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對大多數業內人士來說，富士通最近幾乎成了超級計算機的代名詞——這類計算機躋身 Top500 超級計算機之列，為國家級研究實驗室提供動力，並且很少在高效能計算領域之外露面。但現在，富士通正準備迴歸本源。其下一代處理器 Monaka 不再侷限於百億億次級基準測試，而是著眼於可擴充套件的傳統資料中心基礎設施部署。它的目標是在由超大規模計算、能源限制以及 Arm 在雲基礎設施領域日益增長的影響力所定義的市場中進行大規模部署。
這標誌著一項重大的戰略轉變。富士通上一代處理器 A64FX 堪稱技術里程碑，是首款搭載 Arm 架構 CPU 的處理器，為當時全球最快的超級計算機提供支援。但 Monaka 卻有所不同——它基於 2 奈米核心晶片構建，採用 3D 多核晶片佈局，專為風冷伺服器設計，使用常規記憶體，並針對機密計算、超低電壓執行和大規模可持續性進行了最佳化。簡而言之，Monaka 旨在成為一款專為未來雲原生工作負載（而不僅僅是科學模擬）打造的高效、安全的 CPU。
最中核能專案也體現了一項更廣泛的國家戰略。該專案的開發得到了日本綠色創新基金的支援，並由日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）提供資金和監督。富士通將其目標描述為為綠色資料中心提供下一代處理器，其效能和功耗目標與日本的環境政策相一致。這是朝著自主計算基礎設施發展這一更大趨勢的一部分——美國、歐盟、中國和印度也做出了類似的努力——但其理念明顯是效率至上。
在今年巴塞羅那舉行的世界行動通訊大會上，富士通提供了迄今為止該專案最實質性的更新。雖然Monaka最早是在2022年宣佈的，但我在2023年超級計算大會上第一次看到它，這也是公眾第一次看到矽片模型。富士通還彙總了其之前的平臺規格。沒有舞臺演示，沒有正式的新聞釋出會——只有玻璃後面的安靜展示、迴圈播放的動畫和一面內部幻燈片牆。
但對於那些一直關注富士通架構系列（從 SPARC64 到 K-Computer 再到 A64FX）的人來說，這個資訊是毋庸置疑的。這款晶片是真的。開發正在進行中。雖然富士通可能並不追求關注度，但它的目標絕對是部署。
Monaka內部
Monaka 的核心是 3D 晶片組設計，將邏輯、記憶體和輸入/輸出 (IO) 劃分到不同的工藝節點。核心晶片採用 2nm 工藝製造，而 SRAM 和輸入/輸出 (IO) 晶片組則採用更“成熟”但仍然先進的 5nm 工藝。這些晶片組採用矽通孔 (TSV) 垂直整合，並安裝在矽中介層上。在其計劃的雙插槽配置中，Monaka 將每個插槽提供 144 個 Armv9-A 核心，或每個節點提供 288 個核心，並採用風冷封裝，目標平臺為標準 2U 資料中心伺服器。
這種做法既體現了雄心壯志，也體現了剋制。富士通在關鍵領域採用尖端矽片，同時為更大的 SRAM 和 IO 晶片選擇更具成本效益和更高良率的工藝。這是一種實用的設計，也符合日本提出的節能基礎設施目標。Monaka 不會透過特殊封裝或 HBM 來提升記憶體頻寬，而是依靠 DDR5（每個插槽 12 個通道）和 PCIe Gen6 來實現高吞吐量 IO，並支援 CXL 3.0，從而在現代能力與成熟標準之間取得平衡。
從物理角度來看，該設計密集但不奇特。該晶片的功耗可能低於 500W，散熱範圍適合標準伺服器機架。這與在液冷超級計算環境中執行的 A64FX 有顯著不同。其目標並非追求峰值浮點效能——富士通表示，其目標是在實際資料中心部署中實現可擴充套件性並提供高效的吞吐量。富士通並非試圖在原始向量計算方面超越對手。它正在構建一款通用伺服器級 Arm 晶片，重點關注整體平臺的平衡。
MWC 上的演示材料包括一張帶標籤的晶片爆炸圖，展示了核心、IO 和記憶體晶片是如何透過 TSV 分層和鍵合的，以及一個晶圓模型以供參考。對於任何熟悉超大規模晶片封裝趨勢的人來說——從AMD 的 3D V-Cache到英特爾的 Foveros——這個方向都很熟悉。富士通聲稱，Monaka 對可預測功耗、可組合性和工作負載隔離的重視正是其與眾不同之處。
效率目標
富士通聲稱，Monaka 將在應用效能和每瓦效能方面實現逐代提升，預計在 2027 年左右上市。這些並非空洞的目標。MWC 上的幾張幻燈片明確闡述了該晶片的設計原則：保持低電壓、最佳化開關功率，並在無需特殊冷卻或記憶體解決方案的情況下高效地跨核心擴充套件。
Monaka 設計的核心主題之一是超低電壓執行。富士通的開發材料強調了其使用內部 EDA 工具來確保在較低電壓下實現穩定的效能——該公司聲稱，這一策略帶來的效率提升堪比全工藝節點的推進。再加上核心晶片採用 2nm 環繞柵極工藝，Monaka 將成為高密度、低功耗的計算平臺。
