AI Infra / HPC 核心高频面试题库（200+ 工业真题全解）

涵盖硬件微架构、算子调优、分布式训练、推理引擎、模型结构、多模态、系统编程与经典算法八大模块

专为大厂 AI Infra、大模型系统、高性能算子与底层系统研发打造的工业级核心真题题库与参考解析

题库定位说明：本题库严格按照大厂（OpenAI、Anthropic、Meta、字节跳动、阿里巴巴、腾讯、DeepSeek、百度等）AI Infra 架构师、大模型训练/推理系统专家与 CUDA/Triton 算子优化工程师的高频面试真题与考察心法进行分类整理与深度重构。拒绝表面八股死记硬背，全部题目直击物理极限约束、第一性原理推导、源码架构拆解与手撕生产级代码。

核心通关学习路线图

AI Infra 面试不同于传统互联网基于 RPC 与数据库的业务开发，其技术底层以“硬件物理边界与片上通信延迟”为核心约束。题库按照由单卡微架构到算子优化、由集群训练到分布式推理、再到底层工程底座的认知梯度组织：

graph TB
  subgraph M1_M2 ["第一阶段：硬件微架构与高性能算子"]
    M1["01. CUDA 与 GPU 硬件基础<br/>(SM架构/Warp原语/TMA/Bank Conflict)"]
    M2["02. 算子开发与优化<br/>(GEMM/Reduce/FlashAttention/CuTe)"]
    M1 --> M2
  end

  subgraph M3_M4 ["第二阶段：分布式系统与端到端引擎"]
    M3["03. 分布式训练 Infra<br/>(3D并行/ZeRO/DualPipe/NCCL/DeepEP)"]
    M4["04. 推理 Infra 与框架<br/>(vLLM/PagedAttn/PD分离/FP8量化)"]
    M2 --> M3
    M3 --> M4
  end

  subgraph M5_M6 ["第三阶段：模型架构与多模态演进"]
    M5["05. 大模型算法与架构<br/>(RoPE/MLA/MoE/SwiGLU/MTP)"]
    M6["06. Diffusion 与多模态<br/>(DiT/Flow Matching/LoRA/VAE)"]
    M4 --> M5
    M5 --> M6
  end

  subgraph M7_M8 ["第四阶段：系统编程底座与高频算法"]
    M7["07. C++/Python 系统编程<br/>(协程/内存模型/GIL/PyTorch扩展)"]
    M8["08. 核心算法题与数据结构<br/>(LeetCode 高频/BFS/双调排序/DP)"]
    M6 --> M7
    M7 --> M8
  end

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八大核心模块导航

每个模块均提供 前 1~2 题公开免费试读（包含完整题目描述与核心解析）。第 3 题起所有大厂高频真题（题目描述 + 追问细节 + 白板推导心法 + 手撕 Kernel 源码）均已全量密文封包深度加密保护，需凭微店/闲鱼专属卡密一键解锁。

模块编号	模块名称	题目容量	核心考察技能与技术突破点	推荐直达链接
Module 01	CUDA 与 GPU 硬件基础	27 题	SM 微架构、Warp 原语、Bank Conflict、Occupancy、TMA、Unified Memory、CUDA Graph	进入查阅 →
Module 02	算子开发与优化	33 题	Triton/CuTe 抽象、GEMM Tiling、Double Buffering、FlashAttention、Online Softmax 手撕	进入查阅 →
Module 03	大模型分布式训练 Infra	33 题	3D 并行切分、ZeRO-1/2/3、DualPipe、Zero-bubble、NCCL 通信量推导、DeepEP、RL 异步训练	进入查阅 →
Module 04	大模型推理 Infra 与框架	33 题	vLLM PagedAttention、Continuous Batching、PD 分离 (Mooncake)、投机解码、FP8/INT8 量化	进入查阅 →
Module 05	大模型算法与模型架构	23 题	RoPE 推导、FlashDecoding、MLA 矩阵吸收、DeepSeek-V3 架构拆解、MoE 动态路由	进入查阅 →
Module 06	Diffusion 与多模态生成模型	11 题	DiT 推理加速、Flow Matching 速度场、Score Matching、Feature Cache、LoRA 手撕	进入查阅 →
Module 07	C++、Python 与系统编程基础	9 题	C++20 无栈协程、emplace_back 原地构造、Python GIL、IPC 通信、PyTorch 底层张量连续性	进入查阅 →
Module 08	核心算法题与数据结构	28 题	算子手撕、Bitonic 并行排序、图算融合 (Graph Fusion)、LRU、单调栈与高维动态规划	进入查阅 →

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面试定级评分基准（Rubrics）

定级层级	硬件理解深度	算子与系统设计能力	通信与分布式并行意识
准入线 (Junior / P6)	清楚 Grid/Block/Thread 划分，知道 Global/Shared 区别	能写基础的 Vector Add / Naive GEMM，知道算子融合	知道 DP/TP/PP 定义，知道 NCCL 通信，能背诵基础公式
资深线 (Senior / P7)	能分析 Bank Conflict、指令级并行 (ILP) 与 Occupancy 瓶颈	熟练手撕 Warp Shuffle 归约、Online Softmax，掌握 Triton Tiling	独立推导 Ring AllReduce 通信量，能给出 3D 并行与 ZeRO 选型，考虑计算通信重叠
架构师 (Staff / P8+)	深入 Hopper TMA/WGMMA/DSMEM 微架构，从物理极限反推吞吐	能够设计 CuTe MMA 流水线与自适应分块，解决极端硬件长尾延迟	洞察 DualPipe / Zero-bubble 细粒度调度，精通 PD 分离与跨节点 RDMA 拓扑编排