“云中核心、稳敏合一”：看IBM的现代化基础IT架构

科技创新是经济社会发展的重要支撑。在美国发展史上，以IBM 360为代表的大型主机曾是当年美国科技创新的主力，不仅协助NASA完成了登月计划以及由此开创了美国的集成电路产业，还成为现代核心银行系统和跨行交易系统以及航空业在线票务系统等现代美国经济支柱的基础设施。那么，在当今中国后疫情时代的新一轮科技创新中，IBM大型主机和企业级存储将有怎样的新作为？
实际上，自2015年以来，IBM系统的大型主机与企业级存储等产品就不断在云中重生。而不断在云中重构的IBM大型主机与企业级存储一直不忘“初心”：企业数据的集中式处理。进入2020年，IBM大型主机和企业存储进一步提出了“云中核心、稳敏合一”的计算理念——也就是基于容器技术和RedHat混合多云软件，IBM大型主机和企业存储正在云计算、大数据、人工智能等所代表的分布式计算模式中焕发新的计算力。
分布式计算的集中式处理

什么叫大型主机？如果你认为是像IBM System 360那样的庞然大物就是大型主机，那就错了。从IBM System 360开始，当时是第三代计算机、也是第一代通用计算机的IBM System 360，代表了用一个计算架构处理360度用户需求的计算模式；之前的计算机都是专用计算机，只能用于单一计算用途，而IBM System 360则能处理所有的计算需求。而到了以现代服务器为代表的通用计算架构中，大型主机仅仅代表了最大型的服务器而已。

实际上，随着计算处理芯片和集成电路产业的飞速发展，今天的大型主机已经越来越小，而用X86标准服务器所构建的数据中心却越来越大——大型互联网公司或公有云服务公司的数据中心可达几十万甚至百万台X86服务器规模。最新发布的IBM z15 T02和LinuxONE III LT2两款“大型主机”是在去年刚发布的IBM z15基础上设计的单机柜风冷产品，19英寸的机柜尺寸即当前数据中心服务器标准尺寸，可以配置为4到65个PU处理单元、64GB到16TB内存，也就是说可以满足企业级的各种计算需求，而不仅仅是“大型”需求。
所以，今天来说，大型主机并不“大”、X86服务器所构成的数据中心规模也并不“小”。因此，“大”“小”并不是今天定义“大型主机”与“互联网与云计算”的差异化点，而在于集中式计算与分布式计算的区别。简单理解，大型主机追求的是一个计算架构、一个计算基础设施、一个集中地点就能处理所有的计算需求，其中也包括分布式计算需求；而以互联网和云计算为代表的分布式计算，却需要用彼此相隔数百公里的数据中心联网实现。
那么，新一代IBM大型主机是如何实现集中式处理分布式计算的呢？以IBM z15 T02和LinuxONE III LT2为例，其前身IBM z14 ZR1和IBM LinuxONE Rockhopper II早在2018年4月发布时就已经实现了“一台主机即一个数据中心”的能力：z14 ZR1单个系统每天能够处理超过8.5亿次的完全加密的交易；LinuxONE Rockhopper II测试可配置高达33万个Docker容器。而z15 T02相比z14 ZR1的平均性能提升14%、计算核心数量与内存容量均翻番，并且容器可以原生方式部署在该系统中，也就意味着微服务可以同时获得z/OS的原生服务能力。换言之，z15 T02与LinuxONE III LT2与上代相比不仅性能大幅提升，更同时将关键业务负载所需的虚机与分布式云原生计算所需的容器放到了同等重要的地位。而实际上z15单机最高支持240万个容器以及8000个虚机，当前企业的容器和虚机水平也就在百余个左右，因此即便是z15 T02与LinuxONE III LT2的能力，也已经远远超过了当前企业对于分布式计算的需求，并且提供的是集中式管理。
相比之下，用集中式方式处理分布式计算的大型主机，更符合企业数字化转型的需求：既可获得互联网与云计算的分布式计算处理能力以及敏捷迭代收益；也能集中管理和处理所有的计算任务，包括ERP、核心银行系统等关键业务工作负载，从而满足稳定安全可靠的要求。
云中核心、稳敏合一

IBM副总裁、大中华区系统部总经理侯淼近日表示：后疫情时代，企业更需要安全稳定、敏捷灵活的现代化IT架构，特别是同时支持关键业务负载以及区块链、5G等创新业务负载，而IBM大型主机以及企业存储的“云中核心、稳敏合一、负载为要”的理念正符合新型数字基础设施的需求。
所谓“云中核心”，这就是大型主机作为企业云核心的计算架构。在IBM System 360的时候，当时的IBM大型主机理念就是作为企业数据交换和处理中心，即连接了其它所有较低性能计算设备的核心。从企业IT核心到“云中核心”，IBM大型主机和企业存储设备的理念一直没有变过，只是企业IT的形态向云计算过渡了。

