锵锵三人行：新一代IBM z16为构建企业未来而生

今天,你用主机了吗?如果你刚刚用手机在网上买了东西,那么这笔购物交易的转账操作,极有可能就是在银行的IBM主机上完成的。全球有大约价值70%【1】的金融交易都是在IBM的主机上完成。

2022年5月24日,IBM在中国正式发布新一代的主机系统——IBM z16。z16是浓缩了IBM的领先科技、行业洞见及远见,结合混合云与AI时代关键应用的新需求,与全球不同行业的客户和合作伙伴携手共创、共同设计开发出来的。它将为全球支柱型行业的核心关键应用提供与时俱进的全新能力,为开发者提供现代化的工具平台,为包括最终用户(民众和广大消费者)提供极为安全可靠的服务。

在新一代IBM z16线上发布盛典上,来自IBM中国的三位专家奉上了主机“锵锵三人行”的精彩环节,畅谈新一代IBM z16 如何赋能行业与企业的未来。这三位专家分别是:IBM杰出工程师程静 (下图左一)、IBM大中华区主机与LinuxONE总经理李航(下图左二)、IBM 中国主机首席技术专家李洪涛(下图左三)。让我们一起回顾“锵锵三人行”的精选内容。

程静: 主机面世五十多年了,我们仍然以很快的速度不断推出新一代的技术,这和主机服务在各大行业的企业级重要地位分不开。今天的z16发布,一定可以带给客户耳目一新的感受。当今,数字化已经进入各大行业及政府的工作日程中,狭义数字化的实质是将信息繁杂的世界转变成可度量的数字、数据,加以模型化进行分析推理,反馈到现实世界,促进企业经营,给人们生活带来便利。AI技术可以无处不在,甚至可以融合在每笔金融交易中——z16在AI方面到底做出了哪些不同凡响的创新呢?

李航: AI应用运算量非常大,如何将AI融入到实时交易处理中,既不影响交易处理速度,又能发挥更大的AI商业价值,这个难度非常大。

IBM z16业内首创在芯片上集成AI加速器,提供低延迟的实时分析能力,能够以所需的速度和规模将AI推理融入到实时交易处理中。有了AI加速器的加持,客户可以放心将AI能力植入其运行在IBM主机上的核心交易系统,在享有主机独一无二的高性能、高安全性和高可用性的同时,不必担心AI推理对大规模并发交易带来的响应延迟,从而提升决策速度,提供更好的用户体验,创造更多的用户价值。

实时反欺诈是金融行业的一个典型AI应用场景。例如某大型美国银行由于担心交易延迟和数据安全性,目前只在不到20%的交易中运行实时欺诈检测模型,有大量欺诈无法被实时检测到。IBM z16 实时AI推理能力的创新设计,可让他们实现100%交易实时欺诈检测,极大提升抵御金融欺诈的能力,每年避免2千万美元以上的损失。

IBM z16不仅在反欺诈领域大展身手,更为客户创造新的业务模式提供了可能。北美某银行客户利用主机机器学习平台自动处理贷款申请,在降低贷款风险的同时将贷款申请处理时间从几小时降低到几分钟。欧洲某政府部门利用IBM主机在卫星图片中及时发现房屋结构变更,保证信息和税收的实时性,提升政府工作效率。

我们也希望和国内客户共同探讨实时AI的更多应用场景和业务创新模式。

程静: 这个产品的功能听上去相当强大,我们的用户肯定很关心在应用上如何实现。为什么需要在主机里面引入AI芯片?能不能和我们介绍一下z16芯片技术的独特性,它和当今客户的实现方法相比有什么优势?