富士通的資訊傳遞也強調了可預測性。Monaka 並非追求理論上的 TOPS 或 FLOPS 峰值，而是被定位為一個針對混合工作負載提供一致、可擴充套件效能的最佳化平臺。富士通還將 Monaka 定位為與 AMD、英特爾和其他正在進軍 Arm 領域的廠商推出的新興高核心數資料中心 CPU 競爭。AMD 的高核心數EPYC Bergamo以極高的密度和每瓦效能瞄準雲原生工作負載，而英特爾即將推出的Clearwater Forest則主要依賴 E 核心的可擴充套件性。在 Arm 方面，NVIDIA 的Grace CPU Superchip和Ampere 的 AmpereOne都體現了相同的趨勢：高核心數、高記憶體頻寬和更低功耗。
富士通表示，Monaka 的獨特之處在於其注重低壓效率、可預測的功率擴充套件以及無需額外 DRAM 或液冷的傳統伺服器部署模式。富士通並未競相追求峰值向量計算或 AI 加速，而是致力於實現一致的吞吐量和可組合性——這與許多同行更偏向 AI 的方向形成了鮮明對比。
安全性、可靠性和部署
Monaka 的設計也以信任為核心。富士通的演示材料強調了硬體級隔離、工作負載保護和系統彈性——將 Monaka 定位為多租戶環境中的機密計算平臺。
其核心是全記憶體加密，每個虛擬機器都使用由硬體生成和管理的唯一金鑰進行保護。富士通表示，這些保護措施在啟動時實現，並在執行時強制執行，不僅確保使用者之間的隔離，還確保使用者與主機環境本身之間的隔離。這與業界對機密計算的推動相一致，這種推動在AMD SEV-SNP和Intel TDX等平臺中有所體現，但富士通將該功能整合到更廣泛的 RAS 優先理念中，而不是將其視為可選模組。
除了記憶體保護之外，富士通還表示，Monaka 還內建了硬體信任根——一種直接嵌入處理器的加密身份，旨在鞏固系統級安全性並驗證韌體的真實性。這些功能與可信啟動和執行時完整性驗證的支援相結合，使 Monaka 能夠滿足政府、金融和電信等行業對高可信度工作負載的需求。
可靠性特性也繼承了富士通在大型機和關鍵任務計算領域的經驗。該公司提到，Monaka 在平臺層面融入了錯誤檢測和糾正機制、熱控制、故障控制和可維護性。雖然具體的 RAS 機制尚未公開詳細說明，但富士通似乎將 Monaka 定位為一款能夠在大規模分散式部署中保持高正常執行時間和隔離性的晶片——這與那些只強調吞吐量的加速器或資料流引擎形成了鮮明對比。
軟體和生態系統
富士通已明確表示，Monaka 不僅僅是一個硬體專案。軟體環境是其設計的核心部分，注重標準合規性、開發者可訪問性和廣泛的相容性。與一些需要定製工具鏈的定製 CPU 不同，Monaka 定位於執行標準 Linux 堆疊，並支援上游發行版、通用開發工具和行業範圍內的互操作性框架。除此之外，富士通還將利用其在編譯器最佳化工具方面的豐富經驗，展現其獨特的魅力。
根據富士通的公開路線圖，Monaka 將支援Arm SystemReady SR ，確保該平臺從韌體和作業系統的角度能夠像傳統的 Arm 伺服器一樣執行。這使得它能夠在主權雲環境、邊緣部署和企業資料中心中使用，而無需作業系統級移植或特定於供應商的掛鉤。
該開發堆疊支援LLVM 、GCC 、Python和標準效能跟蹤工具，與 A64FX 和 Fugaku 超級計算機使用的工具鏈一致。富士通還提到了對 glibc、binutils 以及與電源和快取管理相關的核心元件等開源專案的持續貢獻，體現了其對上游協作的長期承諾。這使得 Monaka 成為一個現有軟體生態系統可以在此基礎上構建而非適應的伺服器平臺。
富士通重申了對AMD ROCm GPU 堆疊（於2024 年底首次釋出）的支援，表明 Monaka 將與 AMD 加速器一起在異構基礎設施中發揮作用。雖然具體細節尚未披露，但它與 LLVM 和 Python 的持續存在反映了一個更廣泛的意圖：實現 GPU-CPU 配對，而無需專有鎖定。
在執行時層面，富士通表示，Monaka 將支援CXL 3.0 ，從而實現可組合基礎設施和超越本地 DRAM 的記憶體擴充套件。此外，它還支援PCIe Gen6 ，從而與下一代儲存、加速器和網路裝置相容。這些功能反映了該晶片在高度可擴充套件基礎設施中的預期用途，從雲原生平臺到邊緣託管的 AI 推理。
總體而言，Monaka 傳遞的資訊是延續性的。Monaka 並非被置於一個冷冰冰的環境中——它進入的是富士通已經支援的生態系統，而且 Arm 伺服器領域的大部分廠商也已經在使用這個生態系統。
行業比較
