IBM把Arm指令集直接塞进了大型机核心

在上周举行的Hot Chips 2026年度会议上,IBM公布了一款备受业界关注的处理器设计方案——一款能够在同一颗芯片上原生运行IBM Z和Arm两套指令集的大型机处理器。

这是IBM与Arm于今年4月宣布战略合作以来首个硬件层面的成果落地。

不是“大小核”,是“双语核”

这款尚未正式命名的处理器最引人注目的设计决策,在于IBM选择了一条技术上更激进的路径。

按照常规思路,IBM完全可以在芯片上单独放置几个Arm内核——类似英特尔P核/E核的异构方案,或者走模拟器路线。但IBM没有这么做。

根据IBM Z系统首席技术官Christian Jacobi在Hot Chips上的介绍,这颗芯片拥有11个高性能核心,每个核心都能在Arm软件模式和传统Z软件模式之间动态切换,切换时间在纳秒级别。

“这不是在芯片角落里放几个松散的Arm核,”Jacobi说,“它需要深度集成到整个系统设计中,才能具备客户习惯的那种服务质量。”

硬件规格:2nm、5.7GHz与三层缓存

从参数来看,这绝不是一款妥协型设计:

芯片采用2nm工艺节点,11个核心的主频超过5.7GHz。

缓存系统也相当豪华:每个核心拥有36MB私有L2缓存,另有432MB虚拟L3缓存和高达3.5GB的虚拟L4缓存。

此外,芯片还集成了用于实时欺诈检测的AI推理加速器、专门负责I/O加速的片上数据处理单元(DPU),以及压缩、加密和排序等专用加速模块。

整个系统可扩展至数百个核心和数十TB内存。


IBM新处理器的计算机辅助设计布局,这是第一个能够本地运行IBM指令集和Arm指令集的大型机芯片。它的11个内核中的每一个都可以在纳秒内在两种架构之间切换。(图片来源:IBM)

战略意图:向2200万Arm开发者敞开大门

IBM做这件事的根本动机,在于软件生态。

IBM的z/Architecture运行着全球大量关键交易型工作负载,但更广泛的企业软件生态——监控工具、安全代理、云原生中间件,尤其是PyTorch、ONNX Runtime等AI技术栈——主要围绕x86和Arm构建。

据Arm方面数据,全球Arm开发者已超过2200万人。AWS Graviton、Google Axion、微软自研Arm芯片的持续渗透,也让Arm在超大规模数据中心的市场份额不断攀升。

IBM Z与LinuxONE产品首席官Tina Tarquinio直言:“无论我们的生态团队有多强,我们永远不可能逐一跟所有ISV合作、把所有应用都移植过来。”与其逐个击破,不如让Arm应用“原生跑在大型机上”——Arm Linux二进制文件无需任何修改即可运行。

配套AI加速器同步升级

IBM同时预告了下一代Spyre AI加速器。

与Telum II芯片上用于超低延迟推理(如交易中的欺诈评分)的片上加速器不同,Spyre是一块PCIe加速卡,位于I/O子系统,面向更大规模的模型推理负载。

新一代Spyre搭载高带宽内存,可运行大型语言模型,支撑文档理解和保险理赔等企业级工作流。

上市时间与行业意义

按照IBM约三年一代的产品节奏,这颗芯片预计将在2028年随下一代IBM Z系统(可能命名为Z18)一同交付。Tarquinio表示项目早已越过概念阶段,“整个系统正在全速推进”。

对于IBM的现有客户而言,一个自然的问题是:引入Arm是否意味着传统架构将被逐步放弃?Tarquinio的回应很干脆:“这是‘而且’,不是‘或者’。我们的硬件路线图已经排到了10到15年之后。”

六十年来,大型机经历了小型机、客户机-服务器、云计算等每一波“替代者”浪潮的冲击,靠的就是不断吸收新能力。

如今IBM正在做的是其中最大胆的一次吸收——让处理全球金融交易的大型机,用同一颗芯片流利地说出AI时代的语言。

素材来自: IBM 智算芯能前沿网综合)

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