我剛進(jìn)IBM的時候，聽說過一個故事：一個人畢業(yè)時被迫進(jìn)入了一個偏冷的部門：大機(jī)部門。

大家認(rèn)為他很不走運(yùn)，因?yàn)榇笮蜋C(jī)軟件硬件自成一體，太封閉，同行極少，沒有多少人會，網(wǎng)上沒人交流，學(xué)會東西出來一點(diǎn)兒用都沒有，萬一大機(jī)市場不行了，他絕對會失業(yè)，真慘！

可結(jié)局出乎意料，人家在大機(jī)的領(lǐng)域耕耘了幾十年，度過了大機(jī)在中國從興起到衰?。ㄆ鋵?shí)現(xiàn)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(wěn)定，實(shí)在太爽了！

不過，這樣的機(jī)會，現(xiàn)在再也沒有了。

那么，大機(jī)究竟是什么呢？

IBM z 系列通常被我們稱為大型機(jī)，Mainframe，簡稱“大機(jī)”。

大機(jī)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(wù)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(fā)布的z14來看看它的性能指標(biāo)吧（最新的是z16，性能更加強(qiáng)悍。）

CPU主頻5.2G Hz，10個核心

可以配置170個CPU

內(nèi)存32TB （不是GB!）

最多支持8000個虛擬機(jī)

可以橫向擴(kuò)展到200萬個docker容器

為什么要設(shè)計(jì)出這樣的“怪物般”的機(jī)器呢？

因?yàn)檫@個世界上存在著一些關(guān)鍵業(yè)務(wù)，對平臺要求極高。

幾年前，調(diào)研機(jī)構(gòu)Qualix Group曾有一組數(shù)字，服務(wù)器宕機(jī)1分鐘，平均使運(yùn)輸業(yè)損失15萬美元，銀行業(yè)損失27萬美元，通信業(yè)損失35萬美元，制造業(yè)損失42萬美元，證券業(yè)損失45萬美元……

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

必須有一種機(jī)器，在處理能力、穩(wěn)定性和安全性上，滿足這些需求，大型機(jī)就應(yīng)運(yùn)而生。

01硬件

大型機(jī)一般都在系統(tǒng)內(nèi)集成了高程度的冗余和錯誤檢查技術(shù)，防止系統(tǒng)發(fā)生災(zāi)難性問題。

大型機(jī)的每個處理器核心都有2個完全的執(zhí)行通道來同時執(zhí)行每一條指令。如果兩條通道的計(jì)算結(jié)果不一致，CPU的狀態(tài)就會復(fù)原，重新執(zhí)行該條指令，結(jié)果還是不一致的話，一個空閑狀態(tài)的CPU將會被激活替代當(dāng)前的CPU。

獨(dú)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(shù)據(jù)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(nèi)存當(dāng)中，用部分物理內(nèi)存實(shí)現(xiàn)磁盤RAID的功能，叫做RAIM（獨(dú)立冗余內(nèi)存陣列）， 從而實(shí)現(xiàn)內(nèi)存的高可用性。

除了CPU和內(nèi)存外，其它的元件如內(nèi)存總線、I/O通道、電源等等，都有相應(yīng)的冗余設(shè)計(jì)。確保系統(tǒng)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(tǒng)的高服務(wù)性，在系統(tǒng)運(yùn)行的同時被更換。

在大機(jī)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(yùn)算指令，隨機(jī)數(shù)生成器、加密硬件（AES、DES、TDES、SHA等），非常的霸氣。

大機(jī)的處理器用的是自己獨(dú)特z/Architecture主機(jī)架構(gòu)。

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(nèi)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(fù)載，讓它專注于操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序。

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02軟件

大機(jī)的操作系統(tǒng)也是獨(dú)特的，叫z/OS。

在上面可以運(yùn)行DB2, IMS（數(shù)據(jù)庫），CICS(交易中間件)，JVM等應(yīng)用程序，當(dāng)然它們也都是為大機(jī)定制的。

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大機(jī)也提供了強(qiáng)大的虛擬化能力，可以創(chuàng)建多個虛擬機(jī)實(shí)例，每個虛擬機(jī)運(yùn)行不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序：

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有意思的是無論操作系統(tǒng)，還是上面的應(yīng)用程序，它們的收費(fèi)方式很獨(dú)特：用戶定期上傳一個報(bào)告，根據(jù)使用情況來計(jì)算軟件費(fèi)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(dāng)于系統(tǒng)每秒能夠執(zhí)行一百萬條指令。

在IBM z/OS操作系統(tǒng)中，許多IBM和第三方軟件都使用MSU來確定許可成本?？蛻敉ǔＰ枰徺I足夠的MSU來覆蓋其應(yīng)用程序和工作負(fù)載的處理需求。

我原來所在的IBM部門，就是專門負(fù)責(zé)大機(jī)上軟件的銷售和費(fèi)用計(jì)算的，業(yè)務(wù)邏輯很有意思。

03向后兼容性

單獨(dú)把向后兼容性拎出來說，是因?yàn)閷τ陉P(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用來說，它實(shí)在太重要了。

它可以讓大型公司平穩(wěn)地升級硬件和軟件，而無需重寫或修改現(xiàn)有的應(yīng)用程序。

IBM大型機(jī)的歷史可以追溯到上世紀(jì)60年代，那個時候IBM通過System/360統(tǒng)治了計(jì)算機(jī)市場，后來雖然不斷進(jìn)化，但是一直保持了向后兼容性。

許多為早期系統(tǒng)編寫的應(yīng)用程序，在 50 年后仍然可以在最新的 IBM z系統(tǒng)上運(yùn)行，無需修改。

所以我們看到很多用COBOL寫的恐龍級古老應(yīng)用：稅收、社保、醫(yī)療保險、保單、理賠等，在大機(jī)上穩(wěn)定運(yùn)行了幾十年，并且極有可能會繼續(xù)運(yùn)行下去。

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04結(jié)語

IBM z 系列中的z有兩種說法，一種是零停機(jī)時間，一種表示終極的意思。

不管哪種說法，IBM的z系列確實(shí)做到了，這是一臺終極的、不停機(jī)的計(jì)算機(jī)。

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

用這種服務(wù)器的公司都是全球的頂尖企業(yè)：

100強(qiáng)中三分之二的企業(yè)

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(yùn)行最關(guān)鍵任務(wù)、高度安全的平臺。

如果按價值計(jì)算，大型機(jī)上運(yùn)行著70%的全球交易。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)蓬勃發(fā)展，很多公司用廉價的x86機(jī)器也實(shí)現(xiàn)了可靠性很高的分布式系統(tǒng)，大型機(jī)顯得有些“過氣”了，但是它超高的性能、可靠性、安全性、擴(kuò)展性，讓它依然固守著最后的領(lǐng)地。

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