L'expérience de Fujitsu japonaise dans le développement de processeurs et de super ordinateurs est excellente et polyvalente. Pendant longtemps, la principale architecture de Fujitsu Solutions a été SPARC64, mais les changements de temps: en 2018, la société a annoncé qu'elle avait développé son propre processeur en fonction de l'architecture ARM. Aujourd'hui, nous connaissons cette puce avec le nom A64FX.
En 2020, l'ensemble FUGAKU japonais basé à 48 core A64FX avec mémoire HBM intégrée et connexion intermédiaire ont pris la première place dans le TOP500 avec 537.2 PFLOP.
Fujitsu est conscient de l'importance des innovations architecturales et du changement d'environnement informatique. Pour cette raison, la société a annoncé qu'un nouveau processeur de serveurs, Monaka, nommé par code, avait été développé, visant à prendre en compte la popularité croissante des tâches d'intelligence artificielle, ainsi que de doubler les indicateurs de performance et d'efficacité énergétique. Et récemment, Fujitsu a parlé plus en détail des caractéristiques techniques des futurs CPU.
Premièrement, les développeurs du nouveau processeur sont très bien conscients des limites de la technologie de transistor actuelle. Il est évident que FinFet et des alternatives ont terminé leur vie, et cette technologie ne convient pas aux solutions révolutionnaires de la nouvelle génération. Les processeurs Monaka utiliseront un nouveau type de transistor de porte appelé GAA (Gate-All-Around). Apparemment, nous parlons de la technologie que Samsung développe et de la technologie qu'il prévoit de mettre en production l'année prochaine dans le cadre du processus SF2 2 nm.
L'utilisation de transistors GAA 2 nm à l'utilisation de transistors réduira la capacité parasite, ce qui signifie atteindre des fréquences d'horloge plus élevées avec une tension d'alimentation plus faible. Dans le même temps, la nouvelle technologie sera appliquée non seulement dans les noyaux de processeur, mais aussi dans les assemblages de cache de Fujitsu conçus à l'aide de ses propres outils.
Deuxièmement, Monaka a été initialement conçu comme un processeur modulaire. Le centre sera un cristal IO contenant des contrôleurs DDR5 (12 canaux) et PCI Express 6.0 / CXL 3.0. Il sera entouré de puces de cache SRAM 5 nm et de puces 2 nm avec des graines de processeur sur le dessus. La connexion verticale sera fournie avec la technologie TSV et la connexion horizontale sera fournie avec une couche intermédiaire en silicone. En fait, nous parlons d'une disposition à 3 dimensions.
Le sous-système de mémoire 12 canaux garantira qu'il n'y a pas d'étranglement: A64FX n'a eu aucun problème avec l'utilisation de HBM2, mais la mémoire elle-même était limitée à 32 Go. Cependant, Monaka n'aura aucun problème à la fois en utilisant des modules DIMM classiques et via les banques de mémoire CXL, heureusement, la version PCIE 6.0 de 256 Go / s largeur de bande en mode x16 est immédiatement basée sur le mode x16. Combien de lignes ne sera pas encore spécifiée.
La nouvelle plate-forme a été initialement conçue comme une plate-forme à deux douilles et n'agit pas modestement sur le nombre de noyaux Fujitsu: les processeurs Monaka auront 144 noyaux et ne se réchaufferont pas grâce à la nouvelle technologie de traitement 2NM. Les ingénieurs disent que le refroidissement à l'air est suffisant pour les processeurs. Les processeurs recevront l'ensemble d'instructions ARMV9-A contenant des extensions vectorielles SVE2 et une technologie secrète de traitement de l'information. Très probablement, cette fois, nous ne pourrons pas le faire sans instructions spéciales.
Deuxièmement, il est particulièrement important car Monaka est non seulement dirigé vers le marché du HPC, mais aussi pour une utilisation dans des environnements cloud. Le sous-système de traitement de l'information secrète vous permet de crypter le contenu de chaque machine virtuelle avec sa propre clé, de sorte que même les propriétaires de centres de données ne peuvent pas accéder aux parties intérieures de la machine virtuelle. Cependant, les systèmes HPC modernes utilisent de plus en plus l'approche cloud pour accéder aux ressources.
Malgré la popularité des GPU et d'autres accélérateurs spéciaux, Fujitsu estime que l'architecture hétérogène présente des inconvénients importants - en particulier compte tenu de la politique de tarification des fabricants, il est visible plus coûteux, sujet à l'utilisation manquante des ressources et nécessite également des systèmes de refroidissement spéciaux. La société estime que l'architecture homogène Monaca n'a pas ces carences et peut gérer avec succès les charges de travail de l'intelligence artificielle avec le logiciel Fujitsu.
Côté logiciel, Fujitsu s'appuie en grande partie sur des solutions open source. Les processeurs Monaka respecteront les normes de lecture du système ARM et les outils linux et les outils connexes, en particulier le GCC, le GLIBC, le patch en direct, le PAPI, etc. recevront un soutien complet. Le développement est effectué en étroite coopération avec l'alliance UXL, ainsi que Linaro, une organisation dédiée à la combinaison du logiciel ouvert pour ARM. La société préparera une bibliothèque OpenBlas optimisée pour Monaka, par exemple.
Fujitsu attache également l'importance à l'environnement: l'une des principales caractéristiques du nouveau processeur sera l'efficacité qui répondra aux objectifs du programme national japonais Nedo, qui vise à fournir une réduction de 40% de l'énergie du centre de données.
Quant au début de la livraison de Monaka, tout se passe comme prévu: les premières parties des nouveaux processeurs trouveront leur place sur les serveurs et les nœuds de processus d'information à une date précoce comme 2027. Cela est conforme au cycle de développement PCI Express, qui prédit que les solutions PCIE 6.0 ne devraient pas être offertes au marché d'ici 2025.
