IBM and Arm are moving ahead with a hybrid mainframe processor, a direction confirmed last week at the Hot Chips conference. IBM’s April announcement had left room for ambiguity — it did not rule out emulation or the use of separate cores — but the project is now clearly a dual-ISA chip with 11 cores able to execute both z/Architecture and AArch64 instructions natively.

The design relies on logical partitions built on KVM/OpenShift virtualization, allowing threads to run Arm and s390x workloads in parallel with z/OS. IBM says context switching happens in nanoseconds. The processor is aimed at mainframes and is clocked at 5.7 GHz.

No commercial launch date has been announced, but based on IBM’s usual mainframe refresh cadence, 2028 appears plausible. The current z17, built on 5 nm, uses eight “Telum II” cores at 5.5 GHz, a DPU, and a lighter version of the Spyre accelerators rated at 24 TOPS. Its likely successor moves to 2 nm, integrates two Spyre units focused on transaction-by-transaction fraud detection, and brings 11 cores — apparently 12 including one reserve core — running at 5.7 GHz. It fully supports Arm v9.3.

IBM has kept the Arm and z/Architecture decoders separate, while the switch between Arm’s little-endian model and z/Architecture’s big-endian approach is handled entirely in hardware. In parallel with the April announcement, IBM began patching the Linux kernel to enable a shared KVM layer; that work is still ongoing, with nearly 300 patches proposed at the latest count.

Big Blue says the hybrid mainframes are being designed for 99.999999% availability. Beyond attracting Arm applications, IBM is also pitching the platform on its proximity to critical data and on a unified execution environment, especially the security guarantees that come with it.

IBM’s prior attempt at a hybrid processor in the 1990s — the PowerPC 615, which included an x86 core — reportedly ran into problems partly because of timing, and likely also because Microsoft was reluctant to develop a Windows version for PowerPC mode.

La collaboration entre Arm et IBM s’oriente donc vers des cœurs mainframe hybrides. On en a eu confirmation la semaine dernière à la conférence Hot Chips.

L’annonce initiale, faite en avril, pouvait laisser un doute. Elle ne permettait pas d’exclure l’option émulation ; ni le choix de cœurs distincts.

On est finalement sur un processeur à double ISA, avec 11 cœurs capables d’exécuter nativement aussi bien les instructions z/Architecture qu’AArch64.

Des partitions logiques adossées à une virtualisation KVM/OpenShift permettent aux threads d’exécuter à la fois de l’Arm et du s390x, en parallèle de z/OS. Le changement de contexte est une affaire de nanosecondes, à en croire IBM*.

Un processeur mainframe à 5,7 GHz

Pas de date de commercialisation annoncée pour l’heure. Si on se réfère au rythme auquel IBM renouvelle habituellement ses processeurs mainframe, on peut envisager l’échéance 2028.

L’actuel z17 est en 5 nm, avec 8 cœurs « Telum II » à 5,5 GHz, un DPU et une version « allégée » des accélérateurs Spyre (24 TOPS). Son probable successeur est en 2 nm. Il embarque deux unités Spyre – axées sur la détection de fraude au fil des transactions. Ses 11 cœurs (12 dont un de réserve, semble-t-il) montent à 5,7 GHz. Ils gèrent dans son intégralité la spécification Arm v9.3.

Les décodeurs Arm et z/Architecture sont séparés. L’alternance entre le mode little-endian du premier (stockage de l’octet le moins significatif à l’adresse mémoire la plus basse) et l’approche big-endian du second (octet le plus significatif à l’adresse la plus basse) est gérée intégralement au niveau hardware.

Le noyau Linux patché parallèlement

Parallèlement à l’annonce d’avril, IBM avait commencé à patcher le noyau Linux pour activer la couche KVM commune. Les travaux se poursuivent, avec près de 300 patchs proposés au dernier pointage.

Big Blue dit cibler 99,999999 % de disponibilité sur les mainframes qui embarqueront ce processeur hybride. Pour capter les applications Arm, il a d’autres arguments, dont le rapprochement vis-à-vis des données critiques et l’unification de l’environnement d’exécution (à commencer par les garanties de sécurité).

* Il se dit que ce facteur aurait compromis, dans les années 90, le lancement d’un autre processeur hybride made in IBM. En l’occurrence, le PowerPC 615, qui incluait un cœur x86. La réticence de Microsoft à développer une version de Windows fonctionnant en mode PowerPC a vraisemblablement aussi joué.

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Illustration générée par IA

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