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Fujitsu Monaka sposta tutta la cache su un die separato a 5 nm
Fujitsu ha presentato di recente l'architettura di Fujitsu Monaka, processore per data center che colloca l'intera cache di ultimo livello su un componente distinto da quello dei core. La separazione consente di utilizzare il nodo produttivo più avanzato soltanto per la logica di calcolo, contenendo costi, superficie e consumi del silicio destinato ai carichi di intelligenza artificiale.
Il package è organizzato su tre livelli: il die dei core viene prodotto sul processo TSMC N2P a 2 nm, mentre il die SRAM a 5 nm ospita tutta la cache di ultimo livello. Un ulteriore die a 5 nm gestisce l'I/O. Core e SRAM sono sovrapposti faccia a faccia mediante hybrid bonding, mentre il collegamento con l'I/O passa attraverso un interposer in silicio.
Il die di calcolo si trova sul lato rivolto verso il sistema di raffreddamento, poiché rappresenta la porzione più calda del package. Fujitsu afferma inoltre che il silicio a 2 nm occupa meno del 30% dell'area complessiva. Su questa superficie trovano posto 144 core Arm, una scelta che privilegia densità ed efficienza rispetto alla rincorsa al numero massimo di core.
Rispetto all'A64FX impiegato nel supercomputer Fugaku, Monaka restringe le unità vettoriali da 512 a SVE2 a 256 bit. Ogni core dispone di due unità vettoriali, abbinate a percorsi load/store della stessa ampiezza, e aggiunge il supporto alle matrici FP8 e INT8 per l'inferenza. La memoria HBM2 lascia invece spazio a dodici canali DDR5-8000, con una banda STREAM Triad stimata intorno a 500 GB/s.
Il cambio di scala rispetto ai prodotti client è evidente, anche per chi conosce la lunga esperienza di Fujitsu nei portatili professionali. Nel package di Monaka trovano posto anche i regolatori LDO, trasferiti sul die SRAM perché i circuiti analogici non beneficiano quanto la logica del passaggio a 2 nm. Posizionati sotto le unità in virgola mobile, alimentano la regolazione dinamica di tensione e frequenza per ciascun core.
Il progetto integra caratteristiche di affidabilità da mainframe: correzione ECC o duplicazione nelle cache L1 e L2, controlli di parità su unità di esecuzione e registri, oltre a un meccanismo hardware capace di ripetere un'istruzione dopo un errore transitorio. Restano però sconosciuti i dati sulla latenza tra core collocati sui lati opposti del package, poiché Fujitsu non ha pubblicato misurazioni specifiche.
Sono previste due configurazioni. La variante raffreddata ad aria opera a 2,1 GHz con un TDP di 350 watt e raggiungerebbe 4.355 GFLOPS in DGEMM e 69,7 TOPS INT8. Quella a liquido sale a 2,9 GHz e 500 watt, con stime di 6.013 GFLOPS e 96,2 TOPS. Fujitsu rivendica prestazioni AI fino al doppio e una riduzione del TCO superiore al 50%, pur senza identificare i sistemi di confronto. I campioni di valutazione sono già disponibili, mentre la produzione in volumi nel 2027 porterà Monaka nei server commerciali.
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