IBM全新大型机zEC12有哪些亮点？

IBM在8月28日推出了全新一代zEnterprise EC12大型机，这也是蓝色巨人48年来高端产品线大型机系统的又一次重大革新。本文将重点围绕全新一代zEC12产品进行介绍，并从中为大家揭示IBM新的产业发展方向和信息技术发展策略。

近日发布的zEnterprise EC12(以下简称zEC12，编者注)大型机，被IBM称之为是48年来最为强大、凝聚各种先进技术的zEnterprise系列产品;也是IBM称之为花费了10多亿美元研发打造、汇集包括纽约州波基普西以及全球其他17个IBM实验室实力和IBM顶级客户协作的精粹。

在IBM看来，zEC12是最具安全性的enterprise systems产品，提供有多种能满足不同行业的安全和合规性的功能，能够满足当今和未来关键业务和信息的更高安全性和高效管理需求。

全世界最快的处理器——六核32纳米主频5.5GHz处理器

利用zEC12提供的业务分析和近实时工作负载监测和分析功能，以及转配全世界最快的处理器——六核32纳米主频5.5GHz处理器，可以满足用户几乎所有环境下的各种工作负载。

zEC12的处理器采用第二代高K金属栅32纳米生产工艺制造，制造地在纽约East Fishkill。该处理器主频可加速至6GHz(5.5GHz起跳)，这大约是目前市面上至强或者皓龙处理器主频的两倍。相比上一代主频为5.2GHz处理器拥有四个核心，IBM将内核增加了50%，提升到六核。

zEC12卡插式处理器(5.5GHz主频)

缓存

缓存方面，L2从上一代的1.5MB提升到2MB，L3嵌入式DRAM缓存高达48GB，为上一代处理器的两倍。L4缓存也被增加到384MB，也是上一代两年前zEnterprise 196的两倍。

MCM(multichip module)多处理器模块设计

和以前的大型机的做法一样，zEC12也采用了MCM(multichip module)多处理器模块设计，通过将多个处理器融合在一起并集成在zEC12 book上(IBM将为获取高实用性进行独立升级或维护的基础架构单位称之为Book。编者注)。

zEC12 book结构图和组件(book代表基础架构单位)

每个MCM拥有5个物理处理器，也就是每个MCM总共有30个处理器内核，每个zEC12系统拥有4个处理器book，也就是总共可提供最多120个处理器内核。这些处理器内核可根据不同工作负载被分配不同职责。比如根据大型机运行的操作系统z/OS、z/VM、z/VSE、和z/TPF，来决定这些处理器内核的具体分工。其中有些将被指派为系统协处理器SAP，专门处理I/O事务，从而使得中央处理器CP可专心运行工作负载。

当然，用户还可以对这些内核配置为内部耦合工具(ICF)处理器、集成Linux工具(IFL)处理器、应用加速处理器(zAAP)、集成信息处理器(zIIP)，大家可参考如下表格数据(单位为核心个数)：

zEC12处理器拥有更多相关分支执行单元以帮助加快线程，通过该处理器，主机编译器现在可以发出预取指令，以帮助应用程序获得更好的工作指令和数据队列，从而推动完成更多工作负载。单个zEC12处理器性能比上一代提升25%。虽然IBM并未公布该处理器的每秒百万条指令数，但根据前一代最快处理器为1200MIPS，我们可以估计此次的处理器将可达1600MIPS。

首个支持事务内存的IBM系统 

更为有趣的是，zEC12也是首个支持事务内存的IBM系统，它可实现跨多个执行单元，减少软件锁定。IBM称之为Transaction Execution Facility，它可让处理器和SMP集线控制器执行“机会锁定”，而不是利用软件来锁定。

事务内存将有助于提升多线程应用程序的性能，比如DB2数据库、Java虚拟机等。结合更高的主频、更大的缓存以及事务内存，可以全面提高多线程性能，实现比z196大型机提升约45%的性能。

接下来我们来谈谈内存。相比上一代System z大型机，唯一没有变化的就是主内存容量——也就是最大可扩展至3TB。

zEC12内部结构特写

IBM一如既往地在主内存中提供其独立内存冗余阵列(RAIM )数据保护，帮助增强可用性。 RAIM功能需要在内存控制器芯片上实现，通过条带化对RAID5磁盘阵列进行奇偶校验保护，并将其加入到内存中。

