電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/周凱揚）相信對于超級計算機有所了解的朋友，對于富岳這一曾經(jīng)稱霸的日本超算系統(tǒng)應(yīng)該不陌生。這臺超算從2014年開始研發(fā)，歷經(jīng)數(shù)年才正式啟用。而它也是全球首個獲得TOP500榜首的ARM架構(gòu)超算，基于A64FX打造。

盡管主打HPC應(yīng)用，并未配備任何GPU組件，富岳在AI計算上依舊不遜色這些年新出的一些超算系統(tǒng)，富士通也在與東京工業(yè)大學(xué)、日本理化學(xué)研究所合作，打造基于日語的生成式AI。然而，面對未來要求算力節(jié)節(jié)攀升的AI應(yīng)用，以及開始嚴控能效的數(shù)據(jù)中心，富士通已經(jīng)開始了下一代旗艦CPU代號FUJITSU-MONAKA的開發(fā)。

曾經(jīng)的霸主，上一代A64FX

作為由富士通專為富岳超級計算機設(shè)計的HPC/AI處理器，上一代的A64FX是為了徹底替代SPARC64 V的VIIIFX而打造的，2018年公開的A64FX不僅是首批用上7nm工藝的超算處理器，也是首個基于ARM V8.2A指令集加SVE的ARM處理器，單芯片峰值算力達到2.7TFLOPS。

A64FX集成了4個NUMA節(jié)點，每個節(jié)點包含12個計算核心，除此之外還有一個輔助核心用于非計算類的任務(wù)，不過只有在2.2GHz最高頻率運行時才會啟用4個輔助核心，整個處理器共計52個核心。為了支持8GB的HBM2內(nèi)存，富士通還集成了一個內(nèi)存控制器，且基于其自研互聯(lián)技術(shù)Tofu D，為A64FX集成了一個Tofu D控制器。

正是因為有了強悍的A64FX，富士通的富岳自2020年6月起，以442petaFLOPS的算力牢牢占據(jù)著超算TOP500榜首的位置，直到兩年之后被Frontier超過。畢竟從2019年到2022年，無論是芯片設(shè)計、接口標準還是工藝制程都有了巨大的發(fā)展，且為了跟進現(xiàn)在的AI潮流，即便是過去以HPC為主的超算，也不得不考慮起AI算力，所以富士通計劃把下一代Monaka打造成次時代的高性能高能效芯片。

2nm的Monaka

為了進一步應(yīng)對AI和DX的快速發(fā)展，尤其是數(shù)據(jù)中心的功耗增加，富士通計劃利用ARMv9-A架構(gòu)以及臺積電的2nm打造全新的Monaka處理器。根據(jù)富士通公開的情報來看，該處理器集成了150個核心，支持DDR5內(nèi)存、PCIe 6.0（CXL 3.0）接口，采用3D Chiplet的設(shè)計打造。

Monaka的設(shè)計目標包括節(jié)能、高速、安全性和易用性。在能效上，富士通表示Monaka具備兩倍于競品的能效，顯著減少碳足跡和電力成本。第二個是高速數(shù)據(jù)處理與傳輸，雖然沒有具體數(shù)字，但富士通表示在AI負載上的計算能力也將達到競品的兩倍。


第三是安全性，除了用于大型服務(wù)器集群中必須實現(xiàn)的穩(wěn)定與可靠性外，Monaka還將通過Armv9-A中引入的全新CCA加密計算架構(gòu)特性來確保安全性。最后是易用性，通過對富岳的開發(fā)，富士通已經(jīng)有了針對Arm架構(gòu)在HPC/AI上進行軟件開發(fā)的經(jīng)驗，結(jié)合基于Arm架構(gòu)開發(fā)的服務(wù)器開源軟件不斷面世，Monaka將擁有更加廣泛的軟件生態(tài)支持。

至于下一代超算處理器，富士通也表示相關(guān)的研究調(diào)查工作正在進行，不過預(yù)計2030年才會落地。Monaka雖然同樣性能強大，但還是主要面向商用價值更高的數(shù)據(jù)中心/AI市場。

值得一提的是，雖然日本本土生產(chǎn)2nm芯片的晶圓廠Rapidus也計劃于2027年量產(chǎn)，但富士通依然選擇了使用臺積電的2nm打造。富士通表示這是因為臺積電在富士通處理器的量產(chǎn)方面有著良好的記錄，為了實現(xiàn)MONAKA在2027年的成功上市，臺積電的2nm是最佳的選擇。

況且Rapidus要到2025年EUV***才到位，開始試產(chǎn)工作，并準備好接收額外的EUV***，Rapidus的晶圓良率和產(chǎn)能仍有待驗證。而臺積電已經(jīng)準備好2025年生產(chǎn)2nm芯片，也給了富士通2年的時間來優(yōu)化其芯片設(shè)計。

寫在最后

其實從A64FX開始，基于Arm架構(gòu)的大芯片就開始持續(xù)井噴，不論是Ampere的Altra、英偉達的Grace，還是平頭哥的倚天710，Arm在服務(wù)器、HPC和AI領(lǐng)域的市場競爭力已經(jīng)達到了新的高度，相信未來數(shù)據(jù)中心和超算上，都會出現(xiàn)更多Arm芯片的身影。