在20世紀(jì)50年代初，大型機(jī)開始進(jìn)入市場，“藍(lán)色巨人”IBM 和七個(gè)“小矮人”——Burroughs、Unisys、NCR、Control Data、Honeywell、GE和RCA用大型機(jī)創(chuàng)造了計(jì)算時(shí)代，并在最大的組織和企業(yè)中爭奪關(guān)鍵應(yīng)用、復(fù)雜建模以及大規(guī)模事務(wù)和工作負(fù)載。

在過去的70多年中，計(jì)算能力、存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)在每一波顛覆性技術(shù)浪潮中，出現(xiàn)了多次各種集中化和去中心化浪潮。

在這每一波體系架構(gòu)浪潮中，專家、分析師和行業(yè)觀察人士都預(yù)言了大型機(jī)因?yàn)榘嘿F、復(fù)雜、封閉等而“死亡”。

然而，70多年過去了，古老的大型機(jī)又開始抬頭了。

對(duì)于許多CIO來說，混合云都是“and”戰(zhàn)略，而不是“or”戰(zhàn)略。對(duì)于許多企業(yè)來說，在與亞馬遜云科技、微軟Azure、阿里云、騰訊云、華為云等公有云合作的同時(shí)，出于成本和安全原因，將其密集型工作負(fù)載保留在大型機(jī)上。

另一方面，大型機(jī)已經(jīng)為AI應(yīng)用做好了準(zhǔn)備。2022年4月，IBM最新的大型機(jī)IBM z16及其集成的片上Telum AI加速器已準(zhǔn)備好大規(guī)模分析實(shí)時(shí)事務(wù)，非常適合大型機(jī)關(guān)鍵型任務(wù)工作負(fù)載，如醫(yī)療保健和金融交易等，并開始受到用戶的青睞。

IBM CEO Arvind Krishna表示，全球市場正處于達(dá)到關(guān)鍵AI臨界點(diǎn)的風(fēng)口浪尖，該臨界點(diǎn)將釋放重大的生產(chǎn)力提升。那么AI會(huì)成為大型機(jī)的新領(lǐng)地嗎？IBM能借助大型機(jī)在AI、混合云，甚至是量子計(jì)算等方面，再造輝煌嗎？

IBM Cloud

3.4

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圖片來源：IBM

1991年3月，當(dāng)時(shí)的風(fēng)險(xiǎn)投資家、InfoWorld的主編Stewart Alsop首次預(yù)測，最后一臺(tái)大型機(jī)將于1996年3月15日拔掉電源。

在此后的30年中，沒有人懷疑，大型機(jī)將走向滅亡的預(yù)言。但是，大型機(jī)消亡了嗎？

大型機(jī)在70年后仍然保持強(qiáng)勁威力。

在2020年第四季度大型機(jī)使用情況通報(bào)中，IBM分享了有關(guān)大型機(jī)采用情況的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

其中，財(cái)富100強(qiáng)中的67位，前50大銀行中的45家，前10大保險(xiǎn)公司中的8家，前10大電信公司中的8家，前10大零售商中的7家，前5大航空公司中的4家等，都在使用大型機(jī)。

在過去十年，IBM大型機(jī)的使用數(shù)量增長了350%。

市場研究機(jī)構(gòu)Forrester在2019年對(duì)IBM大型機(jī)專業(yè)人員的調(diào)查結(jié)果顯示，近90%的企業(yè)計(jì)算專業(yè)人士認(rèn)為其技能組合的就業(yè)市場需求正在增長，75%的人認(rèn)為市場對(duì)大型機(jī)技能的需求很高。

在2020年德勤的調(diào)查中證實(shí)，大型機(jī)的使用量繼續(xù)增長，74%的受訪者認(rèn)為，大型機(jī)作為其組織的戰(zhàn)略平臺(tái)具有長期可行性。91%的受訪者認(rèn)為，在未來12個(gè)月內(nèi)，擴(kuò)展其大型機(jī)業(yè)務(wù)是一項(xiàng)中等或關(guān)鍵的優(yōu)先事項(xiàng)。72% 的企業(yè)計(jì)劃在未來三年內(nèi)升級(jí)其大型機(jī)。

大型機(jī)Mainframe更多地被形容成一整套操作、應(yīng)用和系統(tǒng)的集合，目前廣義上已經(jīng)把之前更加細(xì)分的大型機(jī)、小型機(jī)、其他一些Unix系統(tǒng)等，基本都?xì)w類為大型機(jī)了。

