Por Canuto  

Fujitsu presentó en Hot Chips 2026 detalles de Monaka, una CPU Arm de hasta 144 núcleos que separa la caché en un die SRAM de 5 nm y apuesta por el bajo voltaje. La compañía prevé dos versiones, de 350 W y 500 W, con envíos comerciales a partir de 2027.
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  • Monaka combina dies de cómputo de 2 nm con dies independientes de SRAM e IO fabricados en 5 nm.
  • El procesador incorpora dos unidades SVE2 de 256 bits por núcleo y soporte para operaciones FP8 e INT8.
  • Fujitsu estima hasta 6.013 GFLOPS en DGEMM y 96,2 TOPS en INT8 para la versión refrigerada por líquido, aunque faltan pruebas independientes.

Fujitsu presentó en Hot Chips 2026 una visión detallada de Monaka, su procesador Arm para servidores de hasta 144 núcleos, orientado a cargas de inteligencia artificial y eficiencia energética. La compañía confirmó que toda la caché de último nivel reside en un die separado de SRAM de 5 nm, ubicado debajo de los dies de cómputo de 2 nm. El diseño utiliza dos unidades SVE2 de 256 bits por núcleo, en lugar de las unidades vectoriales de 512 bits del A64FX.

Ryohei Okazaki, arquitecto principal del equipo de desarrollo de procesadores de Fujitsu, describió el chip como una propuesta para centros de datos de IA con bajo consumo. El proyecto recibe apoyo de la New Energy and Industrial Technology Development Organization de Japón, conocida como NEDO, y contempla dos versiones: una variante refrigerada por aire de 350 W con frecuencia base de 2,1 GHz y otra refrigerada por líquido de 500 W con frecuencia base de 2,9 GHz.

Un procesador dividido en tres capas

Monaka se organiza en tres piezas principales de silicio, una estrategia que permite combinar diferentes procesos de fabricación según las características de cada circuito. El die de núcleos utiliza el proceso TSMC N2P de 2 nm, el die SRAM emplea TSMC N5 de 5 nm para alojar toda la caché de último nivel y un tercer die de IO también se fabrica con tecnología de 5 nm.

El die de cómputo se apila cara a cara sobre el die SRAM mediante hybrid bonding, una técnica de unión que conecta directamente ambos componentes y favorece una mayor densidad de interconexión. Fujitsu coloca la capa de núcleos del lado de la refrigeración porque concentra la mayor generación de calor, mientras que el die de IO se enlaza con la SRAM a través de un interposer de silicio.

Según explicó Okazaki, mantener el silicio de 2 nm por debajo del 30% del área total permite acelerar la llegada del producto al mercado. La empresa trasladó la memoria SRAM y los circuitos de IO a nodos de 5 nm porque ambos tipos de componentes no se benefician de la reducción geométrica de la misma manera que los transistores de cómputo.

Esta arquitectura diferencia a Monaka del enfoque 3D V-Cache de AMD, que añade SRAM sobre un die de cómputo que ya incluye su propia caché L3, y lo acerca al planteamiento de Intel Clearwater Forest. En este último diseño, la caché local se ubica en un tile base y el cómputo se apila encima, aunque Fujitsu no divulgó cifras de latencia entre núcleos durante la presentación.

Caché, voltaje y conectividad interna

Fujitsu también trasladó los reguladores de voltaje low-dropout al die SRAM de 5 nm, debido a que los circuitos analógicos escalan con dificultad hacia 2 nm. La compañía ubicó esos reguladores directamente debajo de las unidades de punto flotante de cada núcleo, con el objetivo de facilitar el escalado dinámico de voltaje y frecuencia a nivel individual.

Durante la sesión, el Dr. Ian Cutress, de More Than Moore, preguntó si el diseño incluía mecanismos especiales para reducir la latencia entre núcleos. La respuesta de Fujitsu destacó la unión hybrid bonding cara a cara entre los dies de núcleos y SRAM, pero la empresa decidió no revelar mediciones concretas sobre la latencia.