李洪涛:IBM z16芯片使用的是IBM Telum处理器。Telum的设计早在2021年8月份就已经发布了。它在设计上可以概括地总结为“四大主题,两大亮点”。

 

四大主题:

• 性能和规模。Telum芯片核心设计的优化,引入新的缓存层次结构和多芯片结构;保持了主机处理器单核性能的持续提升。

• 嵌入式加速器。除了延续上一代已经支持的芯上(on-Chip)排序、压缩、加密的加速器外,Telum特别新增了芯上(on-Chip)AI加速器;

• 业界领先的安全。实现了内存加密;改进了可信执行环境(Trusted Execution Environment);

• 可靠性和可用性。L2高速缓存的纠错和备份设计;冗余内存阵列设计(RAIM)。

 

两大亮点:

• 新缓存层次结构的设计:这是在业界首次实现了虚拟L3、L4的缓存设计,这样设计可能展现了缓存设计的未来;

• 芯上AI加速器:让用户可以放心地把AI推理运算嵌入到OLTP处理过程中。以IBM和某全球性银行所做的信用卡欺诈检测模型AI推理运算测试为例,一个CHIP可以支撑超过每秒11万次推理运算,响应时间约一毫秒;一台z16机器可以处理每秒三百五十万次推理请求,响应时间仍然在约1毫秒【2】。从另一个角度来看IBM z16 AI加速器的性能,一个CHIP的运算能力超过6TFLOPS,一台机器可以超过200TFLOPS。

IBM主机AI加速器给用户提供了真正嵌入到OLTP每一笔交易中的实时AI运算能力,让每一笔OLTP交易在回复客户请求前就完成相应的检查,例如欺诈、伪冒等等。这和目前大部分通过把交易运行数据旁路到一个AI平台进行“异步”AI推理运算的模式是一个本质的变化。银行不用再面对已经给出去的钱还要追回的窘境。

当然,IBM主机几十年来都秉承“屏蔽底层复杂度,让用户真正聚焦在业务能力的开发上”的理念,使主机平台成为一个极具包容性的平台。

关于新AI加速器的引入,我们专注于从开源生态系统中引入极为流行的AI框架和工具,并将其与为平台带来独特价值的 IBM 产品相结合,例如TensorFlow、Keras、Caffe2、Neural Network Libraires、PyTorch、MATLAB、ONNX格式、IBM Deep Learning Compiler等。这样,用户就可以方便地在主机上训练模型,运行模型;或将其他平台训练模型在主机上运行,同时透明地利用到IBM z16的AI加速器和技术堆栈的优化性能。主机CICS的应用交易也可以非常方便地通过REST API调用的方式,或者编程人员极为熟悉的Program Link的方式调用部署在主机上的AI模型,把实时的AI推理和洞察嵌入到应用交易中。

当然,这些不仅仅是支持AI增强的业务处理,还支持AIOps,他们都可以在这个优化的环境中发挥极大的效能。

程静: z16的Telum 处理器显然如同为银行的主机系统插入AI加速神器。作为高度受监管的行业,银行数据的安全性依然是至关重要的。现在量子计算也非常火热,一旦成熟商用,现有的加密技术将面临被击破的挑战。z16在这方面做了哪些创新?和中国客户有什么实际的关联吗?

李航: 是的,安全一直是主机极为重视的方面,从数据安全,系统安全到业务安全,IBM z16从技术到商务上都有很多创新的方案。

首先是量子安全。所谓“量子安全”,简单来说就是面对量子计算机的挑战,也能保证信息的安全。可能人们会想,量子计算机现在还处于研发阶段,距离实用、商用还早,现在这个时候提量子安全,是否有点杞人忧天?

但你可能不知道,有一种网络犯罪模式叫“先收获、后解密”。打个比方,小偷潜入有钱人家里作案,使用现场的工具暂时无法撬开保险箱,就把保险箱先搬回家,再慢慢想办法。网络犯罪分子也一样,也许他们正在通过各种渠道非法窃取流量,悄悄地收集客户敏感信息。即便是已经加密的信息也没关系,也许5年或10年后的某天,量子计算机足够强大了才来破译。到那时,客户的敏感数据将面临重大的安全隐患。

IBM z16是业界首个量子安全系统,采用多种黑科技,帮助客户提前规划和布局,保护数据和系统免受量子安全攻击。

从业务安全的角度来看,客户的业务常常会遇到春节业务高峰、秒杀促销或其他突发的短时业务高峰等等,对系统的稳定运行造成冲击。IBM z16推出了全新的容量订阅模式,可以在订阅的容量范围内灵活使用更多容量,帮助客户更平滑的应对各种业务高峰。

同时,z16可以配置更多的各类型板卡,进一步提升系统可靠性和可维护性,为安全生产提供安心保障。

程静: 那么,在实际应用上,客户如何开启这个安全卫士呢?

