全球企業和政府正積極尋求解決方案，應對數據中心能耗迅速增長問題，開發下一代“綠色”數據中心——既具備高性能，又兼具高能效的設施。全球科技巨頭富士通在先進處理器開發領域已領先 60 年，致力于開發更節能、更可持續的數據中心。
為盡快達成目標，富士通選擇了大膽創新，從零開始設計全新的處理器架構，從而達到在不犧牲性能的情況下，實現能效的最大化。
優化平衡
富士通的答案是 FUJITSU-MONAKA 處理器，這款高能效芯片標志著邁向更綠色數據中心的重要一步。
FUJITSU-MONAKA 的創新設計精心優化組件如何在保持能耗受控的同時提供速度和可靠性。它采用 3D 多核架構，集成三個不同模塊：
核心芯片（Core Die）：包含 Arm 核心
SRAM 芯片：用于末級緩存
I/O 芯片：支持 DDR、PCIe Gen6 等高速接口
核心芯片采用 2nm 工藝，實現卓越性能和低功耗，而 SRAM 和 I/O 芯片采用 5nm 工藝，優化成本和效率。
富士通處理器開發經理松井信之表示：“通過為每個芯片選擇最優工藝，我們實現了低成本、高性能和低功耗。”FUJITSU-MONAKA 基于 Armv9 架構，并采用富士通自研微架構，兩者均針對先進 Arm 服務器系統進行了優化。
確保 Arm 系統兼容性
開發 MONAKA 的一個關鍵要求是符合嚴苛的 Arm SystemReady 標準，確保在全球 Arm 生態系統中具備兼容性和可靠性，避免客戶出現硬件或軟件問題。
但符合 SystemReady 并非易事。近年來多款 Arm 服務器芯片在流片后才發現 SystemReady 違規，付出了巨大代價。富士通必須盡力避免這種情況的發生。
在采用先進工藝的 SoC 開發中，重制芯片的成本和影響非常大，因此在硅前階段發現問題越來越重要。為盡早降低這些風險，富士通必須運行 Arm 架構合規套件（ACS）的全面測試。這些測試需要數百億周期的 RTL 仿真，以及專門的軟件環境來模擬 PCI Express 設備并提高測試覆蓋率。
借助 ZeBu 實現硅前驗證
富士通選擇新思科技 ZeBu Server 5 高速硬件仿真器，來構建復雜的仿真環境。
“實現高效驗證，測試環境的穩定性至關重要。”松井信之表示，“富士通創建了一個 ZeBu Server 5 仿真模型，將 exerciser 作為虛擬設備連接，準備了帶有 exerciser 驅動的固件，并構建了 ACS 執行軟件環境。”
使用虛擬系統適配器（VSA），實現運行時靈活切換虛擬設備，無需重新編譯即可完成全面 ACS 測試與操作系統啟動驗證
并行連接多個 PCIe Exerciser，大幅提升測試覆蓋率
自定義固件環境，同時支持裸機和 UEFI 測試
結合自研系統級架構模擬器，實現真正的“左移”驗證
借助 ZeBu 的高速波形捕獲和保存/恢復功能，提高調試效率
通過在硬件仿真之前使用架構模擬器進行檢查，富士通能夠更早發現問題。團隊還為仿真模型配備了高級調試工具，包括指令執行跟蹤、長期軟件分析以及 PCI Express 事務監控。ZeBu Server 5 的高速波形捕獲功能進一步實現了快速調試。
測試 FUJITSU-MONAKA 需要長時間運行 ACS ，共超過 1300 億周期，仿真耗時近 60 小時，而 ZeBu Server 5 的保存/恢復功能使松井的團隊能夠在需要時暫停、恢復并排查測試，而不會丟失進度。
“使用 ZeBu Server 5，我們不僅可以保存仿真器狀態，還能保存運行在仿真主機上的虛擬設備狀態，”松井信之表示：“通過保存/恢復功能，我們提高了調試效率?！?/span>
邁向可持續數據中心的未來
在新思科技 ZeBu 的助力下，FUJITSU-MONAKA 處理器通過了 Arm SystemReady 硅前測試，確保與全球 Arm 生態系統兼容。這是處理器開發中的關鍵時刻，富士通將其歸功于與新思科技的合作以及 ZeBu Server 5 的使用，使這一成果成為可能。
通過進行 ACS 硅前測試，富士通實現了更高的驗證覆蓋率，進行了長時間的仿真和調試，發現并分析了系統規范和硬件邏輯問題，并在硅前階段確認了 SystemReady 合規性，完成了流片。
早期問題檢測不僅節省了寶貴的時間和資源，更重要的是為富士通提供了信心，確保 FUJITSU-MONAKA 最終能夠兌現其能效和可靠性的承諾。
FUJITSU-MONAKA 預計在 2027 年發布。通過利用先進架構、嚴格的硅前驗證，以及與新思科技等技術領導者的戰略合作，富士通正在重新定義綠色數據中心的可能性。
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