فوجیتسو جزئیات مربوط به پردازنده های Arm آینده MONAKA / ServerNews را به اشتراک گذاشت

در سال 2020، خوشه ژاپنی فوگاکو مبتنی بر 48 هسته A64FX با حافظه یکپارچه و اتصال HBM اولین مکان در رتبه بندی TOP500 با نتیجه 537.2 Pflops. با این حال، این پردازنده ها، که هنوز هم نه تنها در فوگاکو، بلکه در سایرین نیز به خوبی کار می کنند ابر رایانه ها، به سختی می توان آن را واقعاً جهانی و مقرون به صرفه نامید.

منبع تصویر: فوجیتسو

فوجیتسو به خوبی از اهمیت نوآوری های معماری و تغییر چشم انداز فناوری اطلاعات آگاه است. بنابراین، این شرکت همچنین از توسعه یک پردازنده سرور جدید با نام رمز خبر داد موناکا، که برای آن قصد دارد شاخص های عملکرد و بهره وری انرژی را دو برابر کند و همچنین محبوبیت روزافزون وظایف هوش مصنوعی را در نظر بگیرد. و همین اواخر، فوجیتسو برای اولین بار با جزئیات بیشتری در مورد ویژگی های فنی پردازنده های آینده صحبت کرد.

اولا، توسعه دهندگان پردازنده جدید به خوبی از محدودیت های اعمال شده توسط فناوری ترانزیستور فعلی آگاه هستند. به نظر می رسد که تمام یا تقریباً تمام آب میوه از FinFET و آنالوگ های آن گرفته شده است و این فناوری برای راه حل های نوآورانه نسل جدید مناسب نیست. پردازنده های MONAKA از نوع جدیدی از ترانزیستور گیت استفاده می کنند که به اصطلاح GAA (Gate-all-Around) نامیده می شود. به نظر می رسد که ما در مورد فناوری صحبت می کنیم که سامسونگ در حال توسعه آن است و قصد دارد سال آینده به عنوان بخشی از فرآیند 2 نانومتری SF2 وارد تولید شود.

معرفی ترانزیستورهای 2 نانومتری GAA ظرفیت انگلی را کاهش می دهد، که به معنای دستیابی به فرکانس های کلاک بالاتر با ولتاژ تغذیه کمتر است. در عین حال، فناوری جدید نه تنها در هسته‌های پردازنده، بلکه در مجموعه‌های حافظه نهان که همچنین با استفاده از ابزارهای خود فوجیتسو طراحی شده‌اند نیز به کار گرفته خواهد شد.

ثانیا، MONAKA در ابتدا به عنوان یک پردازنده ماژولار طراحی شده است. در مرکز یک کریستال IO حاوی DDR5 (12 کانال) و کنترلرهای PCI Express 6.0/CXL 3.0 وجود خواهد داشت. این گوشی توسط مجموعه‌هایی از تراشه‌های حافظه نهان SRAM 5 نانومتری و تراشه‌های 2 نانومتری با هسته‌های پردازنده در بالا احاطه خواهد شد. اتصال عمودی توسط فناوری TSV و اتصال افقی توسط یک بستر سیلیکونی ارائه خواهد شد. در واقع ما در مورد طرح سه بعدی صحبت می کنیم.

زیرسیستم حافظه 12 کاناله تضمین می کند که هیچ گلوگاهی وجود ندارد: A64FX به لطف استفاده از HBM2 هیچ مشکلی با پهنای باند نداشت، اما خود حافظه به 32 گیگابایت محدود بود. اما MONAKA با گسترش مشکلی نخواهد داشت – هم با استفاده از ماژول های DIMM کلاسیک و هم از طریق بانک های حافظه CXL، خوشبختانه نسخه PCIe 6.0 با پهنای باند 256 گیگابایت بر ثانیه در حالت x16 بلافاصله به عنوان پایه در نظر گرفته شده است. تعداد خطوط وجود دارد هنوز مشخص نشده است.

پلتفرم جدید در ابتدا به عنوان یک پلتفرم دو سوکت طراحی شده است و فوجیتسو نیز از نظر تعداد هسته‌ها کمرنگ نیست: پردازنده‌های MONAKA دارای 144 هسته خواهند بود و به لطف فناوری جدید پردازش 2 نانومتری، چندان داغ نخواهند بود. سازندگان می گویند خنک کننده هوا برای آنها کافی است. پردازنده ها مجموعه ای از دستورالعمل ها را دریافت خواهند کرد Armv9-A با پسوندهای برداری SVE2 و فناوری محاسبات محرمانه. به احتمال زیاد، این بار نمی توانیم بدون دستورالعمل های سفارشی این کار را انجام دهیم.

مورد دوم به ویژه به دلیل این واقعیت مهم است که MONAKA نه تنها برای بازار HPC، بلکه برای استفاده در محیط های ابری نیز در نظر گرفته شده است. زیرسیستم محاسباتی محرمانه به شما این امکان را می دهد که محتویات هر ماشین مجازی را با کلید مخصوص به خود رمزگذاری کنید تا حتی صاحبان مرکز داده به داخل ماشین مجازی دسترسی نداشته باشند. با این حال، سیستم های HPC مدرن به طور فزاینده ای از رویکرد ابری برای دسترسی به منابع استفاده می کنند.

علیرغم محبوبیت پردازنده‌های گرافیکی و سایر شتاب‌دهنده‌های تخصصی، فوجیتسو معتقد است که معماری ناهمگن دارای معایب قابل توجهی است – به طور قابل توجهی گران‌تر است، به ویژه با در نظر گرفتن سیاست قیمت‌گذاری تولیدکنندگان، مستعد استفاده ناقص از منابع است، و همچنین بسیار مقرون به صرفه نیست. اغلب به سیستم های خنک کننده خاصی نیاز دارد. این شرکت معتقد است که معماری همگن موناکا این معایب را ندارد و در ترکیب با نرم افزار فوجیتسو می تواند بارهای کاری هوش مصنوعی را با موفقیت مدیریت کند.

در بخش نرم افزاری، فوجیتسو به شدت به راه حل های منبع باز متکی است. پردازنده های MONAKA استانداردهای Arm System Ready را برآورده می کنند و از لینوکس و ابزارهای مرتبط، به ویژه GCC، glibc، live-patch، papi و غیره پشتیبانی کامل خواهند کرد. توسعه با همکاری نزدیک با Linaro، سازمانی که به یکپارچه‌سازی نرم‌افزار منبع باز برای Arm، و همچنین اختصاص داده شده است، انجام می‌شود. اتحاد UXL. برای MONAKA، شرکت برای مثال یک کتابخانه OpenBLAS بهینه سازی شده آماده خواهد کرد.

فوجیتسو به محیط زیست نیز توجه دارد: یادآوری می کنیم که یکی از ویژگی های اصلی پردازنده جدید کارایی آن خواهد بود که اهداف برنامه ملی ژاپنی NEDO را برآورده می کند که هدف آن دستیابی به کاهش 40 درصدی انرژی مرکز داده است. مصرف تا سال 2030

در مورد شروع تحویل MONAKA، همه چیز طبق برنامه پیش می رود: اولین دسته از پردازنده های جدید در اوایل سال 2027 جایگاه خود را در سرورها و گره های محاسباتی پیدا خواهند کرد. این کاملا است موافق است با چرخه توسعه PCI Express، که بر اساس آن، ظاهر راه حل های PCIe 6.0 در بازار نباید زودتر از سال 2025 باشد.

منبع: