Кіріспе
IBM Z – IBM компаниясының z/Architecture архитектурасындағы барлық бас компьютерлер отбасының атауы. 2017 жылдың шілдесінде жаңа буын өнімдерімен бірге ресми отбасы IBM z Systems-тен IBM Z-ге өзгертілді; IBM Z отбасының құрамына енді ең жаңа модель – IBM z16, сондай-ақ z15, z14 және z13 (IBM z Systems/IBM System z аттарымен шығарылған), IBM zEnterprise модельдері (көбінесе zEC12 және z196 деп аталады), IBM System z10 модельдері (көбінесе z10 EC деп аталады), IBM System z9 модельдері (көбінесе z9EC деп аталады) және IBM eServer zSeries модельдері (көбінесе тек z900 және z990 бас компьютерлер буындарына қатысты) кіреді.
IBM Z is a family name used by IBM for all of its z/Architecture mainframe computers. In July 2017, with another generation of products, the official family was changed to IBM Z from IBM z Systems; the IBM Z family now includes the newest model, the IBM z16, as well as the z15, the z14, and the z13 (released under the IBM z Systems/IBM System z names), the IBM zEnterprise models (in common use the zEC12 and z196), the IBM System z10 models (in common use the z10 EC), the IBM System z9 models (in common use the z9EC) and IBM eServer zSeries models (in common use refers only to the z900 and z990 generations of mainframe).
Сәулет
zSeries, zEnterprise, System z және IBM Z отбасыларының аталуы олардың үздіріссіз жұмыс істеу мүмкіндігімен байланысты – z әрпі «нөлдік тоқтау» дегенді білдіреді. Бұл жүйелер үздіксіз қызметті қамтамасыз ету үшін жедел ауысуға қабілетті қосалқы компоненттермен құрастырылған. IBM Z отбасы толық кері үйлесімділікті сақтайды. Де-факто, қазіргі жүйелер 1964 жылы жарияланған System/360 және 1970 жылдардағы System/370 жүйелерінің тікелей және тура ұрпақтары болып табылады. Осы жүйелер үшін жазылған көптеген бағдарламалар бес он жылдықтан астам уақыт өткен соң да ең жаңа IBM Z жүйесінде өзгеріссіз жұмыс істей береді.
Виртуализациялау
Виртуализация IBM Z жүйелерінде әдепкі бойынша қажетті. Бірінші қабаттағы виртуализация процессор ресурстары мен жүйе менеджері (PR/SM) арқылы бір немесе бірнеше логикалық бөлімдерді (LPAR) орналастыру үшін қамтамасыз етіледі. Әр LPAR әртүрлі операциялық жүйелерді қолдайды. z/VM деп аталатын гипервизорды LPAR ішінде екінші қабатты виртуализация ретінде іске қосуға болады, бұл LPAR-ға оларды қолдау үшін берілген ресурстардың мөлшеріне байланысты көптеген виртуалды машиналарды (VM) құруға мүмкіндік береді. IBM Z виртуализациясының бірінші қабаты (PR/SM) z машинасына LPAR-лардың шектеулі санын (IBM z13-те 80-ге дейін) іске қосуға мүмкіндік береді. Бұларды виртуалды "қалқансыз металл" серверлер деп қарастыруға болады, себебі PR/SM процессорларды жеке LPAR-ға арнауға мүмкіндік береді. PR/SM LPAR-ларында бөлінген z/VM LPAR-лары, қажетті өнімділік, сыйымдылық және өткізу қабілеті үшін жүйемен конфигурацияланған жеткілікті процессор, жад және I/O ресурстары болған жағдайда, өте көп виртуалды машиналарды іске қоса алады. IBM Z-дің PR/SM және аппараттық атрибуттары жұмыс жүктемесінің талаптарын қанағаттандыру үшін есептеу ресурстарын динамикалық түрде өзгертуге мүмкіндік береді. Процессор және жад ресурстарын жүйеге бұзусыз қосуға болады және олар LPAR-лармен динамикалық түрде тағайындалады, танылады және пайдаланылады. IP және SAN порттары сияқты I/O ресурстарын да динамикалық түрде қосуға болады. Олар виртуализацияланып, барлық LPAR-лар арасында ортақ пайдаланылады. Бұл мүмкіндікті қамтамасыз ететін аппараттық компонент арналық кіші жүйе деп аталады. Әрбір LPAR-ды виртуалды I/O порттарын "көруге" немесе "көрмеуге" конфигурациялауға болады, осылайша қажетті "ортақ пайдалану" немесе оқшаулану орнатылады. Бұл виртуализациялау мүмкіндігі I/O ресурстарын бөлісуге және пайдалануды арттыруға мүмкіндік беретіндіктен, оларды едәуір азайтуға мүмкіндік береді. IBM Z-дегі PR/SM Common Criteria Evaluation Assurance Level (EAL) 5+ қауіпсіздік сертификатына ие, ал z/VM Common Criteria EAL4+ сертификатына ие. Linux-тағы KVM гипервизоры да көшірілді.
