Teknoloji devi Fujitsu, geleceğin süper bilgisayarlarını ve yapay zeka sistemlerini şekillendirecek yeni nesil işlemcilerini duyurdu. Firmanın öncülük ettiği Monaka serisi, 2027 yılında piyasaya sürülecek ve önemli yenilikleriyle dikkat çekecek.
Fujitsu'nun merakla beklenen Monaka işlemcisi, 2027'de teknoloji dünyasıyla buluşmaya hazırlanıyor. Mevcut A64FX modelinin yerini alacak olan bu yeni nesil yonga, Arm v9.3-A mimarisi üzerine kurulu ve 3D çiplet tasarımını kullanıyor. Bu sayede, yapay zeka (YZ) alanında iki kata kadar daha fazla performans sunması bekleniyor.
Monaka işlemcilerinin temelini Arm v9 CPU mimarisi oluşturuyor. Fujitsu'ya göre, YZ ve yüksek performanslı bilgi işlem (HPC) alanlarındaki gelişmelerde işlemciler kritik rol oynuyor. Özellikle ajan tabanlı YZ iş yükleri, orkestrasyon ve çevresel işlemeler için daha fazla işlemci gücü gerektirirken, aynı zamanda genel iş yüklerini de bu alanda artırıyor. HPC tarafında ise işlemciler, yüksek işlem hacmi ve hassasiyet gerektiren görevlerde vazgeçilmez olmaya devam ediyor.
Monaka serisi ile Fujitsu'nun hedefleri şu şekilde sıralanıyor:
- YZ Performansında 2 Katına Kadar Artış (Mimari ve açık ekosistem desteğiyle)
- Toplam Sahip Olma Maliyetinde %50'den Fazla Azalma (Ultra Düşük Voltaj yetenekleri sayesinde)
- Verilerin Kullanım Sırasında Güvenli Bir Şekilde Korunması (Gizli Bilişim ile)
Fujitsu Monaka serisi, çipletler aracılığıyla 3D entegrasyondan tam olarak yararlanıyor. Temel çiplet, Arm v9.3-A mimarisine dayanan 2nm'lik bir tasarım. Bu temel çipletin altında ise 5nm üretim teknolojisiyle üretilmiş, SRAM ve G/Ç birimlerini barındıran 3D yığılı bir yonga bulunuyor.
Monaka'nın mimarisi, YZ ve HPC için Arm SVE2-256bit desteği sunuyor ve toplam 144 çekirdeğe sahip. Platform düzeyinde, her düğümde iki soket bulunması sayesinde toplam 288 çekirdeğe ulaşmak mümkün. G/Ç tarafında, yonga 96 adet PCIe 6.0 (CXL 3.0) şeridi ile donatılmış. Bellek desteği ise DDR5-8000+ MT/s (12 kanal) şeklinde. İşlemci, hem sıvı hem de hava soğutmayı destekleyecek ve artırılmış verimlilik için ultra düşük voltaj operasyonu sunacak.
Fujitsu'nun 2nm'lik monolitik bir yaklaşım yerine 3D çiplet tasarımını tercih etmesinin temel nedenleri arasında güç, performans ve maliyet yer alıyor. Çiplet tabanlı dağıtık mimari, her tasarım bileşeni için en uygun teknolojinin seçilmesine olanak tanıyor.
Sonuç olarak, işlemci üç farklı yongadan oluşuyor. Temel yonga, yüksek performans ve düşük güç hedeflerine ulaşmak için TSMC'nin N2P üretim teknolojisini kullanırken, SRAM ve G/Ç yongaları TSMC N5 teknolojisine dayanıyor. Monaka'daki tüm son seviye önbellekler, temel yonganın altındaki 5nm SRAM hücresine entegre edilmiş ve hibrit bağlama ile temel yongaya sıkıca bağlanmış durumda. G/Ç birimleri de bir silikon ara katman üzerinden SRAM yongasına bağlı.
Bu tasarım, 2nm'lik yongada toplam silikon alanını %30 oranında azaltarak maliyet düşüşüne ve daha dengeli bir performans artışına katkı sağlıyor. Her bir çekirdek yaklaşık olarak 1.47mm² yer kaplıyor.
Soğutma için, en sıcak olan temel yonga üst kısma yerleştirilmiş. Bu konumlandırma, soğutma tarafına olan termal yolu da kısaltıyor. İki yonga arasındaki F2F/Hibrit bağlama, sinyal yolunu kısaltarak gecikme ek yükünü azaltıyor. LDO (Düşük Bırakma Regülatörü) ise çekirdek başına voltaj ve frekans kontrolü için çekirdek başına DVFS (Dinamik Voltaj ve Frekans Ölçeklendirme) olanağı sunuyor.
Arm v9.3-A mimarisi, Fujitsu'nun özel çekirdek tasarımını temsil ediyor ve YZ/HPC iş yükleri için mikro mimari düzeyde PPA (Performans, Güç, Alan) optimizasyonu sunuyor. Mimari aynı zamanda düşük güç tüketimi için de optimize edilmiş. Gelişmiş SVE2 motoru, iki adet 256-bit genişlikte yürütme birimi, iki adet 256-bit Yükleme/Depolama birimi içeriyor ve YZ çıkarımı için FP8 ve INT8MM gibi ek veri tiplerini de destekliyor.
Genel amaçlı işlemler için yonga, üç seviyeli gelişmiş TAGE tabanlı dal tahmini birimleri ve altı adet ALU (Aritmetik Mantık Birimi) içeriyor. Hata toleransı (RAS) açısından ise L1/L2 önbelleklerde ECC (Hata Düzeltme Kodu), yürütme birimleri ve kayıtlarda parite kontrolleri ve geçici hatalardan kurtulmak için donanımsal komut tekrar deneme mekanizması bulunuyor.
Monaka, bellek erişimi için NUMA (Non-Uniform Memory Access) Düğüm metodolojisini de destekliyor ve tasarlanmış yazılım özelliklerine uyum sağlamak için esnek NUMA düğümlerine yapılandırılabiliyor:
- 18 çekirdek x 8 NUMA düğümü: Son Seviye Önbellek Gecikmesi/İş Hacmi
- 36 çekirdek x 4 NUMA düğümü: Bellek Gecikmesi/İş Hacmi Dengesi
- 144 çekirdek x 1 NUMA düğümü: Büyük Boyutlu Bellek Uygulaması
Fujitsu'nun Monaka platformu iki farklı çip SKU'su ile gelecek. Yüksek Performans SKU'su 144 çekirdek, 2.9 GHz temel frekans, 500W TDP, 6013 GFLOPs (DGEMM) ve temel saat hızında 96.2 TOPS (INT8) sunacak. Yüksek Verimlilik SKU'su ise aynı çekirdek özelliklerine sahip olacak ancak 2.1 GHz çalışma frekansı ve 350W TDP ile çalışacak. Bu model, temel saat hızlarında 4355 GFLOPs (DGEMM) ve 69.7 TOPS (INT8) sağlayacak. Performans varyantı sıvı soğutma kullanırken, verimlilik varyantı hava soğutma ile gelecek.
Fujitsu, Monaka çipinin örneklerini şimdiden dağıtmaya başladı ve üretim sevkiyatlarının 2027 yılında başlaması planlanıyor.
Geleceğe yönelik olarak, şirket 2029'da piyasaya sürülmesi hedeflenen Monaka-X işlemcisini de planlıyor. Monaka-X, YZ için SME2'yi içerecek ve FugakuNext süper bilgisayarı için seçildi. Yonga ayrıca YZ/HPC için NVIDIA'nın NVLink Fusion teknolojisini de entegre edecek.
