IBM z16主機(jī)系統(tǒng)到底具有哪些極為先進(jìn)的技術(shù)元素

作者：謝東，IBM大中華區(qū)首席技術(shù)官

你也許從未見過IBM主機(jī)的樣子，但它卻與我們的生活息息相關(guān)。比如，你剛才可能剛用手機(jī)在網(wǎng)上買了一件東西，而這筆在線購物的轉(zhuǎn)賬交易，極可能就是在IBM主機(jī)上完成的。因為全球大約價值70%[1]的交易，都是在IBM主機(jī)上完成的。

最近，IBM推出了新一代的主機(jī)系統(tǒng)——IBM z16，它體量不大，只比我略高一些。z16濃縮了IBM的先進(jìn)科技，結(jié)合新的應(yīng)用需求，與全球不同行業(yè)的客戶和合作伙伴合作創(chuàng)新，共同設(shè)計開發(fā)出來的。它將給企業(yè)的創(chuàng)新賦予新的動力，給開發(fā)者提供現(xiàn)代化的工具平臺，使企業(yè)能夠為用戶提供極為安全和可靠的服務(wù)。

IBM主機(jī)，是為企業(yè)的核心事務(wù)處理和關(guān)鍵應(yīng)用而打造的。這一類的應(yīng)用，有著極嚴(yán)格的特殊要求，在功能上，要求能對大規(guī)模的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時的排序、壓縮、加密等高密度運算;在性能上，要求極低的延時和極高的并發(fā);在應(yīng)用的性質(zhì)上，又要求有極強(qiáng)的安全和可靠性保障。

從技術(shù)創(chuàng)新的角度， IBM z16上到底具有哪些極為先進(jìn)的技術(shù)元素呢?

首先是芯片。

讓我從半導(dǎo)體技術(shù)講起，IBM 一直是半導(dǎo)體技術(shù)創(chuàng)新的領(lǐng)導(dǎo)者。在z16主機(jī)上，我們第一次推出了基于7 納米技術(shù)的主機(jī)處理器芯片。這顆芯片上集成了多達(dá)220 億個晶體管。如果我們把芯片中連接這些晶體管的連線連在一起，展開成一條直線，這條直線有接近30公里長。z16處理器在此展現(xiàn)了半導(dǎo)體技術(shù)強(qiáng)大的規(guī)模化能力。

單顆芯片已經(jīng)如此強(qiáng)大，而一臺z16主機(jī)可以集成32顆這樣的芯片。結(jié)合全新設(shè)計的架構(gòu)和緩存控制技術(shù)，z16相比前一代主機(jī)，無論是在單線程的處理能力上，還是整機(jī)的總體性能上，都又有了極大幅度的提升。

第二是人工智能(AI)。

就是把廣為期待的人工智能引入到了主機(jī)。主機(jī)的強(qiáng)大，不只是因為擁有強(qiáng)大的CPU，還因為擁有不同類型的強(qiáng)大的協(xié)處理器。IBM z16，把專用人工智能處理器集成到了主機(jī)芯片中。利用人工智能，不僅能為上層的主機(jī)應(yīng)用提供全新的功能，還能進(jìn)行主機(jī)自身的智能管理和優(yōu)化。主機(jī)的能力，再次被提升到了一個前所未有的水平。

有了人工智能的集成，很多用戶所期望的功能，在主機(jī)上就成為了可能——比如，信用卡反欺詐。我們從銀行客戶那里了解到，識別交易中的信用卡欺詐，并不是一件容易的事，人工智能可以極大地提高識別的速度和準(zhǔn)確度。但是利用現(xiàn)有的系統(tǒng)和技術(shù)，還無法做到對每筆交易進(jìn)行實時的分析和識別;不僅如此，如果把主機(jī)上的用戶交易數(shù)據(jù)傳到主機(jī)外的其它系統(tǒng)進(jìn)行分析的話，還會增加數(shù)據(jù)安全上的風(fēng)險，在實踐中也是不可行的。

有了IBM z16，這些就不是問題了。z16把高性能的人工智能加速器與CPU集成到了一起，可以對每一筆交易，利用人工智能進(jìn)行實時分析預(yù)測。它不占用CPU資源，對應(yīng)用程序的性能毫無影響。z16能夠提供每天高達(dá)3000億次的基于不同人工智能模型的分析預(yù)測，延遲時間僅為 1 毫秒[2]。有了它，信用卡反欺詐真正成為了可能，而且可以在交易欺詐發(fā)生前就能識別出來，徹底阻止了欺詐的發(fā)生。

IBM z16不僅提供了強(qiáng)大的人工智能的硬件能力，還提供了開發(fā)和部署人工智能所需的完整工具，并且擁有豐富的技術(shù)生態(tài)。人工智能專家和數(shù)據(jù)科學(xué)家可以在各大主流平臺上開發(fā)和訓(xùn)練人工智能模型。訓(xùn)練好的模型，通過z16提供的工具，可以非?？旖莸夭渴鸬街鳈C(jī)上。主機(jī)上的各個應(yīng)用，只要通過簡單的接口，就可以調(diào)用這些預(yù)測模型，把人工智能無縫地集成到應(yīng)用中。

