A jubileumi IBM z890 mainframe részletei

Széll Zoltán, 2004. április 13. 12:40
Az IBM a mainfarame technológia és számítógépek 40. születésnapja alkalmából bevezette a világ legbonyolultabb közepes méretű „mainframe” rendszerét, amely különlegesen nagy teljesítményt kínál. A Kék Óriás az új eServer zSeies 890 rendszert a közepes méretű vállalatok számára fejlesztette. Az első mainframe az 1964. április 7-én bevezetett System/360 volt.
Az IBM a z890 rendszer bevezetésével áthidalta a z800 és z990 rendszerek közötti teljesítménykülönbséget. Az eServer zSeries 990 rendszer az IBM mainframe kategóriájú rendszerek zászlóshajója. Az új z890 legfontosabb jellemzői az alacsony belépési ár és a kis méret. Az új mainframe egyesíti a legújabb technológiákat, amely egyszerűsíti használatukat az IT környezetben.

A vállalat az új számítógéphez bevezette az IBM "TotalStorage Enterprise Storage Server 750" tárolórendszert, amely a nagyobb tárolórendszerek vállalati osztályú képességeivel rendelkezik. Az új mainframe és tárolórendszer együtt a közepes méretű vállalatok számára is lehetővé teszi a legújabb csúcstechnológiák használatát. A z890 a z990 csúcstechnológián alapul és a rugalmasság, a virtualizáció, az automatikus működés, a biztonság és a méretezhetőség kivételesen magas szintjét kínálja. A z890 a sorozat csúcsa és kétszer nagyobb teljesítményt szállít, mint a z800. Az egyes általános célú központi processzorok kapacitása közel 100 százalékkal magasabb. A nagy rugalmasságnak köszönhetően z890 képessége jelentősen nőtt, ugyanakkor a legkisebb modell kapacitása 30 százalékkal kisebb, mint a legkisebb z800 szerveré. A z890 modell 28 kapacitásszinttel rendelkezik, amely a felhasználók számára lehetővé teszi a teljesítmény igény szerinti beállítását széles tartományban.

A zSeries a z/Architektúrán alapul, amelyet a szűk keresztmetszetek kiküszöböléséhez terveztek, nagy memóriával és automatikus erőforrás-kezeléssel. A z/Architektúra az ESA/390 64 bites szuperkészlete. A z/Architektúra z890 implementációja a teljes 64 bites valós és virtuális tárolást támogatja. A z890 szerverben maximum 32 GB tárolókapacitással rendelkezik A z890 képes definiálni bármelyik LPART mint 31 bites vagy 64 bites címtartományt.

A z/Architektúra többek között 64 bites általános célú regisztereket, új 64 bites utasításokat, 64 bites címtartományt (két operandushoz), 64 bites valós és 64 bites virtuális címgenerálást, 64 bites vezérlő regisztereket, 12 új lebegőpontos utasítást, 64 bites I/O architektúrát és titkosítási utasításokat tartalmaz. A z/Architektúra három korábbi mainframe architektúra jellemzőit foglalja magába. Ezért támogatja a 24 bites, 31 bites és 64 bites (16 Exabájt) címzési módokat. Az operációs rendszerek és egyéb szoftverek támogatják a z/Architektúra új jellemzőit, ezért 2 GB-nál nagyobb memóriát képes címezni.

A z890 szervert a kiegyensúlyozott rendszerteljesítményhez tervezték. A z890 a z990 lefelé méretezett változata, amely az ipar egyik legfejlettebb lapka és tokozási technológiáját használja. A z890 és a z990 rendszerbe a legújabb MCM tokokat építették be. A z890 a z800-nál sokkal szélesebb tartományban méretezhető és kétszer nagyobb teljesítményt kínál. A z890 szerver ciklusideje 1,0ns, a z800-é 1,6ns. Minden z890 szervert egyetlen többlapkás modulon (MCM) valósítottak meg, amely nagyon hasonlít a z990 modulokra. A különbség nem sok. Kevesebb az ún. funkcionális processzor, kicsit hosszabb ciklusidővel dolgozik, ezért kevesebb energiát igényel, ami egyszerűsíti a hűtést. A z890 MCM 450 watt, a z990 MCM 650 watt hőt termel. A 450 watt hő elevezetéséhez elég a levegő, a 650 watt hő elvezetése folyadékkal történik.

