IBM bouwt mainframechip die Arm en Z op dezelfde cores draait

IBM heeft het ontwerp onthuld van een toekomstige mainframeprocessor waarvan iedere kern twee instructiesets begrijpt: Arm en IBM Z. Organisaties zouden daardoor Arm-native Linux-software naast z/OS en Linux op IBM Z kunnen draaien zonder aparte Arm-processors aan het systeem toe te voegen.

Volgens IBM gaat het om de eerste dual-architecture mainframeprocessor. Het is nadrukkelijk nog geen leverbare chip. IBM spreekt over een ontwerp voor toekomstige IBM Z- en LinuxONE-systemen, geeft geen verkoopdatum en waarschuwt dat plannen voor toekomstige producten kunnen veranderen.

De processor krijgt volgens de aangekondigde specificaties elf krachtige kernen op een 2nm-procedé, met een kloksnelheid boven 5,7 GHz. Het opvallendste onderdeel is niet het aantal kernen, maar de manier waarop IBM Arm toevoegt. Er komen geen afzonderlijke Arm-kernen naast klassieke Z-kernen; iedere kern moet beide soorten instructies rechtstreeks kunnen uitvoeren.

IBM vertelde VentureBeat dat de KVM-hypervisor een kern tussen Arm- en Z-modus laat wisselen wanneer verschillende virtuele machines worden ingepland. Die omschakeling zou op nanosecondeschaal gebeuren. Arm64-Linux-VM's en Linux op IBM Z kunnen zo op dezelfde fysieke processor draaien. Traditionele z/OS-werklasten blijven in een eigen partitie functioneren.

Dat is technisch iets anders dan één programma dat willekeurig Arm- en Z-code door elkaar gebruikt. De hypervisor verdeelt afzonderlijke omgevingen over de beschikbare rekenkernen. IBM claimt dat Arm-Linux-binaries zonder aanpassing kunnen draaien, maar die compatibiliteit en vrijwel kosteloze omschakeling moeten nog met productiesystemen en echte bedrijfssoftware worden aangetoond.

De aanpak volgt op de samenwerking die IBM en Arm op 2 april bekendmaakten. Die samenwerking zelf is dus geen nieuws van vandaag. Nieuw zijn de bekendgemaakte gedeelde kernopzet en processorspecificaties. IBM toonde een CAD-ontwerp, geen werkende productiechip.

Het ontwerp bevat ook AI-inferentieversnellers voor onder meer fraudedetectie tijdens transacties. Daarmee zet IBM de bestaande on-processor-AI-lijn van Telum en z17 voort. Voor deze nieuwe processor publiceerde het bedrijf nog geen prestatie- of latentiecijfers.

Het idee bouwt voort op de AI-functionaliteit van de IBM z17-mainframe. De volgende processor krijgt daarnaast een eigen data processing unit voor invoer en uitvoer en een grote cachearchitectuur. Volledige Z- en LinuxONE-systemen moeten volgens IBM kunnen opschalen naar honderden kernen en tientallen terabytes geheugen.

Arm is hierbij vooral belangrijk vanwege het software-ecosysteem. Veel cloud-native hulpmiddelen, beveiligingsagents en AI-frameworks verschijnen direct voor Arm64. IBM en Arm verwijzen naar een ecosysteem van meer dan 22 miljoen ontwikkelaars. Wanneer zulke software zonder afzonderlijke port naar de s390x-architectuur kan draaien, wordt het eenvoudiger om moderne Linux-diensten bij bestaande mainframegegevens te plaatsen.

Dat betekent niet dat de processor een alternatief wordt voor iedere GPU. De geïntegreerde AI-eenheid is gericht op snelle inferentie binnen transacties. Training van grote modellen en zware generatieve toepassingen kunnen nog steeds gespecialiseerde accelerators vereisen.

Voor softwareleveranciers kan native Arm-ondersteuning een lastige stap wegnemen. Een bestaande Arm64-toepassing hoeft volgens IBM niet opnieuw voor de Z-instructieset te worden gecompileerd. Dat kan aantrekkelijk zijn voor banken, verzekeraars en overheden die hun transactiesystemen behouden, maar monitoring, containers en AI-software sneller willen vernieuwen.

Toch wordt een migratie niet automatisch werkvrij. Besturingssysteemondersteuning, drivers, licenties, orkestratie en verbindingen met z/OS moeten nog worden ingericht. Ook moet een organisatie testen of een toepassing dezelfde prestaties, beschikbaarheid en beveiliging haalt als in de oorspronkelijke Arm-omgeving. Binaire compatibiliteit is slechts één laag van een productiesysteem.

IBM positioneert de processor daarom als een brug tussen twee ecosystemen, niet als het einde van de Z-architectuur. De onderneming zegt hardware-roadmaps voor meerdere toekomstige generaties te hebben. De Power11-server die IBM eerder als AI-ready presenteerde blijft bovendien een andere productfamilie; Power, Z en Arm zijn geen uitwisselbare namen voor hetzelfde platform.

Voor Europese organisaties kan de combinatie interessant zijn wanneer data vanwege vertraging, beveiliging of governance dicht bij een transactiesysteem moet blijven. Dat voordeel is voorlopig een ontwerpbelofte en geen gemeten uitkomst bij een klant.

IBM zegt niet wanneer een systeem met de processor te koop komt. VentureBeat wijst op IBM's gebruikelijke mainframecyclus en noemt ongeveer 2028 als logische richting voor een opvolger van de z17. Dat is een onderbouwde inschatting van de publicatie, geen officiële leverdatum van IBM.

Ook de productiepartner voor het 2nm-silicium, het energieverbruik, de cachegroottes en de prijs zijn niet bekendgemaakt. Er zijn geen onafhankelijke benchmarks, geen klantproeven en geen demonstratiegegevens waaruit blijkt hoeveel Arm- en Z-werklasten tegelijk kunnen draaien zonder merkbaar prestatieverlies.

Evenmin is duidelijk welke Arm-Linuxdistributies, drivers en beheerprogramma's bij de eerste systemen officieel worden gecertificeerd, of tegen welke migratiekosten voor klanten.

AIWereld schreef eerder over IBM-chips en servers die zakelijke AI eenvoudiger moeten maken. Het nieuwe ontwerp gaat verder door softwarecompatibiliteit via de processorkern zelf mogelijk te maken. Dat is architectonisch opvallend, maar de waarde wordt pas meetbaar wanneer IBM werkend silicium, ondersteunde software en een leverbaar systeem toont.

De juiste conclusie is daarom beperkt maar belangrijk: IBM heeft vandaag nieuwe details gegeven over een mainframeprocessor die twee grote softwarewerelden op dezelfde kernen moet samenbrengen. Het bedrijf heeft nog niet bewezen dat klanten die belofte in productie kunnen gebruiken.