Enquanto Intel e AMD brigam por cada ponto percentual de performance na arquitetura x86, o Japão apareceu com algo completamente diferente. A Fujitsu acaba de lançar oficialmente o MONAKA, um processador ARM com 144 cores fabricado em processo de 2nm da TSMC, e o bicho tem potencial para bagunçar o mercado de data centers de um jeito que ninguém esperava.

Eu confesso que não estava acompanhando essa história de perto. A Fujitsu sempre foi aquela empresa que a gente associa com o supercomputador Fugaku (que dominou o TOP500 por anos) e com aqueles laptops corporativos japoneses. Mas o MONAKA é outra parada. É a primeira vez que eles miram no mercado de data center comercial de verdade, competindo diretamente com Xeon, EPYC e os chips Arm da Ampere.

144 Cores ARM em um único socket

Vamos aos números que importam. O MONAKA entrega 144 cores baseados na arquitetura ARMv9.3-A, rodando até 3,8 GHz de boost. São dois SKUs: um de 350W refrigerado a ar (base de 2,1 GHz) e um de 500W refrigerado a líquido (base de 2,9 GHz). A diferença de performance entre eles chega a 50%.

Cada core tem dual pipelines de 256-bit SVE2 (Scalable Vector Extension 2) e duas unidades de load/store de 256-bit. Se você está pensando “peraí, o A64FX do Fugaku tinha SVE de 512-bit, isso não é um downgrade?”, a resposta curta é: não.

A Fujitsu analisou cargas de trabalho reais e percebeu que a maioria do código de propósito geral não consegue utilizar 512 bits de largura. Reduzir para 256-bit diminui consumo de energia e área do chip, enquanto mantém throughput vetorial duplo do que a maioria dos concorrentes ARM oferece. Na prática, é mais performance por watt.

A arquitetura 3D que faz tudo funcionar

Aqui é onde o MONAKA fica realmente interessante. A Fujitsu usou uma arquitetura de chiplets 3D com empilhamento híbrido (hybrid bonding) que separa o chip em três camadas funcionais.

No topo ficam dois dies de computação fabricados em 2nm da TSMC (processo N2P), cada um com 72 cores. O detalhe é que esses dies de computação representam menos de 30% da área total de silício. Embaixo deles, empilhados via hybrid bonding, ficam os dies de SRAM em 5nm que armazenam todo o cache L3 (last-level cache). E no centro, um die de I/O também em 5nm conecta tudo: controladores de memória, PCIe, e a comunicação entre os dois clusters de cores.

Por que separar assim? Dois motivos práticos.

Primeiro, o scaling de SRAM estagnou. Células de memória SRAM não encolhem tão bem quanto lógica quando você migra de 5nm para 2nm. Colocar o cache em 5nm mantém o custo controlado sem sacrificar performance.

Segundo, colocar os dies de computação (que esquentam mais) no topo facilita a dissipação térmica. O calor sobe e encontra o heatsink diretamente. Os dies de SRAM embaixo operam em temperaturas mais baixas, o que é exatamente o que memória SRAM precisa para funcionar de forma confiável.

A Fujitsu também desenvolveu macros de SRAM customizados que operam em tensões aproximadamente 30% mais baixas que designs comparáveis, com circuitos assistivos que dão um boost de voltagem apenas durante os acessos. Isso é engenharia de chip de gente grande.

┌─────────────────────────────────────────┐
│         Heatsink / Cooling              │
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│   │  Compute    │  │  Compute    │     │  ← 2nm TSMC N2P
│   │  72 cores   │  │  72 cores   │     │    (144 cores total)
│   └──────┬──────┘  └──────┬──────┘     │
│   ┌──────┴──────┐  ┌──────┴──────┐     │
│   │  SRAM Cache │  │  SRAM Cache │     │  ← 5nm (hybrid bonding)
│   │    (L3)     │  │    (L3)     │     │
│   └──────┬──────┘  └──────┬──────┘     │
│          └───────┬────────┘            │
│          ┌───────┴────────┐            │
│          │    I/O Die     │            │  ← 5nm
│          │  DDR5 · PCIe   │            │
│          └────────────────┘            │
└─────────────────────────────────────────┘

Branch prediction de três níveis e um core redesenhado

O core do MONAKA não é só um Neoverse genérico da ARM. A Fujitsu projetou um core customizado com melhorias significativas no pipeline.