Monaka no utiliza memoria HBM. En su lugar, el nuevo procesador emplea DDR5 de 12 canales a 8.000 MT/s, una configuración destinada a equilibrar capacidad, ancho de banda y costos en centros de datos. Esta elección lo diferencia del A64FX que impulsó al superordenador Fugaku, basado en memoria HBM2 y vectores SVE de 512 bits.

La operación de bajo voltaje constituye otro eje de la propuesta. Fujitsu asegura que el núcleo puede funcionar aproximadamente 30% por debajo del voltaje nominal y consumir cerca de la mitad de energía, un resultado que la compañía atribuye a una SRAM personalizada y a un flujo CAD propietario ajustado para una operación de bajo voltaje no estándar.

De SVE de 512 bits a SVE2 de 256 bits

La reducción del ancho vectorial frente al A64FX responde, según Okazaki, al cambio de objetivo entre ambos procesadores. Mientras el A64FX fue diseñado para computación científica de alto rendimiento vinculada a la memoria, Monaka apunta a centros de datos y busca minimizar el tamaño del núcleo para mejorar la relación entre costo y rendimiento.

Cada núcleo de Monaka integra dos unidades SVE2 de 256 bits, alineadas con unidades de carga y almacenamiento de 256 bits. El procesador añade soporte para operaciones matriciales FP8 e INT8, capacidades relevantes para inferencia de IA, donde los formatos de menor precisión pueden aumentar el rendimiento y reducir las necesidades de memoria.

La decisión también tiene una consecuencia para el procesamiento de propósito general, ya que un camino SIMD más estrecho reduce el ancho máximo de determinadas operaciones vectoriales. Sin embargo, Fujitsu sostiene que el equilibrio favorece el mercado de servidores, donde el tamaño del núcleo, el consumo total y la eficiencia por carga pueden pesar tanto como el rendimiento vectorial máximo.

El núcleo incluye seis unidades aritméticas lógicas y un predictor de ramas TAGE de tres niveles, recursos destinados a mantener un buen rendimiento en tareas no vectoriales. Fujitsu calcula que cada núcleo ocupa aproximadamente 1,47 milímetros cuadrados, una cifra que ayuda a explicar por qué el diseño prioriza la densidad y la eficiencia sobre la amplitud vectorial del A64FX.

Causas de movimientos recientes

Monaka no es un activo financiero y, por tanto, no registra movimientos de mercado que requieran una explicación causal. La novedad que motivó la cobertura es la presentación técnica de Fujitsu en Hot Chips 2026, mientras que el lanzamiento comercial está previsto para 2027.

Rendimiento estimado y competencia Arm

Para la versión de 350 W, Fujitsu estima 4.355 GFLOPS en DGEMM y 69,7 TOPS en INT8, mientras que el modelo de 500 W alcanzaría 6.013 GFLOPS y 96,2 TOPS. Ambas variantes figuran con una medición aproximada de 500 GB/s en STREAM Triad, aunque todos esos resultados siguen siendo proyecciones hasta que existan pruebas independientes del producto comercial.

La empresa afirma que Monaka puede ofrecer hasta el doble de rendimiento de IA y reducir más de 50% el costo total de propiedad frente a comparaciones que no especificó. Fujitsu relaciona esa promesa con el funcionamiento ultrabajo en voltaje, que permitiría mantener 144 núcleos dentro del límite de 350 W sin depender exclusivamente de un proceso de fabricación más avanzado.

En 2027, el conteo de núcleos situará a Monaka por debajo de varias propuestas Arm para servidores de grandes proveedores de nube. El Graviton5 de AWS alcanza 192 núcleos Neoverse V3 en un único die de 3 nm, la hoja de ruta de Ampere llega hasta 512 núcleos con AmpereOne Aurora y el Cobalt 200 de Microsoft integra 132 núcleos con escalado dinámico de voltaje y frecuencia por núcleo.

