Fujitsu a dévoilé lors de Hot Chips 2026 de nouveaux détails sur FUJITSU-MONAKA, son processeur ARM à 144 cœurs destiné aux serveurs, prévu pour une commercialisation en 2027. Cette CPU associe des dies de calcul fabriqués en 2 nm avec des dies de SRAM et d’entrée/sortie en 5 nm, plaçant toute la mémoire cache de dernier niveau sur un substrat séparé en silicium, et exploitera deux unités vectorielles SVE2 de 256 bits par cœur. La société prépare des versions de 350 et 500 watts pour des centres de données, l’intelligence artificielle et le calcul haute performance (HPC).
Les points clés de Fujitsu Monaka en 30 secondes
- Monaka disposera de 144 cœurs ARM pour permettre des serveurs à deux sockets jusqu’à 288 cœurs.
- Fujitsu réserve le processus de 2 nm pour les dies de calcul, utilisant le 5 nm pour la SRAM et l’I/O.
- La mémoire cache de dernier niveau est entièrement placée sur des dies séparés situés sous les dies de CPU.
- Chaque cœur intègre deux unités SVE2 de 256 bits, contre 512 bits pour le SVE de l’ARM A64FX.
- Des modèles de 350 W refroidis par air et 500 W équipés pour la refroidissement liquide, avec une production prévue pour 2027.
La présentation du 24 août offre une meilleure compréhension d’un CPU que Fujitsu développe depuis plusieurs années. Monaka s’inspire de l’expérience accumulée avec les supercalculateurs K et Fugaku, mais son objectif commercial est nettement plus large : serveurs classiques, infrastructure d’IA, analyse de données, télécommunications, HPC et systèmes edge.
Une des décisions les plus innovantes ne concerne pas tant le nombre de cœurs, mais ce qui se trouve en dessous.
Fujitsu a conçu Monaka en utilisant le coûteux procédé de fabrication en 2 nm uniquement pour les dies de calcul où il procure le plus de bénéfices. Moins de 30 % de la surface totale en silicium est en 2 nm, tandis que d’autres fonctions restent en 5 nm.
Les 2 nm exclusivement pour les cœurs
Monaka adopte une architecture de processeurs modulaires tridimensionnels (chiplets).
Le design se divise essentiellement en trois types de silicium : des dies de calcul, des dies SRAM pour la cache, et un die dédié aux fonctions d’entrée/sortie.
Les cœurs utilisent un processus de 2 nm, tandis que la SRAM et l’I/O sont fabriqués en 5 nm. Fujitsu superpose les dies de calcul sur ceux de SRAM via une connexion 3D haute densité.
Cette approche repose aussi sur des considérations économiques et techniques.
Faire fabriquer toutes les composantes d’un processeur en 2 nm augmenterait considérablement les coûts et occuperait une plus grande surface de wafers avancés.
Fujitsu a donc décidé de séparer les fonctions.
| Composant | Processus | Fonction principale |
|---|---|---|
| Die de calcul | 2 nm | Cœurs ARM et unités d’exécution |
| Die SRAM | 5 nm | Caché de dernier niveau |
| Die d’entrée/sortie | 5 nm | Mémoire, PCIe et interconnexion |
| Interposant | Silicium | Communication entre dies |
Cette stratégie reflète une tendance croissante dans la conception des processeurs pour centres de données : adapter chaque partie du chip au procédé de fabrication le plus approprié.
AMD distingue depuis des années le calcul et l’I/O dans ses processeurs EPYC. Intel adopte aussi des architectures multicouches. Monaka ajoute une autre variation en plaçant la cache sous le calcul, en mode physique.
Fujitsu estime que cette répartition permet de réduire les coûts et d’accélérer la mise sur le marché du processeur en 2 nm. La véracité de cet avantage devra être confirmée lorsque le produit sera commercialisé.
Les caches de dernier niveau en dies séparés
L’organisation de la cache est probablement la caractéristique technique la plus marquante de Monaka.
Plutôt que d’intégrer la LLC (Last Level Cache) directement avec les cœurs, Fujitsu place toute la cache de dernier niveau dans des dies SRAM distincts en 5 nm.
Les dies de calcul sont positionnés directement au-dessus.
Cela distingue Monaka de solutions comme la V-Cache 3D d’AMD, où de la SRAM supplémentaire est ajoutée sur un processeur déjà doté de cache. Fujitsu a choisi de déplacer toute la mémoire cache de dernier niveau sur une couche séparée.
Ce design permet aussi de concentrer le silicium de 2 nm en logique plus sensible aux avantages du procédé le plus avancé.
Une raison thermique influence aussi cette hiérarchie.
Les dies de calcul étant les plus chaud, ils se placent en haut, près du système de refroidissement. La SRAM reste en dessous.
