IBM создала процессорное ядро, объединяющее Arm и z/Architecture
Компания IBM совершила революцию в мире процессорных архитектур, представив на конференции Hot Chips 2026 уникальный чип для мейнфреймов нового поколения. Вместо привычного размещения на кристалле разных типов ядер или использования программной эмуляции, инженеры IBM создали единое ядро, способное в нативном режиме исполнять инструкции двух совершенно разных наборов — классической для мейнфреймов z/Architecture и широко распространенной Arm (AArch64).
Этот шаг стал результатом сотрудничества с Arm, о котором было объявлено в апреле. Новый процессор, который, как ожидается, ляжет в основу будущих систем IBM Z (условно называемых z18), производится по передовому 2-нанометровому техпроцессу. Он несет на борту 11 ядер с базовой тактовой частотой, превышающей 5,7 ГГц, и оснащен мощной подсистемой кеш-памяти: 36 Мбайт L2 на ядро, а также 432 Мбайт виртуального L3 и до 3,5 Гбайт L4.
Ключевое новшество - это не гетерогенная компоновка, а глубоко интегрированная аппаратная поддержка 2792 инструкций AArch64 v9.3, включая векторные расширения SVE и SVE2. Переключение между архитектурами происходит динамически, по словам разработчиков, «за наносекунды». Для достижения такой гибкости инженерам пришлось полностью переработать внутреннюю структуру ядра: создать новый декодер, который стал самой крупной частью кристалла, адаптировать блоки переименования регистров и добавить новые аппаратные структуры. При этом критически важные механизмы, такие как блок предсказания переходов от Telum II и система трансляции адресов с виртуальными тегами кеша, были сохранены и оптимизированы.
Основная цель этого инженерного подвига - привлечь на платформу мейнфреймов огромную экосистему программного обеспечения, созданного для Arm, особенно в сфере искусственного интеллекта и облачных технологий. По заверениям IBM, Arm-приложения и виртуальные машины запускаются без каких-либо модификаций, используя механизм KVM на уровне ядра Linux, при этом не жертвуя легендарной надежностью платформы Z. Компания заявляет о доступности на уровне 99,999999%, что в переводе на реальное время означает всего 0,032 секунды простоя в год.
Помимо процессорных ядер, новый чип получил ряд аппаратных ускорителей: DPU для операций ввода-вывода, а также блоки для сжатия, шифрования, сортировки и инференса ИИ. Параллельно IBM продемонстрировала обновленный ИИ-ускоритель Spyre следующего поколения. Новинка получила 16 ядер, оптимизированных под форматы FP4 и MXFP4, и главное - подсистему памяти на базе HBM3e с пропускной способностью до 4 ТБ/с, что в 20 раз быстрее предыдущего решения с LPDDR5. IBM пока не раскрывает официальное название нового процессора и точные сроки выхода систем на его основе, но, учитывая трехлетний цикл обновления мейнфреймов, его появление ожидается в следующем крупном релизе платформы.