Telset.id – Fujitsu akhirnya mengonfirmasi detail arsitektur prosesor server Monaka 144-core pada ajang Hot Chips 2026, 24 Agustus. Chip berbasis Arm ini menjadi sorotan utama karena membawa konfigurasi anyar berupa dual 256-bit SVE2 vector units, turun dari 512-bit SVE di pendahulunya A64FX. Yang lebih menarik, seluruh last-level cache ditempatkan pada die 5nm terpisah yang berada di bawah die komputasi 2nm.
Ryohei Okazaki, lead architect tim pengembangan prosesor Fujitsu, memperkenalkan Monaka sebagai “made-in-Japan CPU, specifically engineered for AI performance and power efficiency.” Prosesor ini dirancang untuk green AI data center dan mendapat subsidi dari New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) Jepang.
Fujitsu memasarkan Monaka dalam dua varian. SKU pertama berpendingin udara dengan TDP 350W dan base clock 2.1 GHz, sementara SKU kedua menggunakan pendingin cair dengan TDP 500W dan base clock 2.9 GHz. Evaluasi sampel sudah tersedia sekarang, dengan produksi massal dijadwalkan pada 2027.
Tiga Die dalam Satu Paket
Monaka mengadopsi pendekatan tiga lapis silikon yang tidak biasa. Lapisan pertama adalah core die 2nm pada proses TSMC N2P. Lapisan kedua adalah SRAM die 5nm pada TSMC N5 yang menampung seluruh last-level cache. Lapisan ketiga adalah IO die 5nm.
Core die ditumpuk face-to-face di atas SRAM die melalui hybrid bonding. Posisi ini sengaja dipilih karena core die menghasilkan panas paling tinggi, sehingga diletakkan di sisi yang bersentuhan langsung dengan sistem pendingin. Sementara itu, IO die terhubung ke SRAM die melalui silicon interposer.
Strategi ini membuat luas silikon 2nm hanya di bawah 30% dari total area die. Okazaki menjelaskan, pembagian ini memungkinkan Fujitsu “accelerate the time to market for our 2-nanometer-based chip” dengan memindahkan komponen yang tidak bisa menyusut efisien ke die 5nm.
Pendekatan cache-on-die ini membedakan Monaka dari AMD 3D V-Cache yang menempelkan SRAM ekstra di atas compute die yang sudah memiliki L3 sendiri. Sebaliknya, desain Monaka lebih dekat dengan Intel Clearwater Forest yang menaruh local cache di base tile dengan compute die di atasnya.
Fujitsu juga memindahkan low-dropout voltage regulator ke SRAM die 5nm. Langkah ini diambil karena sirkuit analog tidak bisa menyusut dengan baik di proses 2nm. Regulator ditempatkan tepat di bawah floating-point units core untuk mendukung per-core dynamic voltage and frequency scaling (DVFS).
Dr. Ian Cutress dari More Than Moore sempat menanyakan langkah Fujitsu meminimalkan core-to-core latency mengingat core die berada di sisi berlawanan paket dan lalu lintas data harus melewati IO die. Fujitsu hanya merujuk pada face-to-face hybrid bonding antara core dan SRAM die tanpa mengungkap angka latency.
Perubahan dari 512-bit ke 256-bit SVE2
Chester Lam dari Chips and Cheese mempertanyakan alasan Fujitsu mempersempit jalur vektor dari 512-bit SVE di A64FX menjadi 256-bit SVE2 di Monaka. Okazaki menjawab bahwa chip ini dibuat “for [the] data center” dan Fujitsu ingin “minimize the core size” demi biaya dan performa terbaik. Unit yang lebih sempit juga memangkas lebar SIMD untuk kode general-purpose.
A64FX, prosesor 7nm yang menggerakkan superkomputer Fugaku, merupakan chip pertama yang mengimplementasikan Arm SVE dengan vektor 512-bit dan HBM2 on-package untuk workload HPC yang terikat memori. Monaka justru meninggalkan HBM dan beralih ke 12-channel DDR5 pada 8000 MT/s.
Setiap core Monaka menjalankan dua unit SVE2 256-bit yang masing-masing sejajar dengan 256-bit load/store unit. Dukungan FP8 dan INT8 matrix ditambahkan untuk kebutuhan inference AI.
