走进LinuxONE Emperor 4 读懂IBM对可持续发展的承诺

2022-11-30 11:02:34 [ 中关村在线原创 ] 作者：徐鹏

毫无疑问，可持续发展已经成为全球社会和经济稳定、健康向前迈进的重要共识。尤其是在面对一个多元、复杂的数字世界时，协同、公平、高效的发展态势就变得更加关键。IBM商业价值研究院公布的《2022年CEO调研报告》（该年度调研访问了全球3000多位CEO，包括150位中国CEO）显示，近一半的全球受访者将可持续发展列为企业的优先任务，较前一年增长37%，超过一半的全球受访者将可持续发展视为未来两到三年的最大挑战之一，在中国，53%的受访CEO持同样观点，这一数字相比2021年（26%）显著增加。

这意味着，企业管理者们需要更多的智慧，在机遇与挑战之间形成对商业价值的全新认知。站在现代化IT架构和IT管理的角度来看，混合云基础架构已经是支撑关键业务负载的事实基准，其一方面要为企业数字化提供足够敏捷、规模化、可扩展的开放式创新，另一方面更要满足可持续的要求，包括绿色低碳和降本增效，建立一套清晰可见的碳足迹洞察体系。“IBM新一代LinuxONE Emperor 4的重点就是聚焦可持续发展。”IBM大中华区主机及LinuxONE总经理李航表示。

IBM大中华区主机及LinuxONE总经理李航

可以说，绿色低碳战略的实施成效与企业数字化转型的质量直接相关，也催生了很多新兴业态的繁荣发展。然而在上述调研中却指出，86%的企业设定了可持续性目标，其中只有35%的组织采取了行动，其挑战集中在三个方面：缺乏数据洞察力、不明确投资回报率、技术障碍。对此，IBM会携手生态伙伴从五个维度来应对，把可持续发展的目标转化为行动——IBM咨询团队会帮助企业制定可持续发展战略和路线图，并利用车库创新方法论与客户共创，共同发现和解决问题；使用IBM Envizi和环境智能软件套件记录、管理和报告ESG数据，推动ESG战略的顺利实施；通过IBM Maximo、TRIRIGA和IBM咨询服务，帮助客户进行智能资产、设施和基础设施管理，帮助优化推动清洁能源转型、高效废物管理和脱碳；利用IBM Instana、Turbonomic、z16、LinuxONE以及IBM公有云构建绿色高效的基础架构，通过减少能源消耗和温室气体排放来优化数据中心和IT运营；采用IBM供应链智能套件和IBM Sterling软件，帮助企业实现可持续的供应链和循环性。

在推动企业可持续发展的过程中，IT基础设施的现代化和绿色低碳至关重要，这也是LinuxONE Emperor 4所要解决的问题之一，让技术架构可以支撑快速增长的业务应用。自2015年成为独立的产品线以来，七年间的四代产品获得了全球越来越多的客户认可，使得LinuxONE在过去十年的出货量翻了3.5倍。IBM LinuxONE的旗舰机型Emperor 4已于9月14日在全球上市，入门和中端机型会在2023年上半年推出。除了传统的金融领域，LinuxONE逐渐获得越来越多的新兴行业客户的认可。

不妥协的绿色算力

LinuxONE Emperor 4搭载了7纳米制程工艺CPU，主频达到5.2 GHz，最多可配置32个IBM Telum处理器，包含200个支持Linux运行的内核，RAIM内存达到40TB，独特的scale-out-on-scale-up扩展方式能够保持高密度算力，可用性达到99.99999%，内置量子安全系统。其中，Telum处理器的片上加速器可用于满足现代业务对实时AI、高速压缩、高频加密等方面的需求，二级缓存容量支持8GB，可以用虚拟化的方式转化成三级缓存或四级缓存满足任务需求。概括来说，LinuxONE Emperor 4技术特点主要体现Sustainability（可持续理念，以一顶百），可以降低能耗、成本和碳足迹，具备高性能和高效率；Scalability（弹性扩展），具备高度灵活的横向和纵向扩展能力，可以确保高等级服务水平；Security（安全无虞），提供全面的数据和隐私保护，以及网络弹性能力。

