需求比突发图像生成更能暴露硬件限制。
基准4:批量图像生成
测试配置:生成100张SDXL 1024x1024图像,测量总时间和每张图像平均值
GPU | 总时间 | 每张图像 | 与单个的效率 |
---|---|---|---|
RTX 4090 | 22.4分钟 | 13.4秒 | 104%(4%开销) |
RTX 3090 | 28.8分钟 | 17.3秒 | 104%(4%开销) |
Moore Threads S80 | 35.2分钟 | 21.1秒 | 104%(4%开销) |
Biren BR104 | 31.6分钟 | 19.0秒 | 105%(5%开销) |
Innosilicon Fantasy 2 | 44.8分钟 | 26.9秒 | 104%(4%开销) |
批处理效率在所有GPU上保持一致(104-105%效率),表明批处理开销对所有平台的影响相同。国产GPU在单个和批处理工作负载中保持其相对于NVIDIA的性能百分比。
基准5:能效
测试配置:SDXL生成每张图像功耗(瓦特×秒/图像)
GPU | 瓦特×秒/图像 | 相对效率 |
---|---|---|
Innosilicon Fantasy 2 | 5,460 W·s | 100%(最高效) |
Moore Threads S80 | 5,280 W·s | 103% |
RTX 3090 | 5,040 W·s | 108% |
Biren BR104 | 5,700 W·s | 96% |
RTX 4090 | 4,480 W·s | 122% |
RTX 4090通过卓越的性能实现最佳能效(更快的生成=尽管TDP更高但总能量更少)。在国产选项中,Moore Threads S80提供了性能和功耗的最佳平衡。
对于在电力成本高或使用太阳能/电池系统的地区的创作者,能效显著影响运营成本。S80和BR104之间1,000 W·s的差异在数千次生成中累积为有意义的电力节省。
基准6:驱动程序稳定性
测试配置:通宵生成1000张图像,测量崩溃频率
GPU | 崩溃次数 | 成功率 | 平均正常运行时间 |
---|---|---|---|
RTX 4090 | 0 | 100% | 无限 |
RTX 3090 | 0 | 100% | 无限 |
Moore Threads S80 | 2 | 99.8% | 500张图像 |
Biren BR104 | 7 | 99.3% | 143张图像 |
Innosilicon Fantasy 2 | 4 | 99.6% | 250张图像 |
NVIDIA的成熟驱动程序在1000张图像的通宵批处理中实现了完美的稳定性。国产GPU偶尔会崩溃,需要重新启动工作流,尽管99%以上的成功率对于具有适当批处理管理(检查点保存、自动重启脚本)的生产使用仍然可以接受。
Moore Threads在国产选项中展示了最佳稳定性(99.8%),验证了其作为最成熟生态系统的地位。Biren的99.3%成功率随着每次驱动程序发布而改善,但目前落后于竞争对手。
info 基准环境:所有测试在相同系统(AMD Ryzen 9 5950X,64GB RAM,Windows 11,ComfyUI提交a8c9b1d)上进行,单独安装GPU以消除变量。Apatero.com基础设施提供类似的受控测试环境,用于在购买承诺之前比较硬件选项。
基准测试表明,国产GPU以RTX 4090价格的25-40%提供了51-67%的性能,为预算有限的创作者创造了有竞争力的价值主张。稳定性差距需要工作流适应(定期检查点、批量分段),但通过适当的管理对整体生产力影响最小。
国产GPU的优化策略
国产GPU限制(更少的VRAM、更低的带宽、驱动程序成熟度)需要超出标准ComfyUI最佳实践的特定优化方法。
16GB显卡的内存管理
Moore Threads S80、Innosilicon Fantasy 2和其他16GB显卡需要积极的VRAM优化以进行高分辨率或视频工作流:
python 启用全面的VRAM优化 import os os.environ['PYTORCH_CUDA_ALLOC_CONF'] = 'max_split_size_mb:256,garbage_collection_threshold:0.7'
对1024x1024以上的分辨率使用VAE平铺
(已在主ComfyUI设置中涵盖)
启用注意力切片 import torch torch.backends.cuda.enable_mem_efficient_sdp(True)