以LinuxONE为例，这个基于IBM大型主机技术的Linux主机，其核心设计和工程思想就是定位于一个高可扩展的数据服务和交易处理平台，以此大幅拉开与普通标准X86 Linux服务器的区别。单一LinuxONE主机最多可支持多达8000个Linux服务器，也就是在一台物理主机里就容纳8000个Linux服务器的计算能力，所以“一台主机即一个数据中心”的说法并不为过。更为重要的是，LinuxONE兼具了传统企业IT与云计算新兴企业IT的两方面优势：既有IBM Z主机的企业级品质与能力，也有Linux开放性与开源软件生态的支持。
LinuxONE主机具有独特的共享内存与垂直扩展架构，在I/O通道上配备专门的Power及RAS（远程接入服务）芯片，以及面向I/O编排的专用I/O处理器SAP系统协处理器，这些造就了X86服务器所没有的强大的I/O处理能力。通过将I/O处理与CPU处理分开，把I/O请求交由专门的SAP协处理器完成，这样操作系统与CPU就可以并行处理多计算任务。在分布式云计算中，这种异步I/O能力是由复杂的服务器、网络和软件等所实现的，而LinuxONE主机采用专用芯片和处理器，以及集成到物理主机内的处理方式，其优势是不言而喻的。
除了在硬件级别保障“云中核心、稳敏合一”，IBM在收购RedHat之后也从软件堆栈以及软件与硬件结合等方面，推进了“云中核心、稳敏合一”的理念。以LinuxONE III LT2最新发布的Secure Execution for Linux为例，这是为所有LinuxONE III机型而新引入的技术。众所周知，Linux是云计算的底层基础操作系统，而Secure Execution for Linux在Linux虚机层实现数据隔离，确保只有企业组织内经过授权的人才能接触这些数据。该技术主要是为了确保在云计算模式下的多租户环境中，用户甚至系统管理员也无法接触Linux虚拟环境中的敏感数据。因此，在Secure Execution for Linux的执行操作中，不论是底层Linux操作系统的虚机还是上层基于Linux的容器，都能获得深层次的原生的数据安全保障。
由新引入的Secure Execution for Linux技术，就可以看出IBM的Cloud Paks系列软件与Red Hat OpenShift Container软件并不是简单移植到IBM Z和LinuxONE主机上，而是与主机硬件和软件系统深度结合。例如结合IBM Z的普遍加密技术、z15首创的数据隐私护照和最新的Secure Execution for Linux，LinuxONE III LT2可以保护数据在混合云的多租户环境中的安全，甚至当数据离开企业数据中心后仍受到IBM主机的安全保护。
也就是说，IBM Z和LinuxONE所实现的分布式计算集中化处理，是结合了两种计算模式优势的新型计算模式，而这个计算模式的特点就是“云中核心、稳敏合一”。
三四线城市的转型需求

“云中核心、稳敏合一”的计算理念，正适合当前中国新型数字基础设施建设中三四五线城市涌现出来的数字化转型需求。
侯淼介绍，在疫情结束后，他到各地拜访客户，发现中小城市的数字化转型现状与一二线城市有较大的不同。以地区性的中小银行为例，往往资产规模在1000亿左右、员工总数不超过1500人，而IT人员占员工总数近5%左右，也就是将近四五十人。以四五十人的规模，要管理上百台X86设备、大机、小机和企业级存储等，还同时管理“稳态”和“敏态”计算，不仅成本非常高且受制于技能和人手的不足。

(IBM副总裁、大中华区系统部总经理侯淼)
当前，地方性银行基础架构发展的趋势是“稳敏合一”，希望基础架构可以提供“稳态”所需要的高可靠、高安全、高稳定的技术，以及基于同一个基础架构实现云的扩展。侯淼表示，“稳敏合一”的需求导致很多企业客户对LinuxONE和IBM存储非常感兴趣。因为LinuxONE除了水平扩展能力外，还能够实现垂直扩展，可以打造一个稳定、可靠运行“稳态”业务、也能够运行“敏态”业务的环境。
例如，LinuxONE本身具有隐藏式的资源，当客户需要新的计算资源时，并不需要购买新的硬件，而只是通过激活码激活隐藏的CPU、内存等就可以使用了，这为企业以后的扩展提供非常便捷的方式——既满足了“稳态”对生产安全的要求，也满足了“敏态”对未来扩展的要求，这就是侯淼所看到的地区性银行的重大趋势。
除了IBM主机，IBM企业存储也以同样的理念为企业带来更高效、稳定、高质量的数据存储方案。IBM就与百度智能云合作，为其越来越庞大的历史数据归档提供磁带解决方案。在截止2020年6月的过去9个月，百度用了10万盘磁带、存储900多PB数据，归档存储产品相较普通存储的成本降低了85%。同时，基于IBM Spectrum Scale（原GPFS）存储软件方案，还能在数据孤岛之间建立高效、安全、稳定的数据管道，使得百度数据流转更顺畅。
侯淼强调，现在无论在中国的任何地方，大家对数字化的体验要求都是一样的，这个需求在全国各地已经越来越典型化。市民、消费者和企业用户对数字化体验的不断追求，将推动企业IT建设持续向线上、向云中发展。而“云中核心、稳敏合一”，正是切合三四五线城市数字化转型需求的最新计算理念。
总结而言：疫情后的数字化转型，不仅承担着恢复经济活力的重任，更加承担了推动经济结构转型、发展数字经济的历史使命。IBM主机作为一种与时俱进的计算模式，提出了“云中核心、稳敏合一”的计算理念，兼具集中式计算与分布式计算的优势，可以帮助企业在稳定生产的同时、探索下一代数字服务模式，这就是新时代所需要的新计算力。（文/宁川）