【IBM Z15】为云而生的大型数字化转型主机，下一个战略前沿是什么

“很显然，企业客户仍然喜欢拥有集中控制、可预测、可靠的计算系统——这正是IBM专门研究的那种系统。”这是曾在1991年预言IBM大型主机之死的技术专家Stewart Alsop在2002年2月时发表的观点。IBM曾在1960年代初，投入了50亿美元开发大型主机，这相当于今天接近400亿美元的 投资 。1969年，人类第一位宇航员登陆月球，而在阿波罗登月项目中，IBM的大型主机System360做出了重要贡献。

如果你认为源自1960年的大型主机已经成为老古董，那你就跟Stewart Alsop一样要推翻自己了。2019年初，市场咨询公司IDC与来自IBM系统部门的高管进行了交流，了解到：IBM通常以相当稳定的节奏投资于IBM Z系统的未来两代，一旦推出新一代产品，就意味着已经在下一代产品和下下代产品上投入了至少一年的时间；IBM拥有一个先进的设计团队致力于三到五年之后的技术，以及一个致力于两到三年之后技术的近端设计交付团队；这些技术将包含在下一代处理器、硬件、软件、网络选择、I/O选择和关键功能等选择中。

在另一份2019年8月的IDC白皮书中，指出IBM大型主机经历了从孤岛型到互联型再到今天的变革型主机（transformative mainframe），IBM主机技术一直在与时俱进。2015年初，IBM推出了耗资10亿美元、耗时五年、涵盖超过500项新专利的z13，IBM大型主机在现代IT中再次扮演举足轻重的角色；2017年4月，IBM z14横空出世，其R1版本可实现一台主机即一个云数据中心；2019年9月，IBM再次推出历时四年研发、共产生3000多项已发布或正在申请的IBM Z专利的z15。IDC认为，今天企业基于大型主机的平台，完全参与其数字化转型，因此可以称为“数字化转型主机”。

一家北美 金融 机构负责人在今年接受IDC关于变革型主机 商业 价值的访问时表示，由于IBM大型主机在机器学习和模型分析方面具备的强大能力，该公司的主机管理团队能够更快地获取和分析数据，避免了额外再聘用250-300员工的需要。是的，今天的IBM大型主机，已经是数字化变革先锋。

安全混合云

安全一直是IBM大型主机的技术主线。IBM Z系统的核心价值，在于构建市场上最受信任、高性能、高规模和高I/O传输和数据库平台，IBM在继续增加这一核心价值的基础上用新技术支持企业的数字化转型需求。

从IBM z13开始，IBM就为其主机大幅增强了安全能力。z13是业界首款能够单日处理25亿笔交易的系统，z13为日益增长的移动交易提供了保证，由z13处理的交易从始至终都是稳定的、端到端安全且可审计。z13还是业界首款实现了针对所有规模移动交易的实时加密的系统，通过提高移动交易的实时加密速度。z13交易引擎能够实近乎实时地分析交易，防止正在发生的欺诈，帮助金融机构在欺诈波及到消费者之前中断交易。

而在 z14 发布前五年，IBM Z研究了计算环境，认为网络战将变得越来越普遍，而唯一有效并且可以快速上马的防御将是加密一切。因此，IBM设计团队开始致力于下一代z14微处理器的加密引擎，在z14中实现了普遍加密。IBMz14每个处理器的核心部分之外有一个专用的加密引擎，可提供足够带宽进行加密，z14核心的加密引擎提供了传统上4倍的晶体管，性能和容量提高了4到7倍。由于处于CPU之外，因此整体性能不会受到影响却成功提高了加密能力。相比于z13，z14每天可以进行120亿次加密交易。

到了z15，IBM进一步提升主机的安全能力。在已有的普遍加密技术基础上，IBM又推出全新的数据隐私护照（Data Privacy Passports）技术，可实现对数据存储与共享的控制。借助这项技术，在包括z15在内的混合多云环境中，企业可以随时保护数据或撤销数据访问权，也就是说z15可以把自身的安全能力扩展到与之相连的整个混合云环境中。有了z15，可以将普遍加密功能扩展至整个企业，即便离开IBM Z平台也可以确保数据隐私保护。当然，相比于z14，z15每天可以进行190亿次加密交易！