Dari sisi keandalan, core Monaka membawa fitur kelas mainframe warisan lini prosesor Fujitsu sendiri. L1 dan L2 cache dilengkapi ECC atau duplikasi, execution units dan registers mendapat parity checks, serta ada mekanisme hardware instruction-retry untuk memulihkan diri dari transient errors. Core ini juga memiliki three-level TAGE branch predictor dan enam ALU untuk throughput general-purpose, dengan luas core sekitar 1.47 mm².
Fujitsu memperkirakan SKU 350W mampu mencapai 4,355 GFLOPS di DGEMM dan 69.7 TOPS di INT8. SKU 500W diproyeksikan mencapai 6,013 GFLOPS dan 96.2 TOPS. Kedua varian sama-sama memiliki bandwidth sekitar 500 GB/s di STREAM Triad. Perusahaan mengklaim performa AI hingga dua kali lipat dan pengurangan TCO lebih dari 50% dibandingkan kompetitor yang tidak disebutkan namanya.
Kunci efisiensi Monaka terletak pada operasi ultra-low-voltage. Core berjalan sekitar 30% di bawah tegangan nominal sehingga hanya mengonsumsi sekitar setengah daya. Okazaki menyebut teknik tegangan ini menghasilkan “energy saving comparable to moving one generation beyond the 2 nanometers,” yang dicapai dengan custom SRAM dan proprietary CAD flow yang disetel untuk operasi tegangan rendah non-standar.
Pada 2027, 144 core Monaka akan berada di tengah lapangan prosesor server Arm. AWS Graviton5 mencapai 192 core Neoverse V3 pada satu die 3nm, Ampere menargetkan 512 core di AmpereOne Aurora, dan Microsoft Cobalt 200 mengemas 132 core dengan per-core DVFS sendiri. Diferensiasi Monaka justru terletak pada cache-on-die stack dan bandwidth 12-channel DDR5, bukan jumlah core. Lebar SVE2 256-bit-nya sejajar dengan SiPearl Rhea1 dan melampaui SVE2 128-bit yang umum di prosesor Arm hyperscaler.
Baca Juga:
NEDO mensubsidi Monaka melalui program green data center yang menargetkan penghematan energi 40% pada 2030. Namun, die 2nm dan 5nm Monaka diproduksi TSMC, bukan fabrik dalam negeri Jepang. Kesenjangan antara desain made-in-Japan dan manufaktur Taiwan ini menjadi catatan tersendiri di tengah narasi kedaulatan yang melekat pada program tersebut. Jepang telah mengalokasikan lebih dari 2 triliun yen untuk Rapidus guna produksi 2nm di Hokkaido pada 2027, serta sekitar 1.2 triliun yen untuk fab TSMC di Kumamoto. NEDO juga mendukung chip AI 1.4nm khusus dari Fujitsu dan IBM Japan yang akan dibangun sepenuhnya di Jepang oleh Rapidus. Monaka sendiri mendahului kapasitas domestik tersebut.
Penerus Monaka sudah dialokasikan untuk mesin flagship. FugakuNEXT, sistem RIKEN senilai sekitar $750 juta yang diumumkan Agustus tahun lalu bersama Fujitsu dan Nvidia, akan memasangkan Monaka-X kelas 1.4nm dengan GPU Nvidia melalui interkoneksi NVLink Fusion. RIKEN menargetkan lebih dari 600 FP8 exaFLOPS dalam envelope 40MW dan sekitar 100 kali performa aplikasi Fugaku, dengan operasi sekitar 2030. FugakuNEXT menjadi superkomputer flagship pertama Jepang yang menempatkan GPU sebagai inti, berbeda dari desain CPU-only A64FX pada Fugaku orisinal.
Fujitsu mempertahankan rencana Monaka secara konsisten selama tiga tahun pengungkapan. Jumlah core, pembagian node, dan perkiraan tanggal peluncuran 2027 tidak berubah sejak 2023. Fujitsu belum mengungkap harga, dan angka DGEMM, STREAM, serta INT8 masih berupa estimasi hingga pengujian independen pada peluncuran 2027.
Komentar
Belum ada komentar.