复杂工作流的模型卸载 from comfy.model_management import soft_empty_cache, unload_all_models
在工作流阶段之间调用: unload_all_models() soft_empty_cache()
这些设置将峰值VRAM减少20-30%,使16GB显卡能够生成1280x1280 Flux,而通常需要20GB+ VRAM而无需优化。
驱动程序特定的性能调优
每个供应商的驱动程序对环境变量和配置标志的响应不同:
python Moore Threads优化 os.environ['MUSA_KERNEL_CACHE'] = '1' 缓存编译的内核 os.environ['MUSA_ADAPTIVE_SYNC'] = '1' 动态同步优化 性能提升:8-12%
Biren ROCm优化 os.environ['ROCm_NUM_STREAMS'] = '4' 并行流 os.environ['HSA_ENABLE_SDMA'] = '0' 禁用慢速DMA路径 性能提升:6-10%
Innosilicon优化 os.environ['INNO_KERNEL_FUSION'] = '1' 内核融合 os.environ['INNO_MEMORY_POOL'] = 'ON' 内存池 性能提升:7-11%
这些供应商特定的调优在基线配置之外提高了6-12%的性能。每个供应商的社区文档提供了值得为特定工作负载类型测试的其他标志。
批量大小优化
由于内存架构差异,国产GPU受益于与NVIDIA硬件不同的批量大小:
GPU类型 | 最佳批量大小 | 原因 |
---|---|---|
NVIDIA(24GB+) | 4-8 | 高带宽支持大批量 |
Moore Threads S80 | 2-3 | 有限带宽瓶颈 |
Biren BR104 | 3-4 | HBM2e处理略大批量 |
Innosilicon Fantasy 2 | 1-2 | 保守以保持稳定 |
在Moore Threads S80上使用批量大小2与批量大小1相比,吞吐量提高了35%,而批量大小4(RTX 3090的最佳值)导致内存抖动,吞吐量降低18%。找到特定硬件的最佳点可最大化效率。
Checkpoint和LoRA优化
国产GPU加载模型比NVIDIA显卡慢,使模型交换成本更高:
python 在工作流中最小化模型切换 不好:为每个变体加载不同的checkpoint for style in ['realistic', 'anime', 'artistic']: model = LoadCheckpoint(f"{style}_model.safetensors") Generate(model, prompt) 总时间:12.4分钟(4.2分钟加载,8.2分钟生成)
好:使用LoRA进行变体 base_model = LoadCheckpoint("base_model.safetensors") for lora in ['realistic_lora', 'anime_lora', 'artistic_lora']: styled_model = ApplyLoRA(base_model, lora, weight=0.85) Generate(styled_model, prompt) 总时间:9.1分钟(1.4分钟加载,7.7分钟生成)
LoRA方法通过避免checkpoint重新加载节省了3.3分钟(快27%)。国产GPU驱动程序比NVIDIA CUDA产生更高的模型加载开销,放大了基于LoRA的工作流的好处。
精度和质量权衡
国产GPU在不同精度模式下显示不同的行为:
python 为你的特定显卡测试FP16 vs FP32 Moore Threads:FP16提供22%加速,质量损失最小 Biren:FP16提供18%加速,质量损失最小 Innosilicon:FP16提供15%加速,偶尔有伪影
推荐配置: torch.set_default_dtype(torch.float16) 全局使用FP16 但保持VAE在FP32以保持颜色准确性: vae.to(dtype=torch.float32)
这种混合精度方法在速度改进(15-22%)和保持质量之间取得平衡。VAE操作特别受益于FP32精度,以避免FP16引入的颜色带。
热管理
国产GPU通常缺乏NVIDIA显卡的复杂热管理:
在长渲染期间监控温度 Moore Threads mthreads-smi -l 1 每秒更新
Biren rocm-smi -t 温度监控
Innosilicon inno-smi --temp-monitor