其核心是采用專心的CPU，如IBM Power/HP RISC等，而不是現(xiàn)在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的x86 CPU；采用的操作系統(tǒng)為專用Unix系統(tǒng)，當(dāng)然現(xiàn)在則采用了Liunx系統(tǒng)；采用專用的中間件和應(yīng)用系統(tǒng)等。金融系統(tǒng)一直是應(yīng)用大型機(jī)數(shù)量最大最集中的領(lǐng)域。

 IBM CEO Arvind Krishna

第三，AI已經(jīng)成為IBM和大型機(jī)發(fā)展的重要應(yīng)用領(lǐng)域。

IBM CEO Arvind Krishna在2022年的Think大會(huì)表示: “在數(shù)字化轉(zhuǎn)型浪潮的引領(lǐng)下，技術(shù)成為競爭優(yōu)勢之源。我們的客戶和合作伙伴相信IBM能夠持續(xù)創(chuàng)新，提供混合云、人工智能和咨詢相關(guān)解決方案，為其業(yè)務(wù)保駕護(hù)航。”

IBM發(fā)布了2022年全球人工智能采用指數(shù)。報(bào)告顯示，目前，35%的公司正在其業(yè)務(wù)中使用人工智能，比2021年高出4個(gè)百分點(diǎn)。此外，30%的受訪者表示，組織的員工已經(jīng)通過新的人工智能和自動(dòng)化軟件和工具節(jié)省了時(shí)間。

Krishna說：“人工智能迅速發(fā)展的原因是，我們每天產(chǎn)生的數(shù)據(jù)為2.5萬億字節(jié)。任何數(shù)量的人類都不可能處理它。舊的分析和數(shù)據(jù)庫技術(shù)是不夠的。人工智能是唯一能夠利用和收集這些數(shù)據(jù)以獲得洞察力的工具。”

因此，IBM在AI發(fā)展上，也把大型機(jī)納入了發(fā)展規(guī)劃，為此專門推出專用的推理芯片和大型機(jī)。

擁有Telum芯，實(shí)現(xiàn)欺詐檢測等AI推理工作負(fù)載。

2021年，藍(lán)色巨人IBM推出了Telum，首款具有AI推理加速功能的芯片，使其能夠在交易發(fā)生時(shí)執(zhí)行欺詐檢測等任務(wù)。

IBM介紹說，該芯片包含8個(gè)處理器內(nèi)核，具有深度超標(biāo)量無序指令流水線，以超過5GHz的時(shí)鐘頻率運(yùn)行，針對(duì)異構(gòu)企業(yè)級(jí)工作負(fù)載的需求進(jìn)行了優(yōu)化。

同時(shí)，完全重新設(shè)計(jì)的緩存和芯片互連基礎(chǔ)設(shè)施為每個(gè)內(nèi)核提供32MB的緩存，并且可以擴(kuò)展到32個(gè)Telum芯片。雙芯片模塊設(shè)計(jì)包含220億個(gè)晶體管和17層金屬層上的19英里導(dǎo)線。

IBM Z硬件開發(fā)高級(jí)技術(shù)人員Anthony Saporito表示，L2緩存可以組合并形成虛擬的256MB L3緩存，最多8個(gè)Telum芯片可以組合成虛擬的2GB L4緩存。

Telum設(shè)計(jì)的關(guān)鍵創(chuàng)新之一是，在芯片上構(gòu)建了一個(gè)AI加速器，直接連接了所有內(nèi)核，并通過硬件設(shè)計(jì)、固件、操作系統(tǒng)以及能夠?qū)⑸疃葘W(xué)習(xí)帶入交易的軟件，在堆棧上構(gòu)建了一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。 

借助這項(xiàng)技術(shù)，不僅可以達(dá)到每秒成千上萬的交易，具有高可靠性和零停機(jī)時(shí)間特性，而且能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)深度學(xué)習(xí)推理、欺詐檢測和分析。

另一大創(chuàng)新是IBM Research創(chuàng)建了一款采用2nm制造的測試半導(dǎo)體技術(shù)，與基于7nm的芯片相比，使用相同的功率，性能將提高45%，或者只使用75%的能源。