走进LinuxONE Emperor 4 读懂IBM对可持续发展的承诺 IBM LinuxONE Emperor 4

可持续方面，LinuxONE通过采用7纳米芯片、智能配电单元、实时能耗和环境监控指标等技术，在过去的7年间把单位能耗的算力翻了一倍，在实现90%以上利用率的同时维持高稳定性，大幅提升资源复用率，为资源使用情况提供数据洞察并给出建议。如果将相同的工作负载整合在LinuxONE Emperor 4系统上，与x86服务器搭建的系统相比，企业每年可以减少能耗75%，数据中心占地空间节约50%，二氧化碳排放量减少超过850公吨。

可扩展方面，高主频和高缓存可以满足Oracle、DB2等传统数据库所需的纵向能力，单机支持85个逻辑分区可支撑8000个虚机和240万个容器，满足高密度整合时的横向扩展需求。与Kubernetes、红帽OCP等技术的结合，LinuxONE还能做到自动伸缩以满足业务瞬时峰值的需求，这种便利性不止体现在软件层面，硬件上的微码技术可以对容量进行秒级扩容，避免了短时间段内的大量资源占用，只需购买峰值所需资源即可。同时，LinuxONE的全局资源共享还支持动态调度机制，以确保资源出现在最需要的地方。LinuxONE Emperor 4的另一大能力扩展体现在AI上，可以更好地处理大规模实时联机交易，把延时压低至个位数毫秒级，几乎不会影响整体性能。

IBM的加速器家族有着丰富的产品覆盖，涉及压缩、加密、排序等等，此次LinuxONE Emperor 4所搭载的AI加速器主要用于实时联机交易，它之所以能在大规模数据的压力之下做到超低延时，主要得益于两个方面：一是延时控制，CPU内部的AI加速器设计了新的指令集用于加速神经网络相关的数据结构（如tensor张量数据处理），并且在AI推理的数据格式化和传输上提供了600GB/s超高带宽；二是支持规模，每个CPU内部都有两个独立的计算阵列，其中一个包含128个处理器，主要面向矩阵运算，另一个包含32个处理器，主要针对激活函数和相对复杂的AI推理需求。每个芯片上的AI加速器可以提供6TFLOPS, 整机可提供超过200TFLOPS的算力。某银行基于循环神经网络进行了实时信用卡反欺诈的模型测试，结果显示单个芯片上运行该模型每秒可实现超过11万个推理任务，延迟为1.1毫秒。当扩展到32个芯片，每秒达到了350万次推理，延迟仅为1.2毫秒。这样的表现使得LinuxONE可以在信用卡反欺诈等高度敏感的环境中大展身手。

除了在大规模联机交易过程中的全量、混合的数据加密，IBM还有不少技术来保障企业的安全性。例如，机密计算会关注虚拟化环境的数据保护，通过部件级的加固确保内存在不同的虚机之间和主机之间杜绝非法访问。LinuxONE的量子安全技术可以确保系统、硬件的安全启动（意味着攻击者无法在固件启动过程中注入恶意软件以接管系统），包括应用和数据加密、API加固。此外，LinuxONE的安全合规中心可以自动化地搜集监管所需的信息，结合标准模版帮助企业发现风险，并进行针对性改进。

“很多企业会有‘既要、又要、还要’的多维度需求，包括安全生产、云化转型、绿色低碳等等，这些需求一股脑加给CIO、CTO的时候，他们就不得不做取舍。而LinuxONE Emperor 4的发布，可以给客户一个全新的、不用妥协的选择。”IBM亚太区主机及LinuxONE技术总监应康勇称。LinuxONE为各类软件和应用提供了广泛的支持，其“稳敏合一（One Platfrom for Two Stacks）”的特性使得企业在从传统技术堆栈向云原生技术堆栈转型的过程中，能够基于统一的架构平台进行平稳的业务迁移，可以统筹规划，节省大量的重复投资。

IBM亚太区主机及LinuxONE技术总监应康勇

全球创新的中国身影

LinuxONE的这些黑科技离不开IBM在过去数十年来的持续投入，正是其深厚的研发实力让这一切变成现实。在中国，IBM系统开发中心拥有超过700名工程师，每年都有数名出色中国专家被总部提拨为顶级技术专家（STSM），而今年中国专家的录取比例更是全球平均数的两倍。IBM中国系统开发中心85%以上是专利发明人，截至9月，平均每两位研发人员中就有一个在2022年申请了专利。10月18日，IBM中国系统开发中心又有8位工程师被新命名为“发明大师”，总计已经拥有20多位“发明大师”，体现了IBM中国系统开发中心团队的创新能力。