Үлгілер тізімі (мерзімдік реті кері)
System/390 атауын қолдану тоқтатылғаннан бері, IBM Z-дің көптеген үлгілері жарық көрді. Оларды ұқсас архитектуралық ерекшеліктерімен топтастыруға болады.
IBM z16
Telum процессорына негізделген IBM z16 мейнфреймі 2022 жылдың 5 сәуірінде ұсынылды. Жаңа басылымдағы z/Architecture Principles of Operation еңбексіздігінде жасанды интеллект және нейрондық желілерге арналған нұсқаулар сипатталған.
IBM zEnterprise жүйесі
Бұл желінің екі буыны бар: 2010/2011 жылдары 114 бір серверлік ("бизнес-класс") және 196 ("Enterprise class") модельдерімен шығарылған бірінші буын; және 2012/2013 жылдары негізгі желінің 12-ші буыны деп танымалған екінші буын, ол екі модельдік қатармен шығарылды: бір серверлік zBC12 және екі серверлік zEC12.
IBM zSeries отбасы
2000 жылдың 3 қазанында жарияланған және 18 желтоқсанда қолжетімді болған eServer zSeries 900 (қысқаша z900) S/360 архитектурасының 64 биттік z/Architecture кеңейтуін алғаш рет енгізді, сонымен қатар 31 биттік және 24 биттік адрестеу бағдарламаларын қолдауды сақтап қалды. Жүйенің 12 немесе 20 Blue Flame процессорлары, олардың 16-сы орталық процессорлар ретінде пайдаланылуы мүмкін, 101 шыны-керамикалық қабаттан және 4226 I/O тіреуіштен тұратын көп чиптік модульде орналасқан. Әрбір процессор 177 мм² ауданында 47 миллион транзистордан тұрады. Алдыңғы S/390 G6-мен салыстырғанда, Blue Flame L1 кэші 256+256 КБ I+D бөлінісімен екі есеге ұлғайтылды, ал L2 кэші 32 МБ-қа дейін екі есеге артты. Шеткі I/O өткізгіштігі 24 ГБ/с-қа дейін үш есеге өсті, ал негізгі жадтың өткізгіштігі 70 ГБ/с, 150 нс жауап уақыты және 64 ГБ-ға дейін сыйымдылықты қамтиды. 7 сатылы құбыр желісіне ие Blue Flame бастапқыда 180 нм технологиясымен 769 МГц жиілікке жетті, ал 2002 жылдың мамырында кремний изоляторына көшуден кейін 917 МГц жиілікке жетті, бұл кезде ол 38 Вт тұтынуға ие болды. 2002 жылы IBM z800-ді ұсынды, бұл төменгі деңгейдегі мейнфрейм, онда 625 МГц жиілікте бес Blue Flame процессорлары орналасқан, олардың төртеуі орталық процессорлар ретінде жұмыс істей алады, барлығы 8 МБ L2 кэшін бөліседі. I/O өткізгіштігі 6 ГБ/с, ал жад сыйымдылығы 32 ГБ-ға дейін жетеді. Орта және жоғары деңгейдегі z990 мейнфреймдері 2003 жылдың маусым және қазан айларында қолжетімді болды. IBM-нің алғашқы суперскалярлы CMOS мейнфрейм процессорларын ұсынатын, екі ядролы чип 266 мм² ауданында 121 миллион транзистордан тұрады және 130 нм технологиясымен өндірілді, z990 үшін 55 Вт қуатты 1.2 ГГц жиілікте тұтынады. Әрбір ядро Деректерді шифрлау стандарты (DES) және SHA 1 алгоритмдерін қолдайтын криптографиялық копроцессорды қамтиды. Бұл сондай-ақ тұңғыш рет болжамды жадты анықтау мүмкіндігіне ие болды. Логикалық бөлімдердің саны 30-ға дейін екі есеге артты, ал Parallel Sysplex жүйесіндегі ең үлкен қашықтық 100 км-ге дейін өсті. z990-ның барлық мүмкіндіктерін толыққанды пайдалану үшін бір операциялық жүйеге біраз уақыт қажет болды, себебі z/OS және z/VM тек 2004 жылдың қыркүйегінде 24 процессорды, ал z/OS үшін 2005 жылдың маусымында және z/VM үшін 2007 жылдың маусымында 32 процессорды қолдады. 