IBM создала первый мейнфрейм-чип с поддержкой Arm и Z

IBM анонсировала на конференции Hot Chips процессор, который может стать самым значительным изменением в архитектуре мейнфреймов за десятилетия. Его ядра способны нативно выполнять как собственный набор инструкций IBM, так и Arm, переключаясь между ними за наносекунды.

Чип, который ляжет в основу следующего поколения систем IBM Z и LinuxONE, — первый в истории мейнфреймовый процессор с двойной архитектурой. Он позволит предприятиям запускать обширную экосистему Arm-нативного Linux-софта, включая AI-фреймворки, непосредственно рядом с рабочими нагрузками z/OS, на которых держатся банки, страховые компании и правительства.

Инженерное решение: двуязычные ядра

Ключевое инженерное решение — отказ от простого добавления отдельных Arm-ядер. Вместо этого каждое из 11 ядер чипа умеет работать в обоих режимах. По словам представителей IBM, это обеспечивает глубокую интеграцию и сохранение привычного качества обслуживания.

Механизм основан на открытом гипервизоре KVM. Предприятия смогут запускать виртуальные машины Arm64 Linux и Linux on Z бок о бок. Когда гипервизор назначает виртуальную машину на физическое ядро, оно переключается в соответствующий режим. Задержка переключения — порядка наносекунд, что практически не влияет на производительность.

«Переключение занимает наносекунды. Поскольку виртуальная машина работает миллисекунды, накладные расходы амортизируются до нуля — практически без влияния на производительность», — отметил Кристиан Якоби, главный архитектор IBM Z.

Традиционные z/OS-нагрузки выполняются в отдельном разделе на том же чипе, вне KVM. Это означает, что банковская система, модели обнаружения мошенничества и современный Arm-нативный стек мониторинга могут работать на одном кремнии, с общей памятью и одинаковыми гарантиями надежности.

IBM подчеркивает, что не пошла по простому пути. «Если бы мы просто добавили несколько Arm-ядер в углу чипа, мы бы не решили проблему клиентов. Нужна была глубокая интеграция во всю систему», — пояснил Якоби.

Технические характеристики и стратегия

Чип производится по передовому 2-нанометровому техпроцессу. 11 высокопроизводительных ядер работают на базовой частоте выше 5,7 ГГц — исключительно быстро по отраслевым меркам. Встроены AI-ускорители для вывода, предназначенные для обнаружения мошенничества в реальном времени, выделенный блок обработки данных для ускорения ввода-вывода и большая кэш-память. Полные системы будут масштабироваться до сотен ядер и десятков терабайт памяти.

Стратегическая логика — в программном обеспечении. Архитектура s390x обрабатывает огромную долю мировых критически важных транзакций, но современное enterprise-ПО — инструменты мониторинга, агенты безопасности, облачный middleware и особенно AI-стек (PyTorch, ONNX Runtime, контейнеры) — создано для x86 и всё чаще для Arm. По оценкам Arm, почти половина вычислений в крупнейших гиперскейлерах в 2025 году была Arm-базовой, а число разработчиков Arm превышает 22 миллиона.

Портирование каждого приложения на s390x — трудоемкий процесс. «Сколько бы ни работала наша команда, мы никогда не сможем портировать все приложения. Мы решили сделать фундаментальный шаг вперед», — заявила Тина Тарквинио, главный продуктовый директор IBM Z и LinuxONE.

Клиенты не просили именно двухархитектурный чип, они просили ускорить вывод на рынок новых рабочих нагрузок. IBM обещает 100% бинарную совместимость: Arm Linux-бинари будут работать без изменений. Arm предоставляет спецификации и инструменты валидации, гарантируя идентичность реализации, а IBM проектирует и производит чип самостоятельно.

AI-ускорители и будущее мейнфреймов

IBM также представила следующее поколение AI-ускорителя Spyre. Он предназначен для работы с большими языковыми моделями и агентными сценариями, включая AI-операции и бизнес-процессы, такие как обработка документов и страховые выплаты. Новый ускоритель получит высокоскоростную память HBM.

Двухархитектурная ставка и AI-ставка сходятся: предприятия хотят запускать инференс рядом с данными, а данные живут на мейнфрейме. AI-инструменты в основном Arm-нативные. Мохамед Авад из Arm подчеркнул: «По мере масштабирования AI всё больше вычислений сходится на Arm. Расширение Arm на мейнфреймы даст организациям больше выбора в развертывании AI».

По данным McKinsey, 88% организаций используют AI хотя бы в одной функции, но почти две трети не масштабировали его. Для регулируемых отраслей запуск AI непосредственно на мейнфрейме — самый прямой путь к интеграции.

Новый чип появится в преемнике z17, который вышел во втором квартале 2025 года. Учитывая трехлетний цикл IBM, запуск ожидается около 2028 года. Тарквинио заверила, что программа уже далеко не на стадии концепции: «Мы работаем на полную мощность над всей системой».

На вопрос о закате традиционной архитектуры IBM отвечает: «Это „и“, а не „или“. У нас дорожная карта на 10–15 лет вперед». Якоби добавил: «Традиционный мейнфрейм — не просто более быстрая версия того, что мы строили 25 лет назад. Добавление Arm — следующий шаг в непрерывной эволюции».

Конкурентный подтекст — облака. Тарквинио отметила: «У нас восемь девяток доступности — 0,3 секунды простоя в год. Если вы ведете реестр или обнаруживаете мошенничество, вам нужно именно это». Она подчеркнула, что инфраструктура должна соответствовать SLA, а не моде.

Есть и оговорки: поддержка Arm пока только для Linux, а реальная производительность под нагрузкой еще предстоит доказать. Но амбиции очевидны. Мейнфрейм, переживший миникомпьютеры, клиент-сервер и облако, теперь учится говорить на языке AI-эпохи.

• Первый в истории мейнфрейм-чип с поддержкой Arm и Z на одних ядрах
• 11 ядер, переключение за наносекунды
• Техпроцесс 2 нм, частота выше 5.7 ГГц
• Встроенные AI-ускорители для инференса
• Полная бинарная совместимость с Arm Linux

Читайте также: Что такое компьютерный вирус и как от него защититься

Источник: VentureBeat