RAIM两年前首次在zEnterprise 196系统上得到亮相，是另一种增强大型机高可用性的功能之一。3TB内存都可以分配到一个单一的系统映像，zEC12每个逻辑分区(LPAR)的虚拟机上的可最大支持1TB虚拟内存。

zEC12提供PCI Express 3.0扩展接口

zEC12提供PCI Express 3.0扩展接口，这也是继英特尔(今年3月推出的至强E5系列)首个支持PCI-E 3.0后的第二个产品支持此类标准。zEC12提供多达48个PCI-E 3.0插槽，而且还支持6Gb/s SAS内部磁盘连接。

采用风冷设计的zEC12内部结构图解

采用水冷方案的zEC内部结构图

散热方面，与之前的System z大型机不同，采用了另外的水冷或者风冷方案。对于主频更高的zEC12处理器来说，采用水冷方式会更加有效得多。

基于散热器的空冷系统

当然，如果客户愿意的话，IBM也可将联网布线以外的电源和散热也从机器顶部传导，从而可以将zEC12放置在混凝土地板上而不是老式的玻璃房内。上图中，展现的就是zEC12一种新的基于散热器的空气冷却系统。

过去以来，IBM大型机留给人印象最深的非安全性、灵活性和高可用性莫属。

zEC12处理器拥有和z11处理器一样的片上加密功能，但zEC12还提供有新的外部安全协处理器卡Crypto Express4S。该协处理器以固件形式满足欧洲PKCS#11加密安全标准，而且也支持美国运通的EMV支付安全性标准。该协处理器卡可提供防篡改功能，具有较高性能。

另外，zEC12还提供有zAware功能，通过软件栈的方式帮助系统管理员了解大型机应用程序何时何地出现问题，也就是说能够让大型机对问题及时进行预警和问题分类，并通知系统管理员。

zAware软件部分驻留在相应固件中，部分驻留在逻辑分区中。zAware能监控系统上的所有运行和信息流量，对其进行分析和筛选，以匹配其运行状态是否与大型机正常运行状态相符。

zEC12大型机

zAware每两分钟会对运行数据生成一个样本，并且能够在不超过10分钟的时间内对所有样本进行分析，快速得出大型机运行是否存在异常。然后，还会就此比较90天以来的平均数据，以确认大型机当前的行为状态是否基于整个软硬件架构的基准而做出。

IBM设计的zAware，旨在为错过大型机运营培训的大型机管理员，或者帮助检测大型机存在某些不易发现的异常行为而提供。zAware功能本身需要单独收费，不过目前该功能的售价暂无详细消息。

自从zEnterprise 196两年前推出以来，IBM大型机就被赋予了“系统中的系统”的别称。这种大型机可以借助连接外部基于Power 7或者至强处理器的刀片服务器，来实现大数据整合、工作负载优化并支持云计算交付模式。

这种“系统中的系统”，其实也就是提供一种“混合计算”，将IBM zEnterprise System和IBM zEnterprise BladeCenter Extension(zBX)进货混合，从而允许企业用户部署和整合跨大型机平台的工作负载。并且借助zEnterprise Unified Resource Management(统一资源管理)，灵活管理包括z/OS、AIX、Linux on System x及Windows on System x在内的异构平台(包括相应虚拟化系统)。

“混合计算”演示图

在zEC12平台上，IBM为其提供的是zBX Model 003。它提供有新的固件并获得升级，从而能够支持PS701和HX5刀片服务器上的hypervisor，而且也改进了大型机和zBX机柜中的交换机之间的链路聚合。

在4个zBX机柜中可支持最多112个PS701刀片服务器和最多56台HX刀片服务器。每个机架最多可用2个刀片式服务器机箱，以及连接各自服务器的交换机，当然，也需要提供为Power和至强刀片以及本地存储提供必要的空间。

在操作系统方面，zEC12支持z/OS V1.13以及早期的V1.12发行版。如果用户延长服务周期，该大型机还可以支持运行 z/OS V1.10或者V1.11。如果用户升级的话，可支持运行z/VM V5.4、 V6.1、或者V6.2、z/VSE V4.3、V5.1和 z/TPF V1.1。 Red Hat Enterprise Linux 5和6版本、SUSE Linux Enterprise Server 10和11版本也都可以运行在IFL上。而在zBX刀片服务器上，可支持AIX 5.3、6.1、7.1(基于Power系统)和RHEL5、RHEL6、SLES 11(基于至强系统)和Windows Server 2008 R2(推荐数据中心版本)。

zEC12的各个型号都将在今年9月19日正式发售。