Japon Fujitsu şirketinin işlemcilerin ve süper bilgisayarların geliştirilmesindeki deneyimi harika ve çok yönlüdür. Uzun bir süre boyunca Fujitsu çözümlerinin ana mimarisi SPARC64’tü, ancak zaman değişiyor: 2018’de şirket, Arm mimarisini temel alan kendi işlemcisini geliştirdiğini duyurdu. Bugün bu çipi A64FX ismiyle biliyoruz .
2020 yılında, entegre HBM belleğe ve ara bağlantıya sahip 48 çekirdekli A64FX tabanlı Japon Fugaku kümesi, 537,2 Pflop sonucuyla TOP500 sıralamasında ilk sırada yer aldı.
Fujitsu, mimari yeniliklerin ve değişen BT ortamının öneminin bilincinde. Bu nedenle şirket , performans ve enerji verimliliği göstergelerini iki katına çıkarmanın yanı sıra yapay zeka görevlerinin artan popülaritesini de hesaba katmayı amaçlayan MONAKA kod adlı yeni bir sunucu işlemcisinin geliştirildiğini duyurdu . Ve yakın zamanda Fujitsu ilk kez gelecekteki CPU’ların teknik özellikleri hakkında daha ayrıntılı olarak konuştu.
Birincisi, yeni işlemcinin geliştiricileri mevcut transistör teknolojisinin getirdiği sınırlamaların çok iyi farkındalar. FinFET ve alternatiflerinin ömrünü tamamladığı ortada ve bu teknoloji, yeni neslin çığır açan çözümler için uygun değil. MONAKA işlemcileri, GAA (Gate-all-Around) adı verilen yeni bir tür kapı transistörü kullanacak. Görünüşe göre Samsung’un geliştirmekte olduğu ve 2nm SF2 süreci kapsamında gelecek yıl üretime sokmayı planladığı teknolojiden bahsediyoruz.
2nm GAA transistörlerin kullanıma sunulması parazitik kapasitansı azaltacak, bu da daha düşük bir besleme voltajıyla daha yüksek saat frekanslarına ulaşmak anlamına geliyor. Aynı zamanda yeni teknoloji yalnızca işlemci çekirdeklerinde değil aynı zamanda Fujitsu’nun kendi araçları kullanılarak tasarlanan önbellek düzeneklerinde de uygulanacak.
İkinci olarak MONAKA başlangıçta modüler bir işlemci olarak tasarlandı. Merkezde DDR5 (12 kanal) ve PCI Express 6.0/CXL 3.0 denetleyicileri içeren bir IO kristali olacak. Üstte işlemci çekirdekleri bulunan 5nm SRAM önbellek yongaları ve 2nm yongalardan oluşan düzeneklerle çevrelenecek. Dikey bağlantı TSV teknolojisiyle, yatay bağlantı ise silikon ara katmanla sağlanacak. Aslında 3 boyutlu bir düzenden bahsediyoruz.
12 kanallı bellek alt sistemi hiçbir darboğaz yaşanmamasını sağlayacaktır: A64FX’in HBM2 kullanımı sayesinde bant genişliği konusunda hiçbir sorunu yoktu, ancak belleğin kendisi 32 GB ile sınırlıydı. Ancak MONAKA, hem klasik DIMM modüllerini kullanarak hem de CXL bellek bankaları aracılığıyla genişletme konusunda sorun yaşamayacak, neyse ki x16 modunda 256 GB/s bant genişliğine sahip PCIe 6.0 sürümü hemen temel alınıyor. Kaç satır olacağı henüz belirtilmedi.
Yeni platform başlangıçta iki soketli bir platform olarak tasarlandı ve Fujitsu çekirdek sayısı konusunda da mütevazı davranmıyor: MONAKA işlemcileri 144 çekirdeğe sahip olacak ve yeni 2nm işlem teknolojisi sayesinde bu kadar ısınmayacaklar. Mühendisler, hava soğutmanın işlemciler için yeterli olduğunu söylüyor. İşlemciler , SVE2 vektör uzantıları ve Gizli Bilgi İşlem teknolojisi içeren Armv9-A talimat setini alacak. Büyük olasılıkla, bu sefer özel talimatlar olmadan yapamayacağız.
İkincisi, MONAKA’nın yalnızca HPC pazarına yönelik olmayıp aynı zamanda bulut ortamlarında kullanıma yönelik olması nedeniyle özellikle önemlidir. Gizli bilgi işlem alt sistemi, her sanal makinenin içeriğini kendi anahtarıyla şifrelemenize olanak tanıyor, böylece veri merkezi sahipleri bile VM’nin iç kısımlarına erişemez. Ancak modern HPC sistemleri, kaynaklara erişmek için bulut yaklaşımını giderek daha fazla kullanıyor.
GPU’ların ve diğer özel hızlandırıcıların popülaritesine rağmen Fujitsu, heterojen mimarinin önemli dezavantajlara sahip olduğuna inanıyor – özellikle üreticilerin fiyatlandırma politikası dikkate alındığında gözle görülür derecede daha pahalı, kaynakların eksik kullanımına eğilimli ve aynı zamanda çok ekonomik değil ve genellikle özel soğutma sistemleri gerektirir. Şirket, homojen MONAKA mimarisinin bu eksikliklere sahip olmadığına ve Fujitsu yazılımıyla birlikte yapay zeka iş yüklerini başarıyla yönetebileceğine inanıyor.
Yazılım tarafında Fujitsu büyük ölçüde açık kaynaklı çözümlere güveniyor. MONAKA işlemcileri Arm System Ready standartlarını karşılayacak ve Linux ve ilgili araçlar, özellikle GCC, glibc, live-patch, papi vb. için tam destek alacaktır. Geliştirme, Arm için açık kaynaklı yazılımları birleştirmeye adanmış bir kuruluş olan Linaro’nun yanı sıra UXL ittifakı ile yakın işbirliği içinde yürütülüyor . Şirket, MONAKA için örneğin optimize edilmiş bir OpenBLAS kütüphanesi hazırlayacak.
Fujitsu çevreye de önem veriyor: Yeni işlemcinin temel özelliklerinden birinin, veri merkezi enerjisinde %40’lık bir azalma sağlamayı amaçlayan Japon ulusal NEDO programının hedeflerini karşılayan verimliliği olacağını hatırlatalım.
MONAKA teslimatlarının başlamasına gelince, her şey planlandığı gibi gidiyor: Yeni işlemcilerin ilk partileri, 2027 gibi erken bir tarihte sunucularda ve bilgi işlem düğümlerinde yerini bulacak. Bu , PCIe 6.0 çözümlerinin 2025 yılına kadar pazara sunulmasının beklenmemesi gerektiğini öngören PCI Express geliştirme döngüsüyle tutarlıdır .