Fujitsu n’a pas encore publié de chiffres précis concernant la latence entre cœurs situés dans différentes couches du package, ce qui devra faire l’objet d’analyses lorsque des matériels commerciaux seront disponibles.
L’architecture semble donc prometteuse en théorie, mais doit encore faire ses preuves avec des tests indépendants.
Des 512 bits de Fugaku aux deux unités SVE2 de 256 bits
Monaka introduit aussi une évolution notable par rapport à l’ARM A64FX utilisé dans Fugaku.
A64FX fut l’un des processeurs phares de Fujitsu récemment, pour avoir été le premier à implémenter l’extension vectorielle Scalable Vector Extension (SVE). Il utilisait des unités vectorielles de 512 bits et la mémoire HBM2, orientée HPC.
Monaka adopte SVE2, mais réduit la largeur de chaque unité à 256 bits.
Chaque cœur comprend deux unités SVE2 de 256 bits, accompagnées de deux unités de chargement et stockage de même largeur. Le processeur supporte aussi le calcul matriciel FP8 et INT8, destiné à l’inférence en intelligence artificielle.
Réduire la largeur de 512 à 256 bits peut initialement sembler une régression.
Fujitsu explique que Monaka cible un marché plus large, et que réduire la taille des unités contribue à réduire l’espace par cœur et à améliorer le rapport coûts/performance.
Il ne faut pas oublier que chaque cœur comporte deux unités vectorielles.
Ce choix traduit la différence entre une CPU conçue pour un superordinateur et une autre destinée à la concurrence dans serveurs généralistes, HPC et IA.
Fin de HBM : Monaka utilisera douze canaux DDR5
Une autre rupture avec l’A64FX concerne la mémoire intégrée.
Monaka n’intégrera pas de mémoire HBM dans son encapsulant. Fujitsu opte pour douze canaux DDR5, avec une prise en charge annoncée de DDR5-8000.
Ce changement réduit le débit par rapport à une architecture HBM, mais simplifie la construction de serveurs avec beaucoup de mémoire classique, tout en ouvrant le marché à une gamme plus variée.
Fujitsu estime une bande passante d’environ 500 Go/s en STREAM Triad pour chaque version, mais ces chiffres restent des estimations du constructeur, à vérifier sur des systèmes réels.
La plateforme supportera en outre PCIe 6.0 et CXL 3.0, deux technologies clés pour la prochaine génération de data centers.
CXL facilitera la création de systèmes où CPU, accélérateurs et modules de mémoire additionnelle partageront plus efficacement leurs ressources.
Un serveur Monaka pourra accueillir jusqu’à deux sockets, totalisant 288 cœurs par nœud. La connectivité Ethernet et InfiniBand est également prévue pour les configurations commerciales.
Deux versions : 350 W par refroidissement à air et 500 W par refroidissement liquide
Fujitsu prépare au moins deux configurations principales.
La première disposera d’un TDP de 350 W, d’une fréquence de base de 2,1 GHz et pourra être refroidie par air.
La seconde portera la consommation à 500 W, avec une fréquence de base jusqu’à 2,9 GHz, conçue pour un refroidissement liquide.
Ce double option est particulièrement intéressante pour les opérateurs de centres de données.
Certaines infrastructures ne supportent pas le refroidissement liquide direct. Maintenir une CPU à 144 cœurs dans un profil de 350 W facilite l’intégration dans des racks conventionnels.
La version 500 W offrira plus de performances lorsque le système thermique le permet.
| Caractéristique | Monaka 350 W | Monaka 500 W |
| Cœurs | 144 | 144 |
| Fréquence de base | 2,1 GHz | 2,9 GHz |
| TDP | 350 W | 500 W |
| Refroidissement | Aérien | Liquide |
| SVE2 | 2 × 256 bits par cœur | 2 × 256 bits par cœur |
| Mémoire | 12 canaux DDR5 | 12 canaux DDR5 |
| Production | 2027 | 2027 |
Les versions d’évaluation sont déjà disponibles pour certains partenaires, tandis que la production en série est prévue pour 2027.
Fujitsu souhaite aussi concurrencer en IA sans transformer Monaka en GPU
L’intelligence artificielle occupe une place centrale dans la présentation de Monaka, mais il est important de préciser les ambitions de Fujitsu.
Monaka reste une CPU serveur, et non un accélérateur comparable à une GPU NVIDIA Blackwell ou AMD Instinct.
Son objectif est d’améliorer les performances pour les charges d’IA qui peuvent effectivement s’exécuter sur CPU.
Les extensions matricielles FP8 et INT8 sont particulièrement adaptées à l’inférence, où des précisions numériques moindres permettent d’accélérer le nombre d’opérations et de réduire la mémoire consommée.