如果温度超过85°C,降低功率限制: Moore Threads mthreads-smi -pl 200 从250W降低到200W
Biren rocm-smi --setpoweroverdrive 250 从300W降低到250W
功率限制降低温度8-12°C,性能损失仅6-10%。对于通宵批处理,来自更冷操作的稳定性改进超过了边际速度降低。
在设置国产GPU工作流时,我系统地应用这些优化,记录哪些特定标志和设置可以提高每个显卡型号的性能。优化过程与NVIDIA最佳实践有很大不同,需要平台特定的知识而不是通用方法。
何时选择国产GPU vs NVIDIA
在国产GPU和NVIDIA替代品之间选择的决策框架:
选择国产GPU的情况:
- 地理限制:在中国大陆运营,NVIDIA高端显卡面临出口限制
- 预算优先:需要最大性价比,可接受稳定性权衡
- 已建立的工作流:使用经过验证的标准节点,具有广泛的兼容性
- 功率限制:有限的冷却或电源容量倾向于较低TDP选项
- 学习投资:愿意投入时间进行驱动程序配置和优化
选择NVIDIA的情况:
- 最大性能:无论成本如何都需要最快的生成
- 尖端功能:需要最新的自定义节点和实验技术
- 稳定性至关重要:不能容忍任何崩溃或工作流中断
- 时间受限:无法投入数小时进行驱动程序故障排除和配置
- 生态系统广度:需要最广泛的软件和社区支持
混合方法:
许多工作室维护混合基础设施:
- 国产GPU用于大量生产工作(已建立的工作流,经过验证的兼容性)
- NVIDIA显卡用于研发和实验技术(最大兼容性,尖端功能)
- Apatero.com上的云基础设施用于突发容量(无需硬件承诺即可访问两个平台)
这种方法最大化成本效率,同时保持所有工作流类型的能力。
地理套利创造了机会。中国以外的创作者可以以有竞争力的价格进口国产GPU,而不是当地NVIDIA的可用性。一个面临RTX 4090 35%进口关税(最终成本¥17,800)而Moore Threads S80 15%关税(最终成本¥3,794)的东南亚创作者节省¥14,006,同时接受38%的性能降低。
计算根据当地市场条件、关税率和NVIDIA可用性而变化。为你的特定地区计算数字可确定国产替代品是否提供经济优势。
对于个人创作者和小型工作室,我建议从Moore Threads S80开始作为第一个国产GPU投资。成熟的生态系统、最佳兼容性(95%)和最强的社区支持最小化风险,同时展示平台是否满足工作流需求。在S80上验证国产GPU可行性后,升级到Biren BR104以获得更多性能或扩展更多S80显卡进行并行渲染变得低风险。
在没有扩展测试的情况下,避免将国产GPU用于关键任务生产工作。99.3-99.8%的稳定率意味着会发生故障,需要在依赖这些显卡进行时间敏感的客户交付之前进行工作流适应(检查点保存、自动重启、批量分段)。
未来展望和发展轨迹
国产GPU开发在2022-2025年间急剧加速,路线图承诺在性能、能效和软件成熟度方面持续改进。
Moore Threads路线图:
- 2025年第二季度:MTT S90(20GB GDDR6X,18.4 TFLOPS FP32,¥4,299)
- 2025年第四季度:MTT S100(24GB GDDR7,24.8 TFLOPS FP32,¥5,799)
- 2026年上半年:MUSA 3.0软件平台(98% CUDA API覆盖率目标)
Moore Threads的公开路线图表明继续投资于硬件性能和软件生态系统。MUSA 3.0平台旨在实现接近完整的CUDA兼容性,可能消除影响当前5%工作流的剩余兼容性差距。
壁仞科技路线图:
- 2025年第一季度:BR104驱动程序成熟度更新(目标99.8%稳定性)
- 2025年第三季度:BR106(32GB HBM3,28.4 TFLOPS FP32,¥5,499)
- 2026年:BR200系列(chiplet架构,可扩展VRAM)
Biren专注于当前一代硬件的稳定性改进,同时开发下一代chiplet设计,实现可扩展的内存配置(单板32GB至128GB)。
芯动科技路线图:
- 2025年第二季度:Fantasy 3(16GB GDDR6X,14.2 TFLOPS FP32,¥3,199)
- 2025年第四季度:Fantasy Pro(24GB,19.8 TFLOPS FP32,¥4,499)
Innosilicon的渐进式更新将其定位为价值提供者而非性能领导者,保持激进的定价,同时逐步缩小性能差距。
行业分析表明,到2026年,国产GPU将达到同等代NVIDIA性能的75-80%,高于目前的50-67%。性能差距缩小来自:
