Компанія IBM представила на щорічній конференції Hot Chips процесор, який може стати найбільш значущою зміною в архітектурі мейнфреймів за десятиліття. Чіп, що живитиме наступне покоління систем IBM Z та LinuxONE, є першим у світі двовархітектурним мейнфреймовим процесором: його ядра здатні нативно виконувати як власний набір інструкцій IBM, так і інструкції Arm, перемикаючись між ними за наносекунди.
Рішення покликане дозволити підприємствам запускати величезну та швидкозростаючу екосистему Linux-програмного забезпечення для Arm, включно з AI-фреймворками, які дедалі більше визначають сучасну інфраструктуру, безпосередньо поруч із робочими навантаженнями обробки транзакцій z/OS, що є основою роботи банків, страхових компаній та урядів у всьому світі. За словами Тіни Тарквініо, головного директора з продуктів IBM Z і LinuxONE, це «один із найпотужніших комерційно доступних процесорів із подвійною архітектурою».
Анонс став першим апаратним етапом стратегічної співпраці IBM та Arm, оголошеної у квітні. Він дає пряму відповідь на питання, яке роками супроводжувало мейнфрейми: чи може машина, що обробляє більшість регульованих фінансових транзакцій у світі, залишатися повноцінним гравцем в епоху штучного інтелекту, побудовану значною мірою на чужому кремнії.
Найбільш вражаючим інженерним рішенням стало те, що IBM відмовилася від простішого шляху — розміщення окремих ядер Arm на периферії процесора, як це роблять інші виробники чипів для гетерогенних обчислень. Натомість кожне з 11 ядер чіпа є «двомовним» і може динамічно перемикатися між режимом програмного забезпечення Arm та традиційним режимом Z. Механізм працює на основі відкритого гіпервізора KVM: підприємства можуть запускати віртуальні машини Arm64 Linux та Linux on Z поруч, і коли гіпервізор призначає віртуальну машину фізичному ядру, ядро переходить у відповідний режим.
За словами представників IBM, втрата продуктивності при такому перемиканні практично нульова. «Це перемикання займає близько наносекунди, — зазначив інженер компанії. — Оскільки ви працюєте протягом багатьох мілісекунд у віртуальному образі, ці накладні витрати амортизуються до нуля». Традиційні робочі навантаження z/OS виконуються в окремому розділі на тому самому чіпі поза KVM, що дозволяє, наприклад, основній бухгалтерській книзі банку, його моделям виявлення шахрайства та сучасному стеку моніторингу на Arm ділити один кремній, пам'ять і гарантії надійності.
IBM визнає, що розглядала простіший варіант і відкинула його. «Ми не вирішимо потреби клієнтів, якщо просто додамо кілька ядер Arm у кутку чіпа, — пояснив представник компанії. — Це мало бути глибоко інтегровано в дизайн усієї системи, щоб забезпечити ту саму якість обслуговування, до якої звикли клієнти». Технічні характеристики підтверджують серйозність підходу: чіп виготовлено за передовим 2-нанометровим техпроцесом, 11 високопродуктивних ядер працюють на базовій частоті понад 5,7 ГГц, а на борту є AI-акселератори для виявлення шахрайства під час транзакцій, виділений блок обробки даних для прискорення введення-виведення та велика кеш-пам'ять. Повні системи масштабуватимуться до сотень ядер і десятків терабайт пам'яті.
Стратегічна логіка рішення — у програмному забезпеченні, а не в апаратному забезпеченні. Архітектура IBM s390x виконує величезну частку критично важливих транзакцій у світі, але ширший всесвіт корпоративного програмного забезпечення — інструменти моніторингу, агенти безпеки, хмарне проміжне програмне забезпечення та, перш за все, AI-стек PyTorch, ONNX Runtime і контейнерні навантаження — створений для x86 і все частіше для Arm. За оцінками Arm, близько половини обчислювальних потужностей, поставлених великим хмарним провайдерам у 2025 році, базувалися на Arm, зокрема завдяки AWS Graviton, Google Axion та кремнію Microsoft. Arm налічує понад 22 мільйони розробників у всьому світі.
Портування кожного застосунку на s390x було тривалим процесом, що вимагав роботи з кожним незалежним постачальником програмного забезпечення окремо. «Як би не була чудова наша команда, ми ніколи не змогли б попрацювати з усіма та портувати всі застосунки, — зазначила Тарквініо. — Ми зробили фундаментальний стрибок уперед». Вона додала, що клієнти не просили про двовархітектурний чіп як такий, а просили про результати: швидший вихід на ринок для супутніх робочих навантажень. Заявлена сумісність є амбітною: двійкові файли Arm Linux мають працювати без змін.