Fujitsu développe également des bibliothèques optimisées pour l’IA, l’analyse de données et le HPC.
La société affirme que Monaka pourra atteindre jusqu’à deux fois la performance des applications et environ deux fois le rendement par watt par rapport aux processeurs concurrents prévus pour 2027, tout en réduisant le coût total de possession. Ces estimations sont internes, et aucun système commercial n’est encore disponible pour validation.
L’efficacité énergétique est une priorité majeure du projet.
Monaka exploite des techniques de gestion de voltage à la consommation réduite, avec un contrôle individuel de la fréquence et de la tension pour chaque cœur. Fujitsu soutient que cette approche permet de considérablement baisser la consommation tout en maintenant un nombre élevé de cœurs actifs.
Ce projet bénéficie également du soutien de la New Energy and Industrial Technology Development Organization (NEDO) du Japon, dans le cadre de programmes visant à développer des centres de données plus performants et économes.
Un processeur japonais fabriqué par TSMC
Fujitsu présente Monaka comme un processeur conçu au Japon, mais cela ne signifie pas qu’il sera forcément produit sur le territoire national.
Les dies de haute technologie utilisent les procédés de TSMC.
Les informations de Hot Chips mentionnent TSMC N2P pour la partie calcul et TSMC N5 pour la SRAM et l’I/O.
Ce choix est pertinent dans un contexte où le Japon investit massivement pour retrouver sa capacité nationale de fabrication de semi-conducteurs avancés.
Monaka est un design et une architecture japonais, mais sa fabrication dépend de TSMC. Fujitsu travaille parallèlement sur des générations futures et des technologies pouvant utiliser des procédés fabriqués localement à l’avenir.
L’objectif immédiat est que Monaka atteigne le marché des serveurs en 2027.
Arm continue de renforcer sa présence dans le centre de données
Fujitsu ne sera pas seul face à la concurrence.
AWS a conçu plusieurs générations de Graviton. Microsoft propose Cobalt. Ampere commercialise depuis des années des processeurs ARM pour serveurs, et NVIDIA développe sa propre stratégie CPU avec Grace et Véra.
Monaka devra rivaliser avec eux, notamment face aux nouvelles générations d’AMD EPYC et d’Intel Xeon.
Le nombre de cœurs seul ne sera plus suffisant pour se démarquer.
Les opérateurs accorderont de l’importance à la performance par watt, la performance par rack, le coût, la capacité mémoire, la disponibilité logicielle et la facilité de migration des applications.
Fujitsu cherche aussi à réduire l’une des barrières traditionnelles pour les architectures alternatives : la compatibilité avec des distributions Linux comme Red Hat Enterprise Linux, SUSE Linux Enterprise, Ubuntu, ainsi que des outils tels que Slurm, Lustre, OpenMPI et LLVM.
L’entreprise collabore également avec Arm, Broadcom, AMD, Supermicro et Linaro dans le cadre de ce projet et de son infrastructure.
Il faudra attendre 2027 pour observer le vrai impact de toute cette architecture sur le plan des performances.
Mais Monaka illustre déjà une tendance qui pourrait s’avérer aussi importante que les 144 cœurs eux-mêmes : les processeurs avancés ne seront plus toujours fabriqués en une seule pièce de silicium exploitant le procédé le plus coûteux.
Fujitsu réserve les 2 nm pour le calcul, maintient la SRAM et l’I/O en 5 nm, et assemble le tout via une architecture 3D.
Dans un contexte où la fabrication de transistors avancés devient de plus en plus chère, décider quelles parties d’un CPU ont réellement besoin de ces transistors devient une étape aussi cruciale que leur miniaturisation.
Questions fréquentes
Combien de cœurs comporte Fujitsu Monaka ?
FUJITSU-MONAKA disposera de 144 cœurs ARM par processeur, avec une configuration à deux sockets totalisant jusqu’à 288 cœurs par serveur.
Quel procédé de fabrication emploiera Monaka ?
Les dies de calcul seront en processus 2 nm, identifié dans la documentation technique comme TSMC N2P, tandis que la SRAM et l’I/O utiliseront du 5 nm, soit TSMC N5.
Quand Monaka sera-t-il disponible sur le marché ?
Fujitsu prévoit une disponibilité commerciale pour 2027. Les spécifications restent susceptibles de modifications jusqu’au lancement final.
Monaka est-il conçu pour l’intelligence artificielle ?
Oui, bien qu’il s’agisse toujours d’une CPU et pas d’un accélérateur GPU dédié. Fujitsu intègre des extensions SVE2, FP8, INT8, ainsi que des bibliothèques optimisées pour l’IA, le HPC et l’analyse de données.