A mudança mais notável é o preditor de branches de três níveis usando TAGE (Tagged Geometric History Length), substituindo o preditor baseado em perceptron do A64FX. Preditores TAGE são considerados estado da arte em CPUs modernas, e são usados em variações pelos cores da Intel e AMD.

O backend foi expandido para pelo menos 6-wide (seis unidades ALU), contra 4-wide do A64FX. São quatro ALUs primárias (EXA até EXD) alimentadas por duas estações de reserva, mais duas unidades adicionais. Isso, combinado com o aumento de frequência de 2,0 GHz para 2,9 GHz, significa um salto brutal em IPC (instruções por ciclo) e throughput single-thread.

Outro detalhe elegante: o register file de ponto flutuante tem um “register reuse cache” que evita acessos redundantes para valores lidos frequentemente. E o hardware rastreia quando bits superiores de registradores vetoriais são zero (comum em código NEON), pulando leituras e escritas desnecessárias de zeros. Economia de energia a cada ciclo de clock.

12 canais DDR5 e NUMA configurável

O A64FX do Fugaku usava HBM2 (High Bandwidth Memory), limitado a 32 GB por socket. Legal para HPC, péssimo para o mercado comercial onde servidores precisam de centenas de gigabytes de RAM.

O MONAKA trocou para DDR5-8800 com 12 canais de memória. Isso entrega largura de banda absurda enquanto permite configurações de memória muito maiores e, crucialmente, permite upgrade em campo. Você não precisa trocar o processador se quiser mais RAM.

A configuração NUMA (Non-Uniform Memory Access) é flexível com três modos:

• 8 nós: 18 cores por nó com metade do cache L3 cada, otimizado para latência mínima
• 4 nós: Alinhado com os dies de computação, cada um com seus controladores de memória mais próximos
• 1 nó: Chip inteiro unificado, para aplicações que não se importam com topologia NUMA

Essa flexibilidade é um diferencial enorme. O A64FX tinha uma topologia NUMA rígida de 4 clusters. Aqui, o administrador escolhe o que faz mais sentido para cada workload.

Segurança: o nível de mainframe

A Fujitsu não está brincando quando fala em “features de RAS nível mainframe”. O MONAKA implementa:

• Confidential computing com Arm CCA (Confidential Compute Architecture): hardware root of trust, criptografia de memória contra ataques cold-boot, e pointer authentication contra ataques ROP
• ECC em todos os níveis de cache: correção de erros desde L1 até L3
• Hardware instruction retry: quando detecta um erro transiente, o core faz flush do pipeline a partir do estágio de commit, restaura o estado arquitetural, reexecuta a instrução em modo single-step, e depois retoma a execução out-of-order normal

Esse último ponto é particularmente importante para data centers. Erros transientes causados por raios cósmicos ou flutuações de voltagem são mais comuns do que a maioria dos devs imagina, especialmente em escala de milhares de servidores. A maioria dos processadores simplesmente crasha. O MONAKA se recupera sozinho.

O elefante na sala: frequência baixa

Preciso ser honesto aqui. O maior problema do MONAKA é a frequência. Com 2,9 GHz de base no SKU mais agressivo, ele fica bem atrás do que AMD, Intel e até os cores Neoverse da própria ARM conseguem em servidores.

Single-thread performance importa. Muito. Tem uma quantidade enorme de workloads que não paraleliza bem, e nesses casos um EPYC rodando a 4+ GHz vai atropelar o MONAKA sem dó.

Onde o MONAKA ganha? Em workloads massivamente paralelos com foco em eficiência energética. Pense em inferência de IA, simulações científicas, bancos de dados analíticos, e cargas de trabalho cloud-native que escalam horizontalmente. Nesses cenários, 144 cores eficientes em 2nm podem entregar mais performance por watt do que qualquer coisa da Intel ou AMD.

A densidade do core também impressiona: cada core MONAKA ocupa apenas 1,47 mm², marginalmente maior que o Neoverse N2 da ARM (1,0 a 1,3 mm²), mas entregando o dobro de throughput vetorial. Isso significa que a Fujitsu consegue empacotar mais performance em menos silício.

Sovereign AI: por que governos vão adorar

O termo “sovereign AI” aparece em praticamente todo material da Fujitsu sobre o MONAKA, e não é por acaso.