仅仅从安全这条主线看z13、z14、z15的技术进展，就可以看到IBM对于大型主机的前沿性投入。z14引入普遍加密技术，加密了IBM Z上的所有内容以及IBM客户生产环境中的内容；而z15则可以做到当Z数据脱离Z主机传输时，Z的安全性也随着该数据在混合云环境中传播。IBM对Z系统的未来，是期望可以完全免受任何网络威胁。

而在多云这条技术线上，IBM相信动态的多云最终将成为所有工作负载的部署平台。由于IBM Z是一个功能强大的记录系统（SOR），因此IBM致力于将这个记录系统扩展到多云基础设施上，通过开源和业界标准实现跨云平台的无缝互操作性。IBM将继续推动本地部署的IBM Z向云化道路前进，并为私有和公共云创建无缝、安全的交互环境。

云原生敏捷开发

早在2016年的时候，IDC调查就确认企业已经开始把大型主机纳入对数据中心的重新规划和思考中，包括开始利用新的硬件和软件功能对主机平台实现现代化，将主机平台与数据中心的分布式架构以及云端集成。IDC调查认为主机现代化举措包括：在主机上运行 Java、使用API连接到外部网络、支持移动应用程序访问以及支持web等。同时，企业也在利用Linux将主机集成到DevOps流程中以支持敏捷应用开发，实现了大型主机即服务。

随后，IBM主机上的DevOps和敏捷开发从2016年的早期采用阶段跃升为常规阶段。2016年仅在主机运营中作为创新实践的混合云，到后来就成为了常规操作，主机平台充当与其它私有云交互并越来越多地与公共云交互的私有云平台。企业还在主机上开发了重要的附加功能，例如利用微服务以及执行分析。今天，创新者已经开始在主机上构建物联网功能，也已在主机上运行机器学习和 区块链 应用程序了，由此开启了数字化转型主机阶段。

z13发布的时候，其理想是作为私有云和混合云架构将具备“传奇般”的可扩展性，并能安全可靠地处理多个工作负载。在scale-out模型中，z13最多可以运行8000个虚拟服务器，每个核承载至少50个虚拟服务器，从而节约软件、能耗和设备上的成本。而到了z15，单台z15系统中横向扩展至240万个Linux容器——与裸机x86平台相比，运行相同的网络服务器负载，每个z15 LPAR（逻辑分区）上的Linux容器，最多可以多出2.3倍。

在IDC的变革型主机商业价值调研中，所有接受研究访谈的企业都表示，他们了解敏捷开发的重要性，并且已经在自己的主机平台上实施了敏捷流程，或者正在这样做。一个受访企业在谈到其主机运营时表示，敏捷非常重要，因为必须能够非常迅速地响应需求，该企业已经在主机平台上实施了敏捷开发，好处是更快的周期和更高的质量。另一个受访企业的一位主机工作人员表示，该企业对所有开发都使用敏捷流程并严格遵守敏捷原则。

当然，IBM主机也在提高自身的敏捷开发能力。z15的一大特色就是引入了云原生开发，以帮助企业和组织将现有应用现代化、构建新的云原生应用，以及安全地跨云集成最重要工作负载。上个月，IBM宣布将在IBM Z和LinuxONE上支持红帽OpenShift平台，借助Linux支持云原生开发的集成工具和功能丰富的生态系统，这项服务将加快实现更高的可移植性和灵活性。云开发人员可以在OpenShift上部署z/OS应用程序，而不需要特殊的z/OS技能。

而在今年四季度，IBM也会把IBM Cloud Pak解决方案引入基于IBM Z和LinuxONE的Linux中，这些产品和服务旨在加快丰富IBM软件生态系统。通过将这些产品和服务与IBM的企业平台IBM Z和LinuxONE结合，就可以打造安全开放的混合多云平台，将进一步增强IBM帮助企业和组织释放业务价值和推动业务增长的能力。

值得一提的是，IBM、Broadcom（原CA技术公司）和Rocket Software于2018年推出了名为“开放主机项目(Open mainframe Project)”的主机社区并开发了Zowe，Zowe 1.0于2019年2月发布。通过Zowe，应用程序开发人员就可以在主机上使用 Kubernetes、Docker和其它流行的云原生编排工具，以及包括Jenkins和SonarQube等在内的云原生开发工具，以用于持续集成和持续交付 (CI/CD)。

通过投资现代化大型主机和工具，采用 API、分析、混合云、微服务和容器等技术，以及利用DevOps和敏捷方法等措施，企业和组织可确保其主机能够高效、有力地满足业务需求，同时还能吸引年轻人才的加入。