2nm技術(shù)將于2024年底投入生產(chǎn)。大規(guī)模使用可能會(huì)在2025年左右出現(xiàn)。

而目前最先進(jìn)的半導(dǎo)體制造工藝是5mn，IBM展示給大家的是一個(gè)可以組裝的2nm晶體管。意味著這個(gè)行業(yè)將在未來十年內(nèi)持續(xù)改善半導(dǎo)體制造工藝。

該芯片基于三星創(chuàng)建的7nm極紫外技術(shù)構(gòu)建。在開發(fā)三年后，第一個(gè)使用該芯片的大型機(jī)Z16已經(jīng)于2022年4月推出。

第一臺(tái)面向AI的IBM大型機(jī)已經(jīng)問世。

2022年4月，IBM推出了最新一代的大型機(jī)IBM z16，配備IBM Telum 處理器，可提供實(shí)時(shí) AI洞察。

IBM用自己的實(shí)力想行業(yè)證明，大型機(jī)在2022年與1960年代一樣重要。

海比研究院通過觀察發(fā)現(xiàn)，定位于AI應(yīng)用的IBM z16有其不可忽視的優(yōu)質(zhì)特性：

第一，用于推理的Telum AI加速器是行業(yè)首創(chuàng)。IBM z16及其集成的片上Telum AI加速器已準(zhǔn)備好大規(guī)模分析實(shí)時(shí)事務(wù)，適合大型機(jī)任務(wù)關(guān)鍵型工作負(fù)載，如醫(yī)療保健和金融交易等。

這款21世紀(jì)的Big Iron AI加速器內(nèi)置于其核心Telum處理器上。借助這款新的雙處理器 5.2 GHz 芯片及其16內(nèi)核，每天可以執(zhí)行3000 億次深度學(xué)習(xí)推理，延遲為1毫秒。

分析師認(rèn)為，人工智能加速器是一個(gè)游戲規(guī)則改變者。與平均網(wǎng)絡(luò)延遲為60毫秒的同類 x86云服務(wù)器相比，采用z/OS的z16在推理時(shí)具有20倍的響應(yīng)時(shí)間，吞吐量提高了19倍。

Tellum處理器上的AI加速器，利用AI推理模型分析大型機(jī)內(nèi)進(jìn)行的大量事務(wù)處理的細(xì)節(jié)，以發(fā)現(xiàn)趨勢并做出智能預(yù)測。

第二，首配量子安全系統(tǒng)。z16還包括一個(gè)所謂的量子安全系統(tǒng)（Quantum-safe），以保護(hù)組織免受可能破解當(dāng)今加密文件的未來威脅。這是在z16對(duì)Crypto Express8S適配器的支持下完成的。

它圍繞CCA加密協(xié)處理器和PKCS #11加密協(xié)處理器構(gòu)建，使用戶能夠開發(fā)量子安全加密。它也適用于經(jīng)典密碼學(xué)。

借助 IBM z16 的創(chuàng)新，客戶可以在關(guān)鍵型數(shù)據(jù)所在的位置通過推理來提高決策速度。

第三，更多應(yīng)用場景。隨著諸如即時(shí)支付、反洗錢 (AML) 等越來越嚴(yán)格的法規(guī)以及在線交易的急劇增加，欺詐的數(shù)量在逐年上升。IBM z16通過嵌入式 AI ，能夠?qū)崟r(shí)、大規(guī)模地處理大量關(guān)鍵事務(wù)和工作負(fù)載，幫助企業(yè)降低風(fēng)險(xiǎn)。

Telum處理器的應(yīng)用場景還包括貸款審核、加密貨幣的清算、結(jié)算、逃稅及零售業(yè)聯(lián)邦學(xué)習(xí)（Federated learning）防范欺詐及盜竊等在內(nèi)的各類業(yè)務(wù)。比如，它可以加快金融機(jī)構(gòu)對(duì)企業(yè)或消費(fèi)貸款的審批，也可以幫助確定結(jié)算前哪些貿(mào)易和/或交易可能存在高風(fēng)險(xiǎn)。