Com a crescente preocupação de governos sobre dependência de hardware estrangeiro para infraestrutura crítica de IA, o MONAKA se posiciona como uma alternativa. O Japão historicamente constrói infraestrutura tecnológica própria (o Fugaku é prova disso), e agora quer exportar essa capacidade.

As features de confidential computing, combinadas com o fato de ser um chip desenhado fora do ecossistema x86 dominado por empresas americanas, fazem do MONAKA uma opção atrativa para governos europeus, asiáticos e sul-americanos que querem diversificar suas cadeias de suprimento de semicondutores.

O Japão está colocando dinheiro pesado nisso. O governo japonês tem subsidiado agressivamente a indústria de semicondutores, e a Fujitsu é uma das beneficiárias diretas.

O roadmap: MONAKA-X com NVLink

Já existe um sucessor anunciado: o MONAKA-X, que será fabricado em processo de 1,4nm e virá com suporte a NVLink Fusion da NVIDIA.

Isso é significativo. NVLink Fusion permite que o CPU se comunique com GPUs NVIDIA usando o barramento NVLink em vez de PCIe, eliminando um dos maiores gargalos em servidores de IA: a latência e largura de banda limitada entre CPU e GPU. Se a Fujitsu conseguir entregar isso, o MONAKA-X pode se tornar o CPU ideal para racks de IA com GPUs NVIDIA.

A NVIDIA claramente está apostando em diversificação de parceiros de CPU. Eles já suportam ARM (Grace Hopper), e ter a Fujitsu como parceiro adicional fortalece o ecossistema ARM em data centers.

Quando chega e quanto custa

Os primeiros chips MONAKA começam a ser vendidos globalmente em novembro de 2026, com produção em volume prevista para 2027. A Fujitsu está trabalhando com parceiros de OEM para disponibilizar servidores com MONAKA, mas ainda não divulgou preços.

O ecossistema de software roda em cima de Linux com stack open source, incluindo componentes do stack open-source da NVIDIA para workloads de IA. A Fujitsu está posicionando o MONAKA como “drop-in replacement” para servidores x86, graças à maturidade do ecossistema ARM em Linux e a compatibilidade com containers e Kubernetes.

Inferência de IA sem GPU: o trunfo escondido

Um ponto que passa despercebido é o suporte do MONAKA a aceleração de operações matriciais via instruções dedicadas. Não estamos falando de competir com uma H100 aqui. Mas para inferência de modelos menores (até ~7B parâmetros), rodar direto no CPU com 144 cores e instruções vetoriais otimizadas pode eliminar a necessidade de GPUs caras.

Isso é especialmente relevante para edge computing e cenários onde latência importa mais que throughput bruto. Um servidor MONAKA poderia rodar múltiplas instâncias de modelos de linguagem para atendimento ao cliente, por exemplo, sem precisar de uma única GPU. Com DDR5-8800 em 12 canais, a largura de banda de memória não seria gargalo.

A Fujitsu também otimizou o hardware para “agentic workloads”, que são as cargas de trabalho onde agentes de IA precisam do CPU para orquestração, planejamento e execução de ferramentas entre chamadas ao modelo. O CPU vira o cérebro coordenador enquanto GPUs fazem o trabalho pesado de inferência.

O que isso significa para o mercado

O MONAKA sozinho não vai derrubar Intel e AMD. Mas é mais um sinal de que o domínio do x86 em data centers está sendo corroído de todos os lados.

A AWS já roda seus próprios chips Graviton (ARM). A Microsoft está desenvolvendo chips ARM internos. O Google tem o Axion. A NVIDIA tem o Grace. E agora a Fujitsu entra com o processador ARM mais denso e eficiente do mercado, fabricado no processo mais avançado disponível.

Para devs, a mensagem prática é: se você ainda não testa seu código em ARM, comece agora. O futuro de data centers é claramente multi-arquitetura, e assumir x86 como padrão é cada vez mais um risco de compatibilidade.

A Fujitsu pode não ter o marketing da Intel ou a hype da AMD, mas 144 cores ARM em 2nm com 3D chiplet stacking é o tipo de engenharia que fala por si.

Fonte de inspiração: Fujitsu launches made-in-Japan next-generation CPU FUJITSU-MONAKA