富士通將 Monaka 描述為“大型機級”處理器，這在 Arm 伺服器領域並不常見。在世界行動通訊大會上，該術語與虛擬機器級加密、硬體信任根和全系統故障管理等術語同時出現——這種說法讓人想起 IBM zSeries 等企業平臺，而非通常的無狀態雲計算。
IBM 的大型機架構專為正常執行時間受合同約束的環境而設計，例如銀行業務、國家身份識別基礎設施、交易型電信系統。富士通並未聲稱 Monaka 符合這些規範，但它顯然在朝著這種理念努力。重點在於可預測的行為、生命週期控制和安全的租賃，而不僅僅是聚合吞吐量。這意味著 Monaka 的可靠性態勢更加廣泛：它旨在支援多租戶系統、機密計算和受監管環境——這些部署方式歷來都偏愛 IBM zSeries 等平臺。
Monaka 的目標似乎並非直接取代 IBM。其設計不包含專有互連或封閉的韌體層，也不假設垂直整合的中介軟體。富士通提出的是一個基於標準的開放平臺，該平臺提供類似的可靠性，但具有 Arm 相容性、Linux 優先工具和更易組合性——尤其是在獲得 SystemReady 認證的情況下。
這使得 Monaka 瞄準了某些通常位於超大規模市場和企業市場之間的市場：
尋求控制平臺完整性的國家的主權雲部署
電信網路在嚴格的 SLA 下管理區域基礎設施
國防和航空航天領域，硬體生命週期透明度比絕對效能更重要
富士通似乎正在開闢一條中間路線：不追逐超大規模資料平面，不匹配 IBM 的垂直堆疊，而是構建一個符合標準的平臺，以可靠性為產品，而不是宣傳。
富士通的架構業績
富士通攜Monaka進軍主流資料中心晶片領域並非空穴來風。該公司擁有數十年自主設計處理器的經驗——並非為了面子工程，而是將其作為國家級計算的核心支柱。其SPARC64系列產品為日本乃至全球的企業伺服器和關鍵任務系統提供支援，SPARC64 X和XII等變體產品則執行著從銀行基礎設施到政府計算的方方面面。富士通不僅是SPARC ISA的使用者，更是其主要的架構師，並且在大多數其他公司紛紛轉向SPARC ISA之後很長一段時間內，依然堅持著自己的實現。
向 Arm 的轉型始於為Fugaku 超級計算機開發的A64FX晶片。該晶片每個插槽配備 48 個 Armv8-A 核心，透過 SVE 進行向量擴充套件，並採用緊密整合的記憶體架構。更重要的是，它證明了 Arm 的可擴充套件性——不僅體現在核心數量上，還體現在系統級效能、工具和實際可靠性上。Fugaku 曾多次在TOP500和Green500榜單中位居榜首，至今仍位居全球最強大、最高效的計算機之列。
富士通憑藉 Monaka 再次轉型——並非追求尖端的每瓦效能，而是著眼於可部署性。核心數量大幅提升，但 A64FX 的向量加 HBM 核心已被可組合性、隔離性和現代資料中心功能集所取代。這種演變反映了一種更廣泛的理念：富士通打造晶片的目的並非在 Flops 或快閃記憶體上競爭，而是服務於具有長壽命和明確需求的特定工作負載。該公司的路線圖清晰地展現了從 SPARC 的企業級 DNA，到 A64FX 基於 Arm 的 HPC 里程碑，再到 Monaka 的通用開放標準架構的軌跡。
Monaka 在雲 CPU 領域或許看起來是新事物，但富士通並非如此。更準確地說，Monaka 是 30 年設計傳承的全新篇章，其始終優先考慮控制、整合和國家計算能力，而非單純的速度。
2奈米賭注
Monaka 預計於 2027 財年上市。這是一個漫長的週期，因此，富士通能否堅持這個時間表，以及屆時該晶片將如何與競爭對手競爭，都值得關注。此外，考慮到目標市場，富士通必須定期為更廣泛的垂直市場提供硬體和軟體支援。
至於世界行動通訊大會的展位部分，富士通沒有帶來開發套件，也沒有進行公開演示。相反，它帶來了幻燈片、晶片模型以及一個並非以峰值效能為競爭重點，而是以一致性、功耗控制和部署信任為核心的架構。這是一次低調的更新，但卻是一次深思熟慮的更新——所有指標都表明，這款晶片並非為某個客戶設計，而是為一場政策轉變而設計。
該平臺借鑑了 SPARC 和 A64FX 的經驗，但又有所突破。它採用 Armv9 架構，適用於風冷機架，並明確定位於主權雲、電信網路以及系統驗證和可靠性比核心數量更重要的工作負載。富士通表示，與某款未透露名稱的 2027 年競爭對手相比，Monaka 將提供兩倍的應用程式效能和每瓦效能。至於這是否屬實，與其說是真的，不如說是該晶片真正代表的意義：推動可組合、安全且基於標準的基礎設施發展——以及由此帶來的所有硬體控制。
它不是一款為引人注目而打造的晶片，但它符合富士通長期以來將先進矽片應用到可靠性比可見性更重要的地方的模式。
END
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