IBM hat eine Revolution in der Prozessor-Technologie ausgelöst und den weltweit ersten Kern mit dualer Instruction-Set-Architektur (Dual-ISA) vorgestellt

Der Konzern IBM hat am Vortag einen historischen Durchbruch in der Entwicklung von Computertechnologien angekündigt und die Entwicklung eines Prozessors der nächsten Generation vorgestellt, der über ein einzigartiges Merkmal verfügt – eine duale Instruction-Set-Architektur (ISA) innerhalb eines einzigen Kerns. Diese Innovation eröffnet beispiellose Möglichkeiten für die gleichzeitige Ausführung von Software, die sowohl für die traditionelle IBM-Z-Architektur als auch für die heute populäre Arm-Architektur entwickelt wurde.

Integration von Arm und Z: Eine neue Ära des Enterprise-Computings

Laut Christian Zollin, leitendem IBM-Ingenieur und Leiter der Z-Prozessor-Sparte, wird diese technologische Errungenschaft, die auf der renommierten Konferenz Hot Chips 2026 vorgestellt wurde, die weltweit erste Implementierung eines Dual-ISA-Kerns in Prozessoren für IBM-Z- und LinuxOne-Mainframes sein. Der entscheidende Aspekt dieser Entwicklung ist nicht das Platzieren zweier separater Kerntypen auf einem Chip, wie es an hybride Lösungen anderer Hersteller erinnern könnte, sondern die tatsächliche Integration der Arm-ISA-Architektur direkt in das Fundament der Mainframe-Kerne. Dieser Ansatz ermöglicht es IBM, das breite und flexible Software-Ökosystem von Arm mit den vielen Vorteilen von Mainframes zu verbinden: unübertroffene Skalierbarkeit, außergewöhnliche Leistung, hohe Verfügbarkeit und kompromisslose Sicherheit.

Derzeit bietet IBM zwei leistungsstarke Lösungen für den Unternehmenssektor an: IBM Z, den Standard für klassisches Enterprise Computing, und LinuxOne, einen spezialisierten Server für Unternehmen, die auf Linux setzen. Der gemeinsame Anteil dieser Plattformen erreicht beeindruckende 68 % aller weltweiten produktiven IT-Workloads und unterstreicht damit ihr Vertrauen bei den anspruchsvollsten Kunden. Es überrascht daher nicht, dass bereits 77 der 100 größten Banken der Welt IBM Z und LinuxOne aktiv nutzen, um die Stabilität und Effizienz ihrer Abläufe sicherzustellen.

Innovationen in Architektur und Leistung

Parallel zur Ankündigung von Dual-ISA stellte IBM einen 11-Kern-Prozessor der nächsten IBM-Z-Generation vor, der die höchsten Standards in Leistung und Zuverlässigkeit verkörpert. Die Kerne dieser zukünftigen Prozessoren werden mit einer Taktfrequenz von über 5,7 GHz arbeiten und im fortschrittlichen 2-Nanometer-Fertigungsverfahren hergestellt. Eine wichtige Innovation ist die Fähigkeit dieser Kerne, sowohl die native z/Architecture als auch AArch64 innerhalb desselben physischen Kerns zu verarbeiten. Die Chip-Architektur sieht eine Multiprozessor-Struktur (SMP Fabric) sowohl oben als auch unten vor. Auf der einen Seite befinden sich PCIe- und Coupling-Schnittstellen, auf der anderen ein Speichercontroller, der einen optimalen Datenzugriff gewährleistet.

Darüber hinaus verfügt der neue Prozessor über einen riesigen 36-MB-L2-Cache, der mit virtuellen L3- und L4-Caches integriert ist. Der virtuelle L3-Cache erreicht 432 MB, während der L4-Cache die Caches aller Kerne zusammenführt und eine Gesamtkapazität von bis zu 3,5 GB bietet. Diese Konfiguration minimiert Latenzen beim Datenzugriff, was für Unternehmens-Workloads von entscheidender Bedeutung ist, insbesondere für die Verarbeitung von Transaktionen und den Betrieb von Datenbanken, bei denen Geschwindigkeit und Effizienz an erster Stelle stehen.

Umfangreiche Möglichkeiten für Entwickler und Unternehmen

Der neue Prozessor wird außerdem fortschrittliche IP-Blöcke für Beschleuniger enthalten. Dazu gehören ein dedizierter eingebetteter DPU (Data Processing Unit) zur Beschleunigung von Ein-/Ausgabevorgängen sowie spezialisierte Beschleuniger für Aufgaben der künstlichen Intelligenz (KI), Datenkomprimierung, kryptografische Operationen und Sortierung. All diese leistungsstarken Funktionen werden für Prozessoren auf Arm-Basis verfügbar sein und eröffnen Entwicklern neue Horizonte. Kunden können eine breite Palette von Software aus dem Arm-Ökosystem direkt neben den zentralen Unternehmens-Workloads von Z ausführen und so Synergien schaffen sowie die Ressourcennutzung optimieren.

Das Z-System unterstützt traditionell zwei Virtualisierungsebenen. Die meisten großen Unternehmen verwenden das Betriebssystem IBM z/OS für ihre wichtigsten Workloads. Genauso verbreitet ist jedoch der parallele Betrieb von Linux-basierten Workloads, oft unter Einsatz von Hypervisoren der zweiten Ebene wie KVM und OpenShift. Der künftige IBM-Z-Chip wird diese Möglichkeiten erheblich erweitern und es erlauben, KVM-virtuelle Maschinen sowohl auf den traditionellen S390X-/Z-Architekturen als auch auf Arm64-Architekturen auszuführen. Das bedeutet, dass Unternehmen ihre Workloads flexibel zwischen verschiedenen Architekturen verteilen und so Leistung und Kosten optimieren können.

Damit schafft IBM eine einheitliche Plattform, die die Leistung von Linux und Arm für die parallele Arbeit mit den wichtigsten Unternehmens-Workloads vereint, die traditionell unter dem Z-Betriebssystem ausgeführt werden. Derzeit plant das Unternehmen keine Unterstützung anderer Betriebssysteme auf dieser Plattform, arbeitet jedoch aktiv mit Kunden und Partnern aus dem Arm-Ökosystem zusammen, um neue potenzielle Einsatzgebiete für diesen innovativen Chip zu untersuchen.

Auch wenn es bis zum Erscheinen der nächsten Generation der Z-Chips von IBM noch einige Jahre dauern wird, hat das Unternehmen bereits mit der aktiven Entwicklung begonnen und damit seinen Anspruch unterstrichen, an der Spitze technologischer Innovationen zu bleiben. Dieser Schritt ist ein Zeichen für die strategische Vision von IBM für die Zukunft des Enterprise-Computings, in der Flexibilität, Leistung und Vielseitigkeit zu den wichtigsten Anforderungen gehören.