人工智能，為主機(jī)應(yīng)用的創(chuàng)新，提供了一個全新的巨大空間。

第三個領(lǐng)先的技術(shù)元素是安全。

主機(jī)上的應(yīng)用，都是對安全有極高要求的。主機(jī)在設(shè)計實現(xiàn)上對信息安全有著全面而完整的考慮，基于IBM 的科技(如普遍加密和機(jī)密計算技術(shù))為系統(tǒng)和系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)提供極高級別的安全保障。比如，主機(jī)實現(xiàn)了全內(nèi)存加密，和可信的代碼執(zhí)行環(huán)境。這種可信的代碼執(zhí)行環(huán)境在硬件上保證了容器中數(shù)據(jù)的安全。不論是系統(tǒng)管理員還是應(yīng)用管理員，都不能訪問應(yīng)用中的任何用戶數(shù)據(jù)，這就從根本上保證了數(shù)據(jù)的安全，也使主機(jī)能夠安全地部署到用戶的混合云架構(gòu)中。

不僅如此，對于數(shù)據(jù)安全，z16對未來也做好了準(zhǔn)備。我們知道，量子計算的時代即將到來，我們很自豪，IBM依然是這個新計算時代的技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者。量子計算為我們帶來巨大的計算能力，能夠解決很多現(xiàn)在的經(jīng)典計算機(jī)無法解決的問題。量子計算機(jī)也在推動密碼學(xué)的發(fā)展，對加密技術(shù)、加密協(xié)議提出了新的要求。IBM在推動實現(xiàn)量子安全所需的基礎(chǔ)理論方面，一直處于世界領(lǐng)先地位。z16是全球第一臺能夠在本地系統(tǒng)中實現(xiàn)量子安全的服務(wù)器。通過z16主機(jī)系統(tǒng)保護(hù)的數(shù)據(jù)，不僅今天是安全的，在未來的量子時代，也是安全的。

除了人工智能、量子安全這些新的特性，z16還進(jìn)一步加強(qiáng)了主機(jī)的高可靠性。

上一代的主機(jī)已經(jīng)為用戶提供了高達(dá)99.9999999%(小數(shù)點后7個9)的可靠性，新一代的z16繼續(xù)注入了創(chuàng)新性的新技術(shù)，使可靠性得到進(jìn)一步的加強(qiáng)。在極端情況下，IBM主機(jī)依然能保證系統(tǒng)的嚴(yán)格可靠。

此外，主機(jī)上的計算資源可以達(dá)到接近100%的利用率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其它的分布式系統(tǒng)。運行同樣的工作負(fù)載，主機(jī)所消耗的能源也比其它系統(tǒng)要少。這些，都為企業(yè)提供了更多的長遠(yuǎn)價值。

最后我要特別指出的是，我們面前有一個非凡的路線圖。z16 上我們采用了成熟的7 納米技術(shù)，但I(xiàn)BM在2021年已經(jīng)宣布了2納米的技術(shù)。IBM正在在把半導(dǎo)體技術(shù)不斷地向前推進(jìn)，7nm之后，還有5nm, 3nm, 2nm，以及更為先進(jìn)的技術(shù)。這些非凡的新技術(shù)，在未來將不斷為主機(jī)注入新的活力。

未來，IBM主機(jī)仍將不斷創(chuàng)新，賦能企業(yè)，為企業(yè)創(chuàng)造持續(xù)的高價值回報，為用戶提供高質(zhì)量的服務(wù)。

你我未來的生活，IBM主機(jī)，仍將扮演重要的角色。

[1]根據(jù)Celent 2022年3月一項題為《在IBM Z 上實施欺詐預(yù)防》的研究，預(yù)計全球價值 70% 的交易都運行在IBM zSystems上。

[2]免責(zé)聲明：性能結(jié)果是從IBM內(nèi)部測試中推斷出來的，該測試在Ubuntu 20.04(SMT模式)上使用一個利用人工智能集成加速器的合成信用卡欺詐檢測模型(https://github.com/IBM/ai-on-z-fraud-detection)，在一個有48個IFL和128GB內(nèi)存的z16 LPAR中運行本地推理操作。該基準(zhǔn)以8個并行線程運行，每個線程都被釘在不同芯片的第一個核心上。lscpucommand被用來識別核心-芯片拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。使用了128個推理操作的批量大小。結(jié)果可能有所不同。

關(guān)于 IBM

IBM 是全球領(lǐng)先的混合云、人工智能及企業(yè)服務(wù)提供商，幫助超過 175 個國家和地區(qū)的客戶，從其擁有的數(shù)據(jù)中獲取商業(yè)洞察，簡化業(yè)務(wù)流程，降低成本，并獲得行業(yè)競爭優(yōu)勢。金融服務(wù)、電信和醫(yī)療健康等關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域的超過 4000 家政府和企業(yè)實體依靠 IBM 混合云平臺和 Red Hat OpenShift 快速、高效、安全地實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。IBM 在人工智能、量子計算、行業(yè)云解決方案和企業(yè)服務(wù)方面的突破性創(chuàng)新為我們的客戶提供了開放和靈活的選擇。對企業(yè)誠信、透明治理、社會責(zé)任、包容文化和服務(wù)精神的長期承諾是 IBM 業(yè)務(wù)發(fā)展的基石。

原文標(biāo)題：IBM z16： 方寸之間見未來

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審核編輯：湯梓紅