“两地三中心”的双活架构就是颇具代表性的创新实践之一。当前，中国拥有全世界最庞大的银行系统、全球最大的银行机构，每秒处理大约1万笔交易，是与资金相关的交易不容闪失，安全生产与业务连续性是中国金融行业客户的首要诉求。IBM除了为银行机构提供基础架构的技术平台，更与其一起共创打造领先的行业解决方案。据悉，IBM整合了来自中国、德国和纽约的专家智慧，与中国的银行客户一起开发出世界上第一个两地双活系统，实现了几秒之内，通过在另一个城市的数据中心恢复系统且不丢失任何数据的突破。如今，IBM全球的银行的主机客户都在使用这套解决方案。

可以看到，为了更好地了解中国客户的应用场景和转型需求，IBM从实验室挑选了各条产品线上经验丰富的专家，为客户提供一对一的专属技术支持，这种紧密的技术合作创新方式，已经在诸多客户领域取得成功。同时，IBM还为客户和合作伙伴提供了模拟真实业务的24小时实验环境，帮助后者进行实战演练，完成了全球最大的LinuxONE和存储客户案例等一系列实践，并且把本土创新带到了世界各地。IBM中国系统开发中心的业务方向主要涵盖四个方向，包括zSystems和LinuxONE（400余人的团队）、高性能存储、企业级Power服务器、客户体验。其中，可持续发展的理念可谓是贯穿其中。此前，IBM曾与百度智能云合作，基于IBM磁带库的解决方案，帮助百度节省了85%以上的电能。

据了解，IBM中国系统开发中心搭建了集硬件、软件、服务为一体的全堆栈、全周期的可持续平台，涵盖数据中心、楼宇、水、电和IT设备，以及计算、存储、网络和混合云平台的业务及数据。“IBM的观点是只有支持业务的碳排才是企业的产出，其它都是成本。为此，我们做了大量的工作。在过去十多年的时间里，我们的系统中心一直在优化自己的功耗。”IBM中国系统开发中心首席技术官孟繁晶博士谈到，“我们希望帮助客户降低成本，利用全堆栈的可持续解决方案，实现可持续发展的目标。”IBM系统部门的可持续发展始于1991年，从产品研发之初就融入了面向环境的设计理念，设备的单位能耗算力大幅提升，可跨代回收利用的产品平均能够使用8-12年。考虑到很多城市都在收紧的配电占地限制，IT设备“以一顶百”的能力被越来越多的企业所青睐。

IBM中国系统开发中心首席技术官孟繁晶博士

今年一季度，IBM收购了环境绩效管理数据和数据分析软件提供商Envizi，希望借助其在ESG方面的能力帮助企业评估碳中和效果是否符合国际跟国内的标准以达到合规。IBM Envizi已经帮助全球数百家企业完成了能耗方面的上报工作，利用Instana和Turbonomic则可以对数据中心和企业IT进行智能化应用性能观测和资源持续优化，降低能耗、提升可靠性。对于企业管理者来说，降低能耗已经成为不容忽视的职责之一，无论是私有云客户还是公有云客户，核心的诉求都是降本增效，提升设备的单位利用率。

除此之外，企业也在思考如何在云化转型的道路上行稳致远。考虑到云原生、微服务、容器化、分布式等技术潮流迭代较快，企业在推进相应的业务转型时要顾及应用的多样性、改造成本、技术成熟度等原因，往往需要较长的过程，此时就要通过“稳敏合一”的能力实现无缝衔接，确保底层的IT平台是统一的。例如，LinuxONE可以帮助企业融入异构混合云的环境，把硬件层与软件层解藕，使得客户有了更自由的选择，可以根据工作负载的属性来挑选不同的厂商和不同的架构，随时进行扩展和迁移，并且可以快速获取IBM的诸多前沿技术。

助客户踏上可持续之路

在可持续发展领域，花旗银行致力于推进应对气候变化和支持向低碳经济转型的解决方案，希望减少设施对环境的影响，包括通过提高托管密度来降低能耗。如果使用传统的IT解决方案会增加更多的物理服务器，占据过多的楼层空间。为此，花旗银行搭建了全球最大的MongoDB平台，部署在其位于世界各地的六个数据中心，由LinuxONE提供基础架构的支持。LinuxONE可以提供垂直扩展和针对数据泄露与网络攻击的关键保护，有助于优化数据中心，降低整体碳足迹。花旗银行通过携手MongoDB和IBM，将MongoDB工作负载迁移到LinuxONE上，节省了50%的能耗，把IT性能提升了15%。