La diferenciación de Fujitsu descansa menos en la cantidad de núcleos que en la caché apilada, el ancho de banda de DDR5 y las capacidades vectoriales. Sus unidades SVE2 de 256 bits igualan las del SiPearl Rhea1 y superan los 128 bits SVE2 habituales en los núcleos Arm utilizados por los grandes operadores de nube, aunque la ventaja definitiva dependerá de las cargas de trabajo y de los precios que Fujitsu todavía no ha revelado.

La fabricación y el futuro de la supercomputación japonesa

NEDO respalda Monaka dentro de un programa de centros de datos verdes que plantea un ahorro energético de 40% para 2030. Aun así, los dies de 2 nm y 5 nm procederán de TSMC, de modo que el proyecto combina un diseño desarrollado en Japón con fabricación realizada en Taiwán.

Ese detalle introduce una tensión en la política tecnológica japonesa, que busca reforzar la soberanía nacional de semiconductores. Japón ha comprometido más de JPY 2 billones para Rapidus, con el objetivo de producir chips de 2 nm en Hokkaido para 2027, además de aproximadamente JPY 1,2 billones para las plantas de TSMC en Kumamoto.

NEDO también ha respaldado un chip de IA dedicado de 1,4 nm desarrollado por Fujitsu e IBM Japan, cuya fabricación está prevista íntegramente en Japón mediante Rapidus. Monaka, sin embargo, llegará antes de que esa capacidad doméstica esté disponible, por lo que su producción dependerá de la infraestructura de TSMC durante la primera etapa comercial.

El sucesor ya aparece vinculado con FugakuNEXT, el futuro sistema insignia de RIKEN anunciado junto a Fujitsu y NVIDIA. RIKEN indicó que el proyecto busca superar los 600 exaFLOPS de rendimiento agregado en FP8 con dispersión y está previsto para la próxima década. Las especificaciones definitivas, incluido el consumo total y la configuración final de procesadores y aceleradores, aún deben confirmarse.

Un lanzamiento pendiente de validación independiente

Fujitsu ha mantenido el plan de Monaka durante tres años de divulgaciones, sin modificar el conteo de 144 núcleos, la división de nodos ni la fecha de producción prevista para 2027. La empresa ya dispone de muestras de evaluación, pero todavía no comunicó precios ni condiciones comerciales para las versiones de 350 W y 500 W.

El diseño presenta una respuesta particular a las exigencias de la IA en centros de datos: combina cómputo de 2 nm, memoria SRAM separada, controles de voltaje por núcleo y aceleración FP8 e INT8. Esa combinación podría resultar atractiva para operadores que prioricen eficiencia y ancho de banda de memoria, aunque la falta de cifras independientes impide confirmar por ahora las ventajas anunciadas.

Las estimaciones de DGEMM, STREAM Triad e INT8 deberán contrastarse con sistemas Arm rivales cuando Monaka llegue a producción en volumen. El resultado comercial dependerá no solo del rendimiento bruto, sino también de la refrigeración, la disponibilidad de software, la integración en servidores y el costo total de propiedad que Fujitsu promete reducir.

La presentación de Hot Chips deja a Monaka como una apuesta tecnológica enfocada en la eficiencia y el apilamiento de caché, no como el procesador con mayor número de núcleos del mercado. Su prueba decisiva comenzará en 2027, cuando las evaluaciones independientes determinen si el diseño japonés puede convertir sus decisiones de arquitectura en una ventaja real para la infraestructura de IA.

Imagen original de DiarioBitcoin, creada con inteligencia artificial, de uso libre, licenciada bajo Dominio Público.

Este artículo fue escrito por un redactor de contenido de IA y revisado por un editor humano para garantizar calidad y precisión.


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