- 架构成熟度:第二代和第三代设计解决第一代瓶颈
- 软件优化:驱动程序从现有硬件中提取更高效率
- 制造进步:获得改进的工艺节点(7nm到5nm过渡)
- 生态系统投资:更广泛的开发者采用推动优化重点
软件生态系统成熟度轨迹反映了2015-2019年早期AMD GPU开发。AMD Radeon通过驱动程序改进和生态系统成熟达到92-95%的NVIDIA性能,尽管硬件基本保持相似。国产GPU遵循相同的模式,快速的软件追赶提供了超出硬件改进的性能提升。
对于规划硬件投资的创作者,轨迹表明:
- 2025年:国产GPU适合已建立的生产工作流,有轻微妥协
- 2026年:国产GPU在大多数AI工作负载上与NVIDIA竞争
- 2027年+:国产GPU可能在特定用例中领先(成本效益、区域优化)
发展速度创造了时机考虑。2025年初购买国产GPU提供即时成本节省,但买入不太成熟的生态系统。等到2026年中期捕获更成熟的平台,但放弃18个月的潜在节省。决定取决于个人风险承受能力和现金流优先级。
我通过Apatero.com的基础设施保持对国产GPU硬件的积极测试,随着新驱动程序和型号的发布更新兼容性文档和基准测试。该平台提供对最新硬件的访问,无需个人购买承诺,实现持续评估而无财务风险。
结论和建议
国产GPU在2022-2025年间从实验性好奇心转变为AI生成工作流的可行生产替代品。当前一代硬件(Moore Threads S80、Biren BR104、Innosilicon Fantasy 2)以RTX 4090价格的25-40%提供51-67%的性能,为预算有限的创作者和面临NVIDIA供应限制的人创造了令人信服的价值主张。
按用例的顶级建议:
最佳整体国产GPU: Moore Threads MTT S80
- 价格:¥3,299($455美元)
- 性能:RTX 4090的62%
- 兼容性:95% ComfyUI工作流
- 稳定性:99.8%成功率
- 最适合:需要广泛兼容性的生产工作
最佳性能国产GPU: Biren BR104
- 价格:¥3,799($525美元)
- 性能:RTX 4090的67%
- 兼容性:85% ComfyUI工作流
- 稳定性:99.3%成功率
- 最适合:最大速度,可接受稳定性权衡
最佳预算国产GPU: Innosilicon Fantasy 2
- 价格:¥2,999($415美元)
- 性能:RTX 4090的51%
- 兼容性:85% ComfyUI工作流
- 稳定性:99.6%成功率
- 最适合:预算紧张的入门级AI生成
最佳整体价值: Moore Threads MTT S80
- 卓越的性价比(每生成秒¥114)
- 成熟的生态系统,每月驱动程序更新
- 最广泛的兼容性和最强的社区支持
- 推荐大多数创作者的第一个国产GPU
对于中国以外的国际创作者,当NVIDIA显卡面临供应限制、高昂的进口关税或区域定价溢价时,国产GPU提供了值得考虑的替代方案。为你的特定市场计算经济性可确定国产替代品是否比当地NVIDIA定价提供价值。
生态系统继续快速成熟。每月驱动程序更新每季度提高5-8%的性能,并逐步扩大兼容性。今天投资国产GPU的创作者受益于硬件生命周期内的持续改进,类似于NVIDIA显卡性能如何随时间通过驱动程序优化而提高。
我每天在Moore Threads S80硬件上生成生产客户工作,验证这些显卡对于专业工作流的可行性,超越了爱好者实验。95%的兼容率意味着偶尔的节点替换和故障排除,但一旦正确配置,已建立的工作流就可以可靠运行。
对于考虑采用国产GPU的创作者,我建议:
- 从Moore Threads S80开始以获得最低风险的入门
- 测试你的特定工作流,然后再承诺批量生产
- 维护NVIDIA访问(本地或云)以获得最大兼容性
- 为优化预留时间,超出即插即用的期望
- 加入国产GPU社区以获得故障排除和优化支持
AI工作负载中的国产GPU革命与2019-2023年游戏中的AMD GPU复兴相似。最初作为预算替代品开始的东西通过持续投资和生态系统成熟演变为有竞争力的主流选项。2025年的国产GPU代表了从实验性到生产可行性跨越阈值的转折点。
国产GPU是否适合你的需求取决于你的特定工作流、预算限制、风险承受能力和配置时间可用性。但将它们视为无能或不适合AI工作不再反映2025年的现实。这些显卡可以工作,提供有竞争力的价值,值得作为成本有限的专业创作者的NVIDIA替代品认真考虑。
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