Процессор zIIP: Специализированная вычислительная мощность для мэйнфреймов IBM System z

Введение

В IBM System z9 и последующих мэйнфреймах интегрированный информационный процессор System z (zIIP) является процессором специального назначения. Изначально он был представлен для разгрузки центральных процессоров (CP) основных компьютеров от определенных задач обработки Db2, но в настоящее время используется для разгрузки других рабочих нагрузок z/OS, как описано ниже. Эта идея берет начало в предыдущих процессорах специального назначения – zAAP, который разгружает обработку Java, и IFL, который работает под управлением Linux и z/VM, но не других операционных систем IBM, таких как z/OS, DOS/VSE и TPF. Система z PU (процессорная единица) "характеризуется" как один из этих типов процессоров, либо как CP (центральный процессор), либо как SAP (процессор системной поддержки). Эти процессоры не содержат микрокода или аппаратных функций, ускоряющих их целевые рабочие нагрузки. Вместо этого, разгружая общие CP от определенных задач, они часто приводят к увеличению пропускной способности рабочих нагрузок при снижении лицензионных сборов. DB2 для z/OS V8 был первым приложением, использующим zIIP, но сейчас существует несколько продуктов и технологий IBM и сторонних производителей, использующих zIIP. Для работы с zIIP требуется мэйнфрейм System z9 или более новой модели. z/OS 1.8 и DB2 9 для z/OS поддерживают zIIP. IBM также предлагает PTF для z/OS 1.6, z/OS 1.7 и DB2 V8 для обеспечения использования zIIP. (DB2 9 для z/OS – это первый релиз DB2 со встроенной поддержкой.) Информация о технологии zIIP была публично раскрыта IBM 24 января 2006 года. Аппаратное обеспечение zIIP (то есть микрокод, поскольку аппаратное обеспечение процессоров в настоящее время не отличается от процессоров общего назначения) стало общедоступным в мае 2006 года. PTF для z/OS и DB2, позволяющие использовать возможности аппаратного обеспечения zIIP, стали доступны в конце июня 2006 года.

zIIP добавляет экономически эффективную вычислительную мощность для четырех типов задач DB2:

Удаленный доступ DRDA через TCP/IP. Эта категория включает доступ JDBC и ODBC к DB2, включая доступ через LPAR с использованием HiperSockets, например, Linux на IBM Z. Исключением является доступ к хранимым процедурам DB2 V8, который перенаправляет небольшую часть работы. В DB2 9 используются собственные удаленные SQL-процедуры, использующие zIIP. Операции параллельных запросов. DB2 9 может увеличить объем параллельной обработки и, следовательно, более эффективно использовать zIIP. Анализ XML в DB2 может использовать процессоры zIIP или zAAP. Обработка определенных утилит DB2.

Поддержка ZIIP

Хотя Db2 для z/OS был первым продуктом, использующим процессоры zIIP, он не ограничивается только Db2 или продуктами IBM. Специализированный процессор zIIP также может использоваться для обработки IPSec в TCP/IP, определенных задач общей обработки XML и масштабируемой архитектуры IBM для финансовой отчетности. В августе 2007 года Shadow, промежуточное программное обеспечение для мэйнфреймов, теперь принадлежащее Rocket Software, представило первую интеграцию, совместимую с zIIP, для сред, отличных от DB2, расширив преимущества специализированных процессоров на Adabas, CICS, IMS, IDMS и VSAM. Другие независимые поставщики программного обеспечения (ISV) внедрили поддержку выполнения своих продуктов на zIIP. Среди этих поставщиков, в частности, Software AG, Compuware, CA Technologies, BMC Software, GT Software, Inc. и Phoenix Software International. Например, продукт CA NetMaster Network Management for TCP/IP может запускать как основную задачу, так и подзадачу анализатора пакетов на zIIP. Rocket Software утверждает, что их Shadow server позволит 99% интеграционных процессов, таких как SQL-запросы к нереляционным данным и рабочие нагрузки Web Services/SOA, быть совместимыми с zIIP и выполняться вне процессора общего назначения. Ivory Server для z/OS от GT Software, Inc. обеспечивает поддержку zIIP для разбора XML, построения полезных данных XML и обработки преобразования данных. Кроме того, Ivory Server поддерживает процессор zAAP с использованием дополнительных IBM z/OS XML Services и процессор IFL с Linux на IBM Z. Ivory Server и Ivory Studio (Ivory IDE) предоставляют опции, позволяющие клиентам управлять рабочей нагрузкой, перенесенной на специализированный процессор zIIP с процессора общего назначения. Разработчики коммерческого программного обеспечения, при соблюдении определенных квалификационных требований, могут получить технические подробности от IBM о том, как использовать zIIP на основании соглашения о неразглашении. IBM z13 объединяет функциональность zAAP с zIIP, поэтому задачи, ранее выполнявшиеся на zAAP, теперь используют zIIP. Кроме того, процессоры IFL и zIIP на IBM z13, использующие микропроцессор z13, поддерживают технологию одновременной многопоточности (SMT).

