Fujitsu MONAKA: CPU Arm 2 nm 144 lõi và tham vọng AI server toàn cầu

Fujitsu đang không chỉ tung ra một CPU mới. Với MONAKA, hãng muốn trở lại thị trường hạ tầng trung tâm dữ liệu toàn cầu theo mô hình không tự vận hành nhà máy bán dẫn tiên tiến: Fujitsu thiết kế chip, TSMC gia công, còn Fujitsu bán cả máy chủ AI và các nền tảng phục vụ phát triển, vận hành AI. Kế hoạch bán hàng được đưa ra cho Nhật Bản, Mỹ và châu Á - Thái Bình Dương từ năm 2027. 1718

MONAKA là gì?

MONAKA là CPU máy chủ hướng đến AI, tính toán hiệu năng cao (HPC) và các khối lượng công việc trung tâm dữ liệu. Theo tài liệu Fujitsu công bố, chip dùng kiến trúc Armv9-A, có 144 lõi, hỗ trợ tập lệnh vector Arm SVE2 256-bit và có thể triển khai tối đa hai socket trong một node, tương đương 288 lõi mỗi node. 15

Nền tảng kỹ thuật này có dấu ấn từ kinh nghiệm siêu máy tính của Fujitsu, nhưng mục tiêu thương mại rộng hơn: biến năng lực thiết kế CPU thành sản phẩm cho doanh nghiệp và trung tâm dữ liệu. Fujitsu cho biết họ kết hợp quy trình 2 nm, vi kiến trúc tự thiết kế và công nghệ điện áp thấp nhằm cải thiện hiệu năng trên mỗi watt điện. 30

Chiplet 3D: chỉ dùng 2 nm cho phần tính toán

Điểm đáng chú ý của MONAKA là cách chia chip thành nhiều die và xếp chồng 3D, thay vì đưa toàn bộ chức năng lên quy trình tiên tiến nhất. Die tính toán được gia công trên tiến trình N2P 2 nm của TSMC, trong khi SRAM và I/O nằm trên các die 5 nm riêng biệt. Toàn bộ bộ nhớ đệm cấp cuối (last-level cache) được đặt trên die SRAM bên dưới die tính toán. 713

Cách bố trí này có ý nghĩa về chi phí và điện năng. Silicon 2 nm rất đắt, nên việc dành nó cho các lõi tính toán, còn cache và giao tiếp vào/ra sử dụng 5 nm, là cách Fujitsu cân bằng giữa hiệu năng, mức tiêu thụ điện và chi phí sản xuất — thay vì tối đa hóa diện tích silicon 2 nm. 67

Hai phiên bản, hai yêu cầu về làm mát

Fujitsu đã nêu hai phiên bản MONAKA, cùng dùng 144 lõi:

• Bản hiệu quả năng lượng: công suất 350 W, làm mát bằng không khí, xung nhịp cơ bản được báo cáo là 2,1 GHz.
• Bản hiệu năng cao: công suất 500 W, làm mát bằng chất lỏng, xung nhịp cơ bản được báo cáo là 2,9 GHz. 716

Sự phân tách này quan trọng với người vận hành trung tâm dữ liệu. Bản 350 W có thể dễ triển khai hơn ở nơi hạ tầng làm mát còn hạn chế; ngược lại, bản 500 W dành cho khách hàng chấp nhận hệ thống làm mát chất lỏng để đổi lấy hiệu năng cao hơn. Sản xuất hàng loạt được lên kế hoạch cho năm 2027. 7

Mục tiêu là bán hạ tầng AI, không chỉ bán CPU

Chiến lược thương mại của Fujitsu xoay quanh hệ thống tích hợp. Hãng được cho là sẽ bán máy chủ AI dùng MONAKA, đồng thời cung cấp nền tảng hỗ trợ phát triển và vận hành AI, thay vì chỉ bán CPU rời. 17

Các mục tiêu công bố cũng khá lớn: 60.000 máy chủ AI và 250 tỷ yên doanh thu liên quan đến CPU tích lũy đến hết năm tài chính 2030. Đây là mục tiêu của công ty, không phải doanh thu hay đơn hàng đã được ghi nhận. 1718

Theo các báo cáo, Fujitsu đã chốt cung ứng cho Super Micro Computer và đang tiếp cận các nhà cung cấp dịch vụ đám mây lớn tại Mỹ. Ngoài ra, 24 công ty, gồm doanh nghiệp tài chính và viễn thông, được cho là đang thử nghiệm thiết bị; Fujitsu cũng đang trao đổi với hơn 40 công ty khác về khả năng triển khai. Những con số này cho thấy một đường ống khách hàng đang hình thành, nhưng chưa đồng nghĩa với các hợp đồng mua hàng hay triển khai sản xuất đã được xác nhận. 1819

MONAKA-X và lựa chọn Rapidus vẫn là kế hoạch dài hạn

MONAKA hiện phụ thuộc vào năng lực gia công của TSMC. Nhưng về dài hạn, Fujitsu định hướng một sản phẩm kế nhiệm có tên MONAKA-X, nhắm đến thế hệ 1,4 nm vào khoảng năm 2029; Rapidus được thảo luận như đối tác gia công tiềm năng. 1718

Tuy vậy, đây là kế hoạch có độ bất định cao hơn con đường sản xuất MONAKA tại TSMC. Nó phụ thuộc vào việc Rapidus có thể đạt năng lực sản xuất thương mại ở tiến trình tiên tiến hay không, cũng như việc Fujitsu có thể biến sản phẩm kế nhiệm thành lựa chọn cạnh tranh. Hiện tại, nên xem đây là mục tiêu chiến lược cho chuỗi cung ứng hơn là một kết quả sản xuất đã được chốt. 27

Vì sao MONAKA đáng theo dõi?

MONAKA là nỗ lực để Fujitsu hoạt động như một nhà cung cấp không sở hữu nhà máy sản xuất chip, nhưng dẫn dắt bằng hệ thống, trong thị trường CPU trung tâm dữ liệu vốn có các đối thủ x86 lâu đời và ngày càng bị chi phối bởi bài toán điện năng, nhiệt lượng của AI.

Điểm khác biệt mà Fujitsu đang đặt cược gồm ba phần gắn kết: CPU Arm 144 lõi, đóng gói chiplet giúp giới hạn phần silicon 2 nm ở die tính toán, và mô hình bán máy chủ kèm nền tảng phần mềm/vận hành. Thành bại sẽ phụ thuộc vào hiệu năng thực tế trên mỗi watt, khả năng tương thích phần mềm, quá trình khách hàng xác thực hệ thống, nguồn cung từ TSMC và năng lực chuyển các thử nghiệm thành triển khai thực tế. Mốc năm 2027 sẽ là phép thử đầu tiên cho việc liệu kiến trúc xuất phát từ năng lực siêu máy tính có thể trở thành một mảng kinh doanh trung tâm dữ liệu bền vững hay không. 717