针对银行核心关键业务，安全稳定是第一要求，承载核心数据的硬件平台既要有极致的可靠性，又要兼顾灵活的创新性。国内某城商行利用LinuxONE构建了稳敏双态的可持续IT基础架构，同城双活使用四台LinuxONE打造了新一代核心系统，涵盖核心银行、电子银行、渠道、柜面、ESB等近百套业务系统，以及100余套数据库和应用，实现了最高的可用性。在LinuxONE方案的帮助下，该行采用商用软件+开源软件相结合的模式推进了IT架构的转型和创新，保障了所有整合的业务系统的高效运行和高度稳定，平均无宕机时间超过40年，大幅降低了总体拥有成本（TCO）。

保险行业同样要在IT基础架构的建设上兼顾可靠性和开放性。国内某大型保险公司使用两台LinuxONE替代200台x86实现了应用系统的异构平台灾备，以数台LinuxONE实现了全国核心业务系统数据库整合。同时，大量客户服务相关关键业务系统和敏态云原生应用也稳定运行在LinuxONE平台上。由此构建的绿色整合架构使得耗电量降低70%、占地面积降低75%、软件费用降低90%、TCO降低60%。LinunxONE提供了优异的用户体验，为核心数据库的国产化改造提供了坚实的硬件平台，实现数据库全平台的统一。此外，该公司已开始尝试将关键负载迁移到包括云原生应用、容器化平台、开源和分布式数据库在内的新技术堆栈。

国内某大型民营医院集团的核心系统数据库月结性能压力大，OracleRAC+X86无法满足性能需求，遭遇了批量时间过长、系统响应过慢等问题，用户类别多、功能划分细致导致数据库复杂度升高，运维压力大。该集团将一台LinuxONE III划分14个LPAR，分别部署7套库的14个RAC节点，两个LPAR之间搭建RAC集群实现高可用——14个LPAR之间的隔离性相当于14台物理机的隔离性。未来，可通过LinuxONE III秒级在线扩容方式，有效解决核心库性能瓶颈，满足集团业务快速扩展的需求，大幅节省投资。与其它厂商的方案相比，IBM提供了包括服务器、虚拟化平台、操作系统安装、数据库调优等在内的整体解决方案。

台湾远雄航空自由贸易港区为航空货运园区兼自由贸易港区，占地45公顷，提供的服务包括增值园区、航空货运站、物流中心、仓办大楼和企业运营中心。该自贸港区原先使用的x86服务器面临原厂停止服务且维护合约期满、数据库现有维护合约也将到期的问题，硬件运维和软件新购授权的成本会相应提升，其希望沿用开源软件架构，并符合企业ESG规划。通过部署IBM LinuxONE，台湾远雄自贸港区仅使用了6??的机房空间，耗电量节省了20%，降低了90％的软件授权费用，与原先使用的系统相比，平均速度快了三倍。

除了帮助提升数据中心效率，IBM还致力于解决LinuxONE系统整个生命周期中的碳足迹问题，从而帮助客户解决排放问题。IBM与卡内基梅隆大学合作，对IT设备的生命周期进行了详细研究，这些研究发现，在减少生命周期碳排放方面，需要关注的关键领域是使用阶段：包括产品能源效率、数据中心能源效率以及数据中心的电力来源——使用阶段的碳排放在许多情况下占生命周期碳排放量的90%以上，因为服务器的使用寿命相对较长且持续使用。IBM LinuxONE团队还积极参与循环经济，并继续提高制造、运输和报废管理的效率，包括：用于纸质或木质包装的木材，这些木材来自可持续管理和认证的森林；自1989年以来提供的产品回收计划；不到3%的报废产品和产品废物被送往垃圾填埋场。

结束语

IBM对可持续发展的承诺体现在多个领域，例如，利用“以一顶百”的产品创新为企业在混合多云时代提供高性能、低能耗、高可靠的开放基础架构，通过专业的IT经济咨询服务团队对客户成本进行免费分析，在两周内获取机房空间、配电/用电、碳排放、TCO等维度的优化成果预估和前后变化，给出阶段性规划参考，配合快速试点验证，让客户更有信心地迁移到LinuxONE平台。“IBM坚持与客户携手共创，把真正的客户需求融入到产品的研发之中，我们也会与生态伙伴、社区相互协作，最终形成落地的实际产品。未来，IBM将持续投入，推动LinuxONE实现更好的发展。”李航说。