2004 жылдың мамырында z800 z890 үлгісімен алмастырылды. Жадының сыйымдылығы мен ядролардың саны z800-ден өзгеріссіз қалды, бірақ процессорлар z990-дағыдай болды, бірақ жиілігі 1.0 ГГц-ке төмендетілді. L2 кэшінің көлемі 32 МБ болды, ал I/O жүйесі екі LCSS және 16 ГБ/с өткізгіштікке қолдау көрсетті. Z196 үлгісі үшін әр процессорлық тақтаға көп чиптік модуль дәнекерленеді.
Есептеу қуатын реттеу
Қазіргі IBM Z мейнфреймін тапсырыс берудің әдеттегі процесі қызмет сатып алуға немесе лизингке ұқсайды; мейнфрейм – жүйелік жұмыс жүктемесі үшін төлем жасалатын бағдарламалық-аппараттық кешен, және (көбінесе) қосымша төлем арқылы қосымша жүйелік мүмкіндіктерді ашуға болады.
Операциялық жүйелер
z15, z14, z13, zEC12, zBC12, z114 және z196 IBM операциялық жүйелерін қолдайды: z/OS, z/VM, z/VSE және z/TPF. Басқа операциялық жүйелерге IBM Z-дегі Linux, мысалы, Red Hat Enterprise Linux 6 және SUSE Linux Enterprise Server 11 жатады. 2011 жылдың қараша айында IBM, x86 процессорларына негіделген және IBM-нің zEnterprise BladeCenter Extension (zBX) желісіне қосылатын модульдер арқылы Microsoft Windows Server 2008 қолдауын енгізді. zBX сонымен қатар zEnterprise үшін IBM WebSphere DataPower Integrated Appliance XI50 (DataPower XI50z) құрылғысын да қолдайды.
BladeCenter Extension (zBX) (Бейне ортасының кеңейтілуі)
zEnterprise жүйесі zEnterprise BladeCenter Extension (zBX) опциясын қолдайды. Бұл қосымша инфрақұрылым артық Rack коммутаторларын, артық қуат көздерін, қосымша желдеткіштерді және IBM BladeCenter шассиін қолдайды. Бұл қосымша шасси POWER7 және x86 блейд серверлерін мейнфрейммен интеграциялауға және басқаруға мүмкіндік береді. Hoplon Infotainment-тегі ойын фреймі орнатылымы – гибридтік мейнфреймнің мысалы. zBX 112 блейд модульдерін қолдайды. zBX және System Z сервері жеке деректер желісін қамтамасыз ететін артық, қауіпсіз 10 Гигабит Ethernet қосылысы арқылы байланыстырылған. Басқару үшін 1 Гигабит Ethernet қосылысы да бар.
Бірыңғай ресурстар менеджері
zEnterprise біріктірілген ресурстар менеджері (zManager) қолдау көрсетілетін zBX платформаларын басқару үшін бір жүйеге виртуалды түрде біріктіруге мүмкіндік береді. Ол сонымен қатар жүйедегі белгілі бір жұмыс жүктемелеріне басымдық беруге мүмкіндік береді. Ресурс менеджері түрлі платформаларды тұйықтар немесе қателердің белгілеріне қадағалай алады және көрсетілген қызмет сапасы деңгейін сақтап, жүйені қалпына келтіру үшін өзгерте алады.
Сұйықпен салқындату
zEC12 және z196 сыртқы сұйық салқындатуды қолдайды. Тұтынушылар өздерінің серверлерін сумен салқындатылатын жылу алмастырғышымен сатып алуға мүмкіндік алады.