5年前，日立公司決定停止開發(fā)自有大型機(jī)產(chǎn)品。今年2月，富士通又宣布將在2030年放棄大型機(jī)業(yè)務(wù)。

近些年來，大型機(jī)市場的“玩家”正在以肉眼可見的速度在減少。

但是大型機(jī)留下的市場空間卻沒有人會(huì)忽視。AWS推出一系列服務(wù)，將大型機(jī)工業(yè)級(jí)工作負(fù)載遷移到云中。AWS 首席執(zhí)行官 Adam Selipsky說，大型機(jī)既昂貴又復(fù)雜，并且具有傳統(tǒng)的編程方式。通過將大型機(jī)工作負(fù)載遷移到云端，客戶能夠?qū)⒊杀窘档投噙_(dá)70%。

但是，無論采取哪種方式，從大型機(jī)的遷移都可能需要數(shù)月到數(shù)年才能完成。大型機(jī)被替代的進(jìn)程并不順利。

行業(yè)專家認(rèn)為，IBM 2019年發(fā)布的IBM z15，被稱為“為云而生”的主機(jī)，其一大亮點(diǎn)是幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)跨混合云環(huán)境管理客戶數(shù)據(jù)隱私，支持企業(yè)的云遷移和混合云環(huán)境下的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

而今年IBM推出了大型機(jī)——IBM z16，將是為AI而生的。

日趨成熟的AI技術(shù)成為企業(yè)加速技能升級(jí)的“精良裝備”，但與此同時(shí)，計(jì)算壓力也如“排山倒海”般涌向后端。

以金融欺詐場景為例，根據(jù)IBM和Morning Consult推出的《2022年IBM全球金融欺詐影響報(bào)告》，由于計(jì)算延遲問題，大規(guī)模實(shí)時(shí)運(yùn)行深度學(xué)習(xí)模型難以實(shí)現(xiàn)，金融應(yīng)用中的欺詐檢測模型只在不到10%的大批量交易中運(yùn)行，還有大量的欺詐無法被檢測到。

這些應(yīng)用場景都為z16提供了用武之地。根據(jù) IBM的內(nèi)部基準(zhǔn)測試，借助Telum處理器，IBM z16每天可以處理 3000億個(gè)推理請(qǐng)求，延遲時(shí)間僅為1毫秒。

美國某銀行已經(jīng)基于IBM zSystem，將AI的欺詐檢測引入其信用卡授權(quán)流程中。他們?cè)?jīng)試圖在平臺(tái)外執(zhí)行類似的操作，但基本最快的響應(yīng)速度也需要超過80毫秒。而引入AI加速器之后，不僅響應(yīng)時(shí)間縮短到單毫秒延遲，并且交易處理量還從每秒1200筆，擴(kuò)展到了每秒15000 -20000筆，這意味著他們可以分析每一筆交易。

作為關(guān)鍵任務(wù)設(shè)施，大型機(jī)中承載著海量數(shù)據(jù)，某些信息甚至可以追溯到幾十年之前。其中最大的挑戰(zhàn)在于AI這一新興技術(shù)缺乏向前兼容的能力。

大型機(jī)的功能同樣在快速發(fā)展。例如，IBM公司就一直在努力針對(duì)AI應(yīng)用調(diào)整其Z系統(tǒng)，包括將其與各類常見開源平臺(tái)如Spark、PyTorch、Keras以及TensorFlow等相集成。

IBM正努力幫助客戶以最少的應(yīng)用改動(dòng)將AI嵌入到企業(yè)關(guān)鍵任務(wù)工作負(fù)載與核心業(yè)務(wù)流程中，并在滿足最嚴(yán)苛服務(wù)水平協(xié)議（SLA）的同時(shí)對(duì)每項(xiàng)事務(wù)做出評(píng)分。

通過在Z系統(tǒng)上生成AI洞見，客戶可以利用大型機(jī)上的過往數(shù)據(jù)，可在交互點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)響應(yīng)，進(jìn)而建立起欺詐檢測到重要用例。同時(shí)由于無需移動(dòng)任何敏感數(shù)據(jù)，因而還有著明顯的安全優(yōu)勢。

海比研究院認(rèn)為，大型機(jī)并沒有固步自封，x86也不是事事如意。因此，當(dāng)AI大型機(jī)推出，并得到頂級(jí)組織青睞時(shí)，一點(diǎn)都不用驚奇，畢竟用戶最看重的是自己業(yè)務(wù)的發(fā)展。

本文作者系趙滿滿

本文來自微信公眾號(hào) “中智觀察”（ID：Hapiweb-soft6），36氪經(jīng)授權(quán)發(fā)布。