我刚进IBM的时候，听说过一个故事：一个人毕业时被迫进入了一个偏冷的部门：大机部门。
大家认为他很不走运，因为大型机软件硬件自成一体，太封闭，同行极少，没有多少人会，网上没人交流，学会东西出来一点儿用都没有，万一大机市场不行了，他绝对会失业，真惨！
可结局出乎意料，人家在大机的领域耕耘了几十年，度过了大机在中国从兴起到衰败（其实现在也没有衰败）的完整过程，然后舒舒服服地退休了！
拿着IT界的收入，享受着如同编制般的稳定，实在太爽了！
不过，这样的机会，现在再也没有了。
那么，大机究竟是什么呢？
IBM z 系列通常被我们称为大型机，Mainframe，简称“大机”。
大机以高性能，高可用性，高可靠性著称，它有一套自成体系的硬件和软件，在服务器市场中鹤立鸡群，价格也非常感人，只有超大型公司才能用得起。
我们拿2017年发布的z14来看看它的性能指标吧（最新的是z16，性能更加强悍。）
CPU主频5.2G Hz，10个核心
可以配置170个CPU
内存32TB （不是GB!）
最多支持8000个虚拟机
可以横向扩展到200万个docker容器
为什么要设计出这样的“怪物般”的机器呢？
因为这个世界上存在着一些关键业务，对平台要求极高。
几年前，调研机构Qualix Group曾有一组数字，服务器宕机1分钟，平均使运输业损失15万美元，银行业损失27万美元，通信业损失35万美元，制造业损失42万美元，证券业损失45万美元……
尤其对于银行业，如果银行系统中断1小时，将直接影响该行的基本支付业务；中断1天，将对其声誉造成极大伤害；中断2-3天以上不能恢复，将直接危及其他银行乃至整个金融系统的稳定。
必须有一种机器，在处理能力、稳定性和安全性上，满足这些需求，大型机就应运而生。
01硬件
大型机一般都在系统内集成了高程度的冗余和错误检查技术，防止系统发生灾难性问题。
大型机的每个处理器核心都有2个完全的执行通道来同时执行每一条指令。如果两条通道的计算结果不一致，CPU的状态就会复原，重新执行该条指令，结果还是不一致的话，一个空闲状态的CPU将会被激活替代当前的CPU。
独立磁盘冗余阵列（RAID）大家都听说过，可以用冗余的磁盘和条带化算法，防止数据的损坏和丢失。
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2010年，IBM率先把类似的理念也引入到内存当中，用部分物理内存实现磁盘RAID的功能，叫做RAIM（独立冗余内存阵列）， 从而实现内存的高可用性。
除了CPU和内存外，其它的元件如内存总线、I/O通道、电源等等，都有相应的冗余设计。确保系统的高可靠性、高可用性。
即使出错，许多组件的热拔插特性也能确保系统的高服务性，在系统运行的同时被更换。
在大机中把很多软件模块都被硬件化了，比如硬件压缩卡、排序指令、向量运算指令，随机数生成器、加密硬件（AES、DES、TDES、SHA等），非常的霸气。
大机的处理器用的是自己独特z/Architecture主机架构。
IBM z14 有170个处理单元（PU），每个PU中除了我们常说的中央处理器（CPU）之外，还有集成固件处理器，集成信息处理器，内部耦合处理器等专用处理器。
这些专用处理器完成特定工作，卸下CPU的工作负载，让它专注于操作系统和应用程序。
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02软件
大机的操作系统也是独特的，叫z/OS。
在上面可以运行DB2, IMS（数据库），CICS(交易中间件)，JVM等应用程序，当然它们也都是为大机定制的。
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大机也提供了强大的虚拟化能力，可以创建多个虚拟机实例，每个虚拟机运行不同的操作系统和应用程序：
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有意思的是无论操作系统，还是上面的应用程序，它们的收费方式很独特：用户定期上传一个报告，根据使用情况来计算软件费用。
比如MSU（Million Service Units），这是IBM z Systems上一个用于测量处理能力的度量单位，一个MSU相当于系统每秒能够执行一百万条指令。
在IBM z/OS操作系统中，许多IBM和第三方软件都使用MSU来确定许可成本。客户通常需要购买足够的MSU来覆盖其应用程序和工作负载的处理需求。
我原来所在的IBM部门，就是专门负责大机上软件的销售和费用计算的，业务逻辑很有意思。
03向后兼容性
单独把向后兼容性拎出来说，是因为对于关键业务应用来说，它实在太重要了。
它可以让大型公司平稳地升级硬件和软件，而无需重写或修改现有的应用程序。
IBM大型机的历史可以追溯到上世纪60年代，那个时候IBM通过System/360统治了计算机市场，后来虽然不断进化，但是一直保持了向后兼容性。
许多为早期系统编写的应用程序，在 50 年后仍然可以在最新的 IBM z系统上运行，无需修改。
所以我们看到很多用COBOL写的恐龙级古老应用：税收、社保、医疗保险、保单、理赔等，在大机上稳定运行了几十年，并且极有可能会继续运行下去。
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04结语
IBM z 系列中的z有两种说法，一种是零停机时间，一种表示终极的意思。
不管哪种说法，IBM的z系列确实做到了，这是一台终极的、不停机的计算机。
它对外的SLA承诺是7个9（99.99999%），也就是说，每年停机时间仅有3.16秒。
用这种服务器的公司都是全球的顶尖企业：
100强中三分之二的企业
10大保险公司中的8家
10大零售商中的7家
10大电信公司中的8家
这些大公司都把它作为运行最关键任务、高度安全的平台。
如果按价值计算，大型机上运行着70%的全球交易。
互联网技术蓬勃发展，很多公司用廉价的x86机器也实现了可靠性很高的分布式系统，大型机显得有些“过气”了，但是它超高的性能、可靠性、安全性、扩展性，让它依然固守着最后的领地。
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