IBM z9 Mainframe: von der zSeries zum System z9

Die Rechenleistung des neuen Mainframes im maximalen Ausbau hat sich im Vergleich zum Vorgängermodell T-Rex zSeries z990 fast verdoppelt. Gleiches gilt für die Speicherkapazität. Das System z9 soll rund eine Milliarde Transaktionen pro Tag verarbeiten, bis zu 6.000 sichere Online-Handshakes bewältigen und gleichzeitig Tausende von Anwendungen virtualisieren können. Die 256-Bit-AES-Verschlüsselung erfolgt in Hardware. Durch zusätzliche PCI-X-Karten soll sie sich später weiter beschleunigen lassen und die CPUs so entlastet werden.

Herzstück des z9 ist ein neues Multi-Chip-Modul (MCM). Es misst nur 95 x 95 x 8,5 mm, bringt auf diesem Raum aber 16 Chips auf 102 Keramik-Glas-Schichten unter, die über 5.184 I/O-Pins und 540 Meter Leiterbahnen verbunden sind. Das neue MCM des z9 ähnelt zwar dem des z990, bietet aber fast die doppelte Kapazität. Die einzelnen Prozessoren sollen rund 30 bis 35 Prozent schneller sein als die Vorgänger, getaktet werden sie mit 1,72 GHz.

Gefertig wird das z9-MCM in IBMs 90-Nanometer-Prozess mit Kupfer-Verbindungen und Silicon-on-Insulator (SOI). Es verfügt insgesamt über rund 3,5 Milliarden Transistoren verteilt auf 16 Prozessoren, von denen aber nicht alle nutzbar sind. Zwei werden in jedem Fall mit I/O-Aufgaben betraut, zwei laufen als Ersatz ("Spare") falls ein anderer Prozessor ausfällt. Die vier kleineren Systeme sind mit 12 Prozessoren pro MCM bestückt.

Ein vollständig konfiguriertes 54-Wege-z9-System rechnet mit 18 Milliarden Transistoren - also etwa drei Transistoren pro Erdbewohner. Intels unter dem Codenamen "Montecito" bekannter Itanium-2-Nachfolger mit zwei Kernen wird voraussichtlich Ende 2005 mit 1,72 Milliarden Transistoren in 90-nm-Strukturbreite aufwarten. Zum Vergleich bringt es der Desktop-Prozessor Pentium D mit zwei Kernen nur auf "klägliche" rund 230 Millionen Transistoren.

Wesentliche Teile des neuen Mainframes wurden in IBMs Forschungszentrum in Böblingen entwickelt. Rund 450 Mitarbeiter beschäftigen sich dort unter anderem mit dem Chipdesign für die Prozessoren des neuen Systems.

IBM bietet das "System z9 109" in fünf Konfigurationen mit 1 bis 54 Prozessor-Units an. Vier der Modelle unterstützen 1 bis 38 Prozessor-Units und sollen ab September 2005 erhältlich sein, Das Top-Modell S54 wird laut IBM im November 2005 folgen. Schon das kleinste System mit nur einer Prozessor-Einheit soll 35 Prozent schneller sein als die Mainfraimes der z900-Serie. Der maximale Speicherausbau liegt bei 512 GByte.