李洪涛: 量子计算机能够破解当今密码学加密算法的那一天即将到来。现在是企业开始保护其基础设施、应用程序和极为关键的敏感数据免受量子攻击的时候了。z16 将 IBM 在量子计算方面的领先地位与 IBM zSystems 无与伦比的安全性相结合,推出了业界首个 量子安全(Quantum-Safe) 系统。 使用 z16 量子安全加密技术,用户可以立即采取行动,保护已经面临量子攻击风险的数据。

IBM z16 以三大量子安全黑科技,开启量子安全之旅:

• 内置双签名机制,保护z16的固件免受量子攻击,让z16运行在极为可信的状态;

• 新款加密卡Cypto Express 8S提供量子安全的加密算法,支持每天 250亿次的量子安全加密交易。防止“先获取、后解密”的攻击模式。 以”底线思维”,做好”量子安全”准备,未雨绸缪;

• 工具软件ADDI(Application Discovery and Delivery Intelligence)的应用资产分析能力,在量子安全方面,发现并归总业务处理中的加密算法调用,API调用以及客户化的加密调用等;识别易受攻击的加密处理,规划量子安全现代化,保护机密数据。

从安全生产的角度看,数据加密、数据安全,只是安全生产的一个重要的组成部分。安全生产还应该有:

• 一个整体的企业安全观和安全架构,零信任安全架构是你在进行您规划实施时的好帮手;

• 业务的弹性恢复能力,如应对各种故障,各种灾害的能力;防止勒索软件和逻辑错误的恢复能力;

• 满足监管合规审计要求的能力,和z16一同问世的还有Z Security and Compliance Center(主机安全和合规中心,简称ZSCC)。它把监管的要求具体解释并落实到主机系统;它从系统中收集合规数据并展示合规状态。它实现合规审计的常态化和自动化。

程静: 谢谢两位的介绍。云已经是老生常谈了,但是在客户的实际环境中,似乎还是多种技术堆栈共存的混合状态。

李航: 我个人觉得云并没有一个什么标准的学术定义,它本身就是由商业和技术推动的实践。它是革新,但并不是把一切推倒重来。必须承认每个企业的IT历史和现状。IBM强调的混合云战略,就是基于现实,共同走出一条现代化的道路。

我们过去几年一直在大力倡导稳敏合一的混合云架构(Hybrid Cloud with zSystems Inside)。通过不断优化商务策略、加大产品创新力度、积极拥抱开源,IBM在努力推动传统主机开发、交付、运维的云化和智能化,帮助中国客户实现双核心架构转型。

传统主机作为“极为稳定、安全、可靠的经典核心”这个历史定位不会改变。通过引入更具弹性的商务策略和现代化的工具,帮助客户充分利用主机的投资,让主机上关键业务和数据服务更加便利为周边的多云环境服务。通过引入大量的新工具、新技术,积极拥抱开源社区,使围绕经典主机的开发、测试、交付、运维实现云化,现代化。

总结一下,主机和云的关系就是两个词: 长期并存,现代化。

李洪涛: 那我从IBM zSystems 融入混合云的三大云化能力来说明吧。他们包括:

• 推进企业关键负载稳健上云。通过对已有业务资产的现代化改造,例如包括服务的API化,数据交互的服务化等,充分释放多年积累下来的业务资产的价值,打造为企业赋能的云中核心。

• 立足于主机运维五十多年的积淀,引入开放、通用的工具集, 打造标准化、流程化、自动化、智能化、可视化、一体化的运维体系,充分融入企业整体混合云运维架构。

• 在应用的开发和交付上,IBM主机也早具备了和流行的DevOps工具链整合的能力。通用的工具集和技能需求,跨平台一体化的云原生交付体验,让你在构建混合云环境下的敏捷交付体系时得心应手。

