我剛進IBM的時候，聽說過一個故事：一個人畢業時被迫進入了一個偏冷的部門：大機部門。

大家認為他很不走運，因為大型機軟件硬件自成一體，太封閉，同行極少，沒有多少人會，網上沒人交流，學會東西出來一點兒用都沒有，萬一大機市場不行了，他絕對會失業，真慘！

可結局出乎意料，人家在大機的領域耕耘了幾十年，度過了大機在中國從興起到衰敗（其實現在也沒有衰?。┑耐暾^程，然后舒舒服服地退休了！

拿著IT界的收入，享受著如同編制般的穩定，實在太爽了！

不過，這樣的機會，現在再也沒有了。

那么，大機究竟是什么呢？

IBM z 系列通常被我們稱為大型機，Mainframe，簡稱“大機”。

大機以高性能，高可用性，高可靠性著稱，它有一套自成體系的硬件和軟件，在服務器市場中鶴立雞群，價格也非常感人，只有超大型公司才能用得起。

我們拿2017年發布的z14來看看它的性能指標吧（最新的是z16，性能更加強悍。）

CPU主頻5.2G Hz，10個核心

可以配置170個CPU

內存32TB （不是GB!）

最多支持8000個虛擬機

可以橫向擴展到200萬個docker容器

為什么要設計出這樣的“怪物般”的機器呢？

因為這個世界上存在著一些關鍵業務，對平臺要求極高。

幾年前，調研機構Qualix Group曾有一組數字，服務器宕機1分鐘，平均使運輸業損失15萬美元，銀行業損失27萬美元，通信業損失35萬美元，制造業損失42萬美元，證券業損失45萬美元……

尤其對于銀行業，如果銀行系統中斷1小時，將直接影響該行的基本支付業務；中斷1天，將對其聲譽造成極大傷害；中斷2-3天以上不能恢復，將直接危及其他銀行乃至整個金融系統的穩定。

必須有一種機器，在處理能力、穩定性和安全性上，滿足這些需求，大型機就應運而生。

01硬件

大型機一般都在系統內集成了高程度的冗余和錯誤檢查技術，防止系統發生災難性問題。

大型機的每個處理器核心都有2個完全的執行通道來同時執行每一條指令。如果兩條通道的計算結果不一致，CPU的狀態就會復原，重新執行該條指令，結果還是不一致的話，一個空閑狀態的CPU將會被激活替代當前的CPU。

獨立磁盤冗余陣列（RAID）大家都聽說過，可以用冗余的磁盤和條帶化算法，防止數據的損壞和丟失。 

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2010年，IBM率先把類似的理念也引入到內存當中，用部分物理內存實現磁盤RAID的功能，叫做RAIM（獨立冗余內存陣列）， 從而實現內存的高可用性。

除了CPU和內存外，其它的元件如內存總線、I/O通道、電源等等，都有相應的冗余設計。確保系統的高可靠性、高可用性。

即使出錯，許多組件的熱拔插特性也能確保系統的高服務性，在系統運行的同時被更換。

在大機中把很多軟件模塊都被硬件化了，比如硬件壓縮卡、排序指令、向量運算指令，隨機數生成器、加密硬件（AES、DES、TDES、SHA等），非常的霸氣。

大機的處理器用的是自己獨特z/Architecture主機架構。

IBM z14 有170個處理單元（PU），每個PU中除了我們常說的中央處理器（CPU）之外，還有集成固件處理器，集成信息處理器，內部耦合處理器等專用處理器。

這些專用處理器完成特定工作，卸下CPU的工作負載，讓它專注于操作系統和應用程序。

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02軟件

大機的操作系統也是獨特的，叫z/OS。

在上面可以運行DB2, IMS（數據庫），CICS(交易中間件)，JVM等應用程序，當然它們也都是為大機定制的。

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大機也提供了強大的虛擬化能力，可以創建多個虛擬機實例，每個虛擬機運行不同的操作系統和應用程序：

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有意思的是無論操作系統，還是上面的應用程序，它們的收費方式很獨特：用戶定期上傳一個報告，根據使用情況來計算軟件費用。

比如MSU（Million Service Units），這是IBM z Systems上一個用于測量處理能力的度量單位，一個MSU相當于系統每秒能夠執行一百萬條指令。

在IBM z/OS操作系統中，許多IBM和第三方軟件都使用MSU來確定許可成本。客戶通常需要購買足夠的MSU來覆蓋其應用程序和工作負載的處理需求。

我原來所在的IBM部門，就是專門負責大機上軟件的銷售和費用計算的，業務邏輯很有意思。

03向后兼容性

單獨把向后兼容性拎出來說，是因為對于關鍵業務應用來說，它實在太重要了。

它可以讓大型公司平穩地升級硬件和軟件，而無需重寫或修改現有的應用程序。

IBM大型機的歷史可以追溯到上世紀60年代，那個時候IBM通過System/360統治了計算機市場，后來雖然不斷進化，但是一直保持了向后兼容性。

許多為早期系統編寫的應用程序，在 50 年后仍然可以在最新的 IBM z系統上運行，無需修改。

所以我們看到很多用COBOL寫的恐龍級古老應用：稅收、社保、醫療保險、保單、理賠等，在大機上穩定運行了幾十年，并且極有可能會繼續運行下去。

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04結語

IBM z 系列中的z有兩種說法，一種是零停機時間，一種表示終極的意思。

不管哪種說法，IBM的z系列確實做到了，這是一臺終極的、不停機的計算機。

它對外的SLA承諾是7個9（99.99999%），也就是說，每年停機時間僅有3.16秒。

用這種服務器的公司都是全球的頂尖企業：

100強中三分之二的企業

10大保險公司中的8家

10大零售商中的7家

10大電信公司中的8家

這些大公司都把它作為運行最關鍵任務、高度安全的平臺。

如果按價值計算，大型機上運行著70%的全球交易。

互聯網技術蓬勃發展，很多公司用廉價的x86機器也實現了可靠性很高的分布式系統，大型機顯得有些“過氣”了，但是它超高的性能、可靠性、安全性、擴展性，讓它依然固守著最后的領地。

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