服务器 频道

革命or进化?中端市场zEnterprise大揭秘

  【IT168 专稿】革命有时振奋人心,比如美国独立战争、IBM 的360系统、Intel的微处理器以及互联网,有时也会产生反作用,比如20世纪上半叶欧洲的民族主义运动、遍布世界各地7*24小时的移动通信(尤其是在未成年人使用时),还有一些事情号称“革命”但实际并不是革命,例如Shamwow,甚至包括云计算。

  进化通常是指向好的方向发展;而革命可能非常混乱并对现状造成破坏。有人认为进化往往是伴随着革命而出现的。在哲学层面的争执经常牵涉到问题的主体究竟是进化还是革命。有时区分进化和革命非常重要,因为革命经常改变我们的生活和制度,而进化仅仅需要我们进行很少的调整。

  在IBM的大型机技术领域存在一个既定的模式,那就是在最新一代的主导系统使用大约一年后才会发布中型企业服务器产品。比如z10 BC(BC=Business Class)在z10 EC(EC=Enterprise Class)之后一年推出,以及之前的z9 BC在z9 EC之后的一年推出,甚至更早的z990和z890等等。现在,在zEnterprise System(其核心产品为z196)发布约一年后,IBM发布了z114。这看起来并不符合常理,没有“BC”后缀啊!IBM似乎打破了产品的名称及编号的常规,在试图传达品牌或市场信息。z114和z196的命名相一致,意味着z114支持第1代14核的zEnterprise产品。

  IBM宣布z114作为入门级产品,意在加强、扩展并详细描述去年7月发布的zEnterprise System(IBM 炫耀其带来了混合运算革命)。z114继续在去年7月发起的革命的基础上进化,增加了一些有趣的增强功能。而且,传统功能的增强使zEnterprise System对现有的大型机用户以及潜在的新用户更具吸引力。因此z114的发布即是革命也是进化,但是最终要靠用户来判定究竟是革命还是进化,所以请继续阅读下文。

  中端产品的诞生

  故事开始于2010年7月22日 zEnterprise System 的发布。那时候大型机领域期待更高的性能、扩充的容量,或许还有一些架构上的扩展,IBM在一些方面远远超出了人们的预期:zEnterprise System包含更多的集成芯片新技术,时钟频率为5.2 GHz,超出了当时其他所有的技术。容量扩展高达80个可供用户访问的引擎,主存高达3TB,每秒钟可运行500亿条指令。混合技术在大型机领域很常见,比如说技术(在System z上运行Linux),它是一个运行在特定的zArchitecture架构处理器IFL( Integrated Facility for Linux)上的开放系统Linux,已经伴随大型机走过了5代。

  用户完全没有预料到的是在大型机硬件及系统管理技术方面的扩展。系统管理技术能够使z196通过新的zBX(zEnterprise BladeCenter Extension)直接连接到非大型机处理器,尤其是Power和System x刀片上。

  zBX通过一个私有高带宽的网络将z196与Power或System x刀片进行连接,并且由zEnterprise统一资源管理器(Unified Resource Manager,URM)管理。系统管理技术使通常运行在现代数据中心的许多非大型机工作负载作为大型机的同一控制范式,从单个联络点进行管理成为可能。去年发布的zEnterprise System的所有元素在z114中继续存在并进行了扩展,用户现在能够选择使用更小的、成本更低的大型机。第一批用户在2010年9月使用z196,他们在2010年11月使用zBX连接了配置了Power处理器的刀片。预计z114将在2011年9月9日上市。

  z114的新特点

  z114使用单处理器模块(Single-chip Module ,SCM),而z196使用多处理器模块(Multi-chip Module,MCM);z114的时钟频率大概是z196的三分之二。和z10BC类似,z114被打包为一个单框架风冷系统,取代了更强大的z196所需要的双框架设计。(z114的物理结构请看图1;z10BC,z114以及z196的逐项对比请看图2)

z114的新特点
▲图1 zEnterprise 114的M10型号的物理结构图

z114的新特点
▲图2 z10 BC、z114和z196对比

  由图2可以看出,IBM通过引入附加的模块化双抽屉(two-drawer)设计,支持两种模块M05和M10,和z10BC只有一个模块相比,这降低了z114的成本。z114的每个抽屉包含两个4核处理器芯片(尽管实际只使用7个核)和两个系统控制处理器(System Control Processors,SCP)。

  z114每个核心使用96MB的一级缓存,为z196核心缓存的一半;12MB的三级共享缓存,同样为z196三级缓存的一半。z114的核心设计与更少的处理器数量级缩减的循环时间相一致。M05模块最多包括5个用户可配置的中央处理器引擎(标准的处理器运行在传统的大型机操作系统上,比如z/OS),其他额外的引擎被配置为IFLs, zIIPs,zAAPs,ICFs或 SAPs。M05模块和M10模块一样具有相同的中央处理器粒度,但是它受制于更少的引擎,更小的内存等等,而重要的是对用户来说,其成本更低。不再需要用于满足最大配置的内部组件的额外成本,附带的好处是减少了能源需求。第二个抽屉包含2个额外的SCM,更多的内存,用于M10的附加组件。M10模块最多包含10个用户可配置处理引擎,对于两种模块来说,中央处理器的最大数目都是5个。因此M05和M10在传统大型机最大性能方面比率相同,每秒钟可运行的指令预计超过了31亿条。借助z196的众多改进的设计元素,以及更加适度的3.8GHz 时钟频率,z114比单处理器速率快18%,比z10Bc的总容量增加了12%,比z9BC具有60%的优势。