共识就是,IBM zSystems与企业基础架构长期共存,并与时俱进进行现代化。

程静: 双碳是中国提出的两个阶段碳减排奋斗目标。二氧化碳排放力争于2030年达到峰值,努力争取2060年实现碳中和,要实现这一目标,必须以科技创新为先导。大家都知道,数据中心是用电大户,随着分布式计算的普及及成熟,数据中心的占地空间、耗电量都在迅速增长。一个数据中心的生命周期大大缩短。以前设计为10年的生命周期,现在能够撑五年就已经很难了。在省电、省空间及向前兼容的能力方面,zSystems 独占鳌头,它是实现双碳目标的排头兵。回顾1999年和银行业进行数据大集中时设计的Sysplex体系架构,4+2的主机架构(4台主机,2台耦合器),虽然客户交易规模增长高达数十倍,但用户从来无需增加服务器数量,无需增加机房占地空间和配电用电需求,始终保持精简架构简化运营,并有足够可扩展的处理能力应对未来业务进一步增长,“6 还是 6“。精简绿色架构,实现绿色计算。相比上一代,z16的性能与容量提升了20～40%。

李洪涛: 在此列举几个IBM z16在绿色可持续发展上的几个技术点。

从IBM主机采用CMOS技术后的9672 G2开始算起,在过去的14代主机,跨越24年的技术进步中,IBM主机做到了每千瓦的总最大系统容量大约100倍的增长。这是一个成长的过程,更是一个自我挑战的过程。

说到自我挑战,给大家简单看几个IBM z16和z14的对比数据,仅仅相隔两代,z16就比z14减少18%的电源、31%的重量,17%的气流、50%的占地面积。

2021年,可持续发展、环境成就和领导力(SEAL) 奖- 表彰全球为可持续发展做出可衡量贡献,并制定将在未来几个世纪对环境产生积极影响的创新计划的公司和领导者——授予 IBM Z SEAL 产品奖,认可 IBM Z 是一款创新且有影响力的产品,专为可持续的未来而打造。

另外,IBM主机还在生产、运输、使用和寿终处置过程中都注重了环保设计和减少温室气体排放。

这也是在履行IBM公司对社会的承诺。IBM从1971年就发布了公司策略“IBM的环境责任”,1994年开始自愿披露CO2排放;到 2020 年,公司提前 5 年超越了其第四代目标,二氧化碳排放量比 2005 年基准年减少了 56.6%;还是在2020 年,IBM 全球运营中 59.3% 的电力消耗来自可再生能源,提前五年超过了到 2025 年 55% 的第二代目标。

IBM在2021年公布了将在 2030 年前实现温室气体(GHG)净零排放的雄心抱负,以推进其数十年来应对全球气候危机的工作。

程静: 李航、洪涛,请二位分别为我们的主机客户分享一下您的寄语。

李航: 我以一首小诗总结z16的亮点,表达我们对客户的寄语。

实时AI促创新

量子安全筹未来

云中核心保生产

节能环保碳达标

希望IBM z16主机继续为我们的主机客户“保驾护航”—— 横批“保驾护航”。

李洪涛: 愿主机用户在IBM z16的加持下,在这个动荡的时代,从容淡定,荣辱不惊,业务照常。“不管风吹浪打,胜似闲庭信步,今日得宽馀。”

程静: 谢谢两位的寄语。我们希望IBM z16继续创造新的辉煌。

 

参考资料:

【1】 根据Celent 最近一项题为《在IBM Z 上实施欺诈预防》的研究,预计全球价值 70% 的交易都运行在 IBM zSystems 上

【2】 免责声明:性能结果是从IBM内部测试中推断出来的,该测试在Ubuntu 20.04(SMT模式)上使用一个利用人工智能集成加速器的合成信用卡欺诈检测模型( https://github.com/IBM/ai-on-z-fraud-detection ),在一个有48个IFL和128GB内存的z16 LPAR中运行本地推理操作。该基准以8个并行线程运行,每个线程都被钉在不同芯片的第一个核心上。lscpucommand被用来识别核心-芯片拓扑结构。使用了128个推理操作的批量大小。结果可能有所不同。

关于IBM

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