下一个前沿

安全混合云以及云原生敏捷开发，是当前企业数字化转型的主要诉求，也是IBM主机全力满足用户需求的出发点。当然，IBM主机并没有止步于此，而是在算力、人工智能、区块链等前沿不断拓展。

在计算方面，IBM将继续在两个领域开展工作：核心密度和整体性能。整体性能不仅与处理器速度和反馈速度有关，而且与工作负载特定加速，如压缩和加密加速等有关。IBM总是以保护现有投资的方式完成这些创新，也就是说这些创新总是向后兼容，因此无需使用新技术堆栈即可加速，也无需更改现有应用程序。一个典型的例子是普遍加密技术，它总是能适用于现有的、已投资的主机技术堆栈。

此外，在讨论加速器时，业界倾向于考虑通用GPU或FPGA。然而，主机搭载嵌入式加速器已经有几十年的历史，例如z14中嵌入微处理器的加密引擎。IBM一直在研究在未来的主机微处理器中嵌入什么加速器或决定在微处理器附近放置什么加速器。IBM正在研究一系列加速器的层次结构，用于安全、数据挖掘、深度学习、更好的运营管理以及新的、更快的计算和数据传输方式。

当然，如无必要，IBM Z也不会尝试重新发明轮子，包括考虑类似IBM Power Systems利用OpenPOWER实现加速器策略以及周边软硬件生态。IBM Z追求与Power System类似的“协同效应”，而不是试图在Z系统中重建所有内容。这样，任务就变成了确定如何最好地集成现有技术，并使其对客户的工作负载透明。

在更远的未来，IBM希望将未来的量子计算服务与IBM Z紧密无缝地集成，以便利用和扩展企业的记录系统，用于动态风险建模或客户画像分析等用例，这些问题类型是量子计算尤其擅长的。IBM也是少数坚决而重资投入量子计算的企业。

在人工智能方面，2017年底IBM为大型主机推出了人工智能计划，通过z14以“Z / OS机器学习”的形式进一步扩展。存在于Z平台上的数据在AI应用程序中具有重要价值，并且在无需迁移数据的情况下，在SOR记录系统上使用数据构建AI模型具有天然优势。IBM计划扩展大型主机的AI功能，这可能包括投资用于深度学习的加速器，以及集成适合于人工智能处理的技术。

在区块链方面， IBM将IBM Z作为区块链的云平台，该服务运行在LinuxONE上。借助IBM Z加密技术，提升区块链云服务安全性，因而IBM区块链取得巨大成功。区块链在所有行业的使用，从高等教育到全球贸易物流再到安全结算，将极大地改变这些行业。区块链将带来一个更加数字化的世界，缩短周期和业务流程，消除或降低中间商的成本。 区块链在IBM的投资领域列表中名列前茅，IBM认为当前的区块链服务只是冰山一角。在区块链的发展过程中，可以看到将一些功能转移到硬件中是有意义的，但考虑到技术变化的速度之快，现在还为时过早。在微处理器内部实现区块链功能还需要几年的成熟时间，与此同时IBM预计将在硬件上投入更多，以协助加速区块链发展。

此外，在主机运维方面，IBM将更多依赖人工智能，因为自动化、自修复和不断提高的自治级别将使主机系统更容易操作和维护，预计IBM Z将变得越来越不需要特殊技能，而主机的人机界面也将大为精简。

总结来说，可以看到IBM为大型主机焕新而采取的大量努力，而IBM大型主机的研发也是IBM与众多客户合作完成的，代表了对于主流客户需求的把握。在今天数字化转型的关键时期，IBM主机还具有一个“意外”的吸引力，这就是一台或几台主机可以代替成百上千台PC服务，相应节约了巨大的电能及其成本。今年年初开始，从国家相关部委到以北京、上海、深圳为代表的地方政府部门都相继出台政策，要求新建乃至改扩建大型、超大型数据中心的PUE值需达到1.4以下。以x86分布式服务器建设数据中心的模式已“难以为继”，IBM LinuxONE在大幅度提升性能和容量的同时，可以进一步降低空间和能源消耗，最大化推动数据中心绿色创新的发展。

可以预见，在未来的数字化转型过程中，集中控制、可预测、可靠的计算系统，不仅是企业的选择也将是社会的选择。大型数字化转型主机来了，你做好了准备么？

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