  由于众多功能的增加,用户有可能在传统的z/OS或z/VSE工作负载中获得18%的性能提升,在使用增强型C/C++编译器的CPU密集型工作负载中获得高达25%的性能提升。和z10BC类似,用户能够为他们的中央处理器选择高达130个的子容量(sub-capacity)设置,并允许他们进行组合以减少软件成本,使特定需求下的软硬件成本达到最佳。同时用户能够快速、灵活响应业务或公共企业不断变化的需求。

  精明的观察者将发现传统的大型机应用从z10BC迁移到z114的性能变化和从z9BC迁移到z10BC相比,在根本上趋于缓和。这主要取决于两大因素:首先,IBM选择了更加保守的设计以及z114新的打包方法使成本比以往更低,更容易为用户所接受;其次,IBM了解众多的具有更早一代大型机业务类型的目标市场,因此经过改进的z114仍旧提供了大容量,提供了之前大型机所有的、甚至更多的可选项。尽管针对非传统工作负载,IBM还没有出具z114和z9BC之间的性能对比报告,但是在本质上,对于CPU密集型工作负载以及涉及IFLs、zIIPs、以及zAAPs的工作负载(比如,大型机上的Linux,数据库密集型以及CPU密集型应用JAVA),应该会有更高的相对性能提升。

  正如我们期待的那样,最新一代的大型机改进了物理因素。仍然可以使用非活动地板,深度上减少了9英尺,虽然仍旧比面包箱(breadbox)要大,但是和z114能够代替的分布式服务器所占用的空间相比已经小多了。

  更为明显的是,z114 M05模块和z10BC相比,能量需求降低了15%;同时M10模块比同等数量的I/O适配器的能量需求低7%。z196中引入的架空电缆,同样可以在z114中使用,通过新的可供选择的高压直流输入可能获得额外的、大量数据中心节能节约。z114没有提供水冷,主要原因是处理器以较低的时钟频率运行时产生的热量更少,尽管不采用水冷可能不会给用户带来好处,但是问题不大。

  z9BC和z10BC可以升级为z114的任一模块。专用引擎及内存可能在表面上带来成本的增加(事实并非如此)。而且,正如预期的那样,z114 M10同样可以升级为z196 M15。

  如果你关注I/O,那么看到引入了PCIe I/O基础设施的更加开放的z196及z114大型机将非常振奋人心。一些领先的系统厂商在2004年创建了PCIe协议,在开放系统及UNIX领域 PCIe 司空见惯。IBM Power Systems以及System x服务器早已引入了这一标准,某些人可能说现在轮到 IBM 大型机了。PCIe交换机用于创建多个端点,其中一个端点用于共享架构及协议。在z114中,I/O抽屉实现具有更好的密度、改进的粒度、更加节能,在性能方面也更加接近开放系统标准。

  z114包含zEnterprise System的内部数据及管理网络,其中OSA-Express4S连接1/10Gb以太网,FICON Express8S连接存储设备。其他的I/O增强功能包括通过新的HCA-3 InfiniBand 耦合连接提升Sysplex集群性能。

  z114对软件的支持

  z114支持以下操作系统新的发行版:z/OS, z/VM, z/VSE,以及红帽及Novell SUSE对Linux on z的更新。z/OS第1版的第13个发行版具有的一些新特性与IBM强调的简化,现代化批处理(modernizing batch),预测错误分析,性能及安全标准相一致。z/OS管理工具增加了软件部署及磁盘管理任务以及很多创建更具生产效率的集成z/OS经验的增强功能。增强功能使克隆z/OS镜像及部署软件更加容易,定义了新的SMS(System Managed Storage,系统管理的存储)存储卷,为系统程序员开启了基于Web的ISPF(Interactive System Productivity Facility,交互系统生产力设备)。

  z114加强了自动化功能,能够更容易的进行错误检测。之前的发行版引入了PFA(Predictive Failure Analysis,预测故障分析)及运行时诊断。新的z/OS发行版提供了额外的磁盘和文件闩争抢监控。相关的更新缩短了批处理窗口,简化了批处理编程,部署批处理程序时提供了更多的灵活性。z/OS Batch Runtime是一个新的基础组件,与之相关的新功能旨在构建更加强大的,集成的,现代的批处理程序开发,部署和运行时环境的基础。z/OS Batch Runtime 提供了JAVA到COBOL的互操作性框架,为DB2事务处理更新,JAVA和COBOL之间的共享数据库连接,启用了COBOL批处理应用的JAVA扩展。此外,JES2 JCL增强功能设计用于使编写JCL程序更加容易,对批处理程序提供更多的控制。新的z/OS Jobs REST(Representative State Transfer,典型状态转换)API允许在非z/OS系统上提交,查询并检索z/OS批处理工作负载的输出,分布式系统和基于Web的处理能够更加方便访问z/OS批处理作业。

  z/OS第13个发行版同样支持新的加密和遵从性标准及密钥。增加或加强功能用以满足对更加健壮的哈希和密码算法以及分布式服务器之间增强的互操作性需求。除了现在支持的SNA APPC,还设计了RRSF用以支持TCP/IP连接。这将帮助提升可用性,简化网络配置,增加在RRSF网络中在RACF节点之间共享的数据的安全性。在Parallel Sysplex中使用共享的zFS能够明显的提升I/O性能。使用zFS的应用程序,比如z/OS UNIX系统服务以及WebSphere Application Server for z/OS 将因此受益。同时C/C++编译器的更新是一个可选的特性,它能够提供一些新的功能及性能提升。

  使用z/VSE,研究z114 64位虚拟寻址的用户的内存限制将减少,并存在“数据在内存中” 的可能性。新功能将集成在2011年第三季度发布的z/VSE V5.1中。

0
相关文章