A z890 MCM 1-4 utas konfigurációban készül a gép méretének változtatásával. A z890 MCM mérete 95x95 mm, 44%-kal kisebb a z990 MCM (127x127 mm). A z890 MCM 5 PU (Processor Unit) lapkát, négy Storage Data (L2 gyorsítótár) lapkát, 1 L2 Cache Storage Controller és két fő Memory Storage Controller (MSC) lapkát tartalmaz. Az utóbbi a külső L3 gyorsítótárat vezérli. Az MCM 101 üveg-kerámia rétegből áll, melyből 23 a lapkákat és a modulokat összekapcsoló réz vezetékeket hordozza. Ezek hossza megközelítően 378 méter. A z890 MCM 40%-kal kisebb, mint a z900 MCM., holott 20 %-kal több I/O csatlakozási pontot tartalmaz.

A z890 MCM 5 PU-t és 32MB L2 gyorsítótárat támogat, amely el van osztva a CPU-k között. Egy-egy PU lapka 122 millió tranzisztort tartalmaz, méretük 14,1x18,9 mm. A PU-k nagyon rugalmasan konfigurálhatók és különböző feladatokra használhatók. A PU lapkák egyike dedikált I/O processzorként (IOP) funkcionál. Az 5 PU lapkára együttesen rendszertámogató processzorként (SAP = System Assist Processor) hivatkoznak. Az 5 lapkából nagy I/O terhelés esetén több is foglakozhat I/O funkciókkal. Egyes PU-k tartalékként is használhatók.

A cég a PU-kat a legújabb lapkatechnológiával gyártja, amelyet az IBM félvezető laboratóriumaiban fejlesztettek ki. A lapkák 130 nm-es CMOS 9S-SOI-réz technológiával készülnek, amely 9 réz vezetőréteget tartalmaz. A 14,1x18,9 mm-es PU lapka ciklusideje 1,0ns. A PU lapkák a z/Architektúrának megfelelően 64 bites képességekkel rendelkeznek: 64 bites utasításokat, 64 bites általános célú regisztereket, szuperskalár funkciókat, fordítóképességeket és titkosítást támogató funkciókat tartalmaznak.

A z890 egyetlen "könyv" konstrukció. A könyv támogat maximum 32 GB memóriát egyetlen memóriakártyán, és 8 STI csatlakozót az I/O kapcsolatokhoz. A memória 8 GB-os lépésekben növelhető. Ennek megfelelően mérete 8, 16, 24 vagy 32 GB lehet. 8 GB-os, 16 GB-os vagy 32 GB-os kártyák kaphatók. A minimális memóriaméret 8 GB. A könyv 2 memóriabusz adaptert (MBA) is tartalmaz, amelyek egyenként 4 STI-t támogatnak.

A többlapkás modul (MCM) a z890 modellekben a rugalmas PU használathoz a technológia sarokköve. A legtöbb modellben az MCM inaktív PU-kat is tartalmaz, ami olyan funkciók bevezetését tette lehetővé, mint a "kapacitásnövelés igény szerint" (Capacity Upgrade on Demand = CuoD), és a felhasználó által kezdeményezett teljesítménynövelés (Customer Initiate Upgrades = CIU). Más szavakkal: a felhasználónak lehetősége van, hogy a feldolgozási igény (terhelés) növekedése esetén újabb PU lapkákat kapcsoljon be.

A tervezők az I/O alrendszer képességeit megnövelték, így most maximum két logikai csatornaalrendszert (LCSS) támogat, amelyek egyenként 512 csatornát (CHIPD) kezelnek.

A z890 jelenleg egyetlen modellt kínál. Az A04 a teljesítmény széles tartományát támogatja (maximum 4 utas multiprocesszor). A z890, hét általános célú CM méretet ad (1 teljes teljesítmény + 6 alegység). Valamennyi gép 2, 3 és 4 utas multiprocesszoros konfigurációban kapható. A hét gépméret kombinálva a négy géppel, 28 kapacitásfokozatot kínál a felhasználónak.

A gondos tervezésnek köszönhetően a z890 hatásos I/O struktúrával rendelkezik, amely hasonló fiókban kapható, mint a z990-ben. Egy z890 I/O fiókba 28 I/O kártya dugaszolható, amelyek maximum 420 ESCON csatornát támogatnak.

A z890 rendszer, illetve szekrény helyfoglalása 1,24 m2, magassága 1941 mm, maximális energiafelvétele 4,7 kVA, maximális hőtermelése 16,05 kBTU/óra.