Although Db2 for z/OS was the first product released that exploited zIIP processors, it is not limited to just Db2 or IBM products. The zIIP speciality CPU can also be used for IPSec processing in TCP/IP, certain general XML processing, and IBM's Scalable Architecture for Financial Reporting. In August, 2007, Shadow, a mainframe middleware product, now owned by Rocket Software, introduced the first zIIP eligible integration for environments other than DB2, expanding the benefit of specialty engines to include Adabas, CICS, IMS, IDMS and VSAM. Other third party independent software vendors ("ISVs") have introduced support for execution of their products on zIIPs. Those ISVs include, among others, Software AG, Compuware, CA Technologies, BMC Software, GT Software, Inc., and Phoenix Software International. For example; the CA NetMaster Network Management for TCP/IP product can run both its main task and packet analyzer subtask on a zIIP. Rocket Software claims that their Shadow server will allow 99% of the integration processing, such as SQL to non relational data queries and Web services/SOA workloads, to be zIIP eligible and run outside of the General Purpose Processor. Ivory Server for z/OS from GT Software, Inc. provides zIIP support for XML parsing, XML payload construction and data conversion processing. Additionally Ivory Server supports the zAAP processor using the optional IBM z/OS XML Services and the IFL processor with Linux on IBM Z. Ivory Server and Ivory Studio (the Ivory IDE) provide options that allow clients to manage the workload offloaded to the zIIP Specialty CPU from the GP CPU. Commercial software developers, subject to certain qualification rules, may obtain technical details from IBM on how to take advantage of zIIP under a Non Disclosure Agreement. The IBM z13 merges the zAAP functionality with zIIPs so that zAAP eligible work now uses zIIP instead. Furthermore, IFL and zIIP processors on the IBM z13, as they use the z13 microprocessor, have simultaneous multithreading (SMT) capability.

Использование ZIP

Использование zIIPs поддерживается в IBM Z Operational Log and Data Analytics и IBM Z Anomaly Analytics с Watson. IBM Z Operational Log and Data Analytics – это программное обеспечение, которое собирает операционные данные ИТ из систем z/OS, преобразует их в удобный формат и передает на аналитические платформы или на встроенную платформу анализа операционных данных, предоставляющую информацию для визуализации и поиска операционных данных с целью выявления причин операционных проблем. IBM Z Anomaly Analytics – это программное обеспечение, которое собирает операционные данные ИТ из систем z/OS, но использует исторические метрики и журналы IBM Z для построения модели нормального поведения системы, а затем анализирует операционные данные в реальном времени, сравнивая их с этой моделью, чтобы обнаруживать аномалии и оповещать ИТ-специалистов. При использовании Z Common Data Provider в IBM Z Operational Log and Data Analytics и IBM Z Anomaly Analytics с Watson для потоковой передачи операционных данных можно включить функцию выгрузки на zIIP, после чего компонент System Data Engine Z Common Data Provider сможет переносить подходящие задачи с процессоров общего назначения на процессоры zIIP. Это минимизирует потребление MIPS на процессорах общего назначения (GCP) и снижает общую стоимость владения. Однако такая выгрузка может привести к дополнительной нагрузке на процессор. Если процессоров zIIP недостаточно, z/OS может перенаправить задачи, предназначенные для zIIP, на процессоры общего назначения, когда все zIIP заняты. Дополнительное время процессора, затрачиваемое на использование процессоров zIIP, может превысить время процессора, выгруженное на zIIP. В некоторых случаях это даже может привести к увеличению загрузки процессоров общего назначения.