Поколение POWER3, представленное осенью 1998 г., соединило в себе фундаментальные принципы внутренней микроархитектуры POWER2, как они были реализованы в процессоре P2SC, с архитектурой систем на базе процессоров PowerPC. Процессоры этого поколения хорошо работают с вещественными числами, и при этом они стали первыми реально 64-разрядными с высокими частотными характеристиками и возможностями работы в SMP-конфигурациях.
Появление в 2001 г. архитектуры POWER четвертого поколения — POWER4 — стало для нее переломным моментом, определившим качественный поворот всей дальнейшей судьбы платформы IBM POWER. Благодаря новым технологиям открылась возможность строить решения с многоядерной архитектурой, чем немедленно воспользовались разработчики IBM, интегрировав на одном кристалле два 64-разрядных процессорных ядра. Кроме того, на процессорах этого поколения была отработана технология построения компактных многокристальных модулей МСМ (multi-chip module), объединяющих четыре процессора в единый корпус размером примерно е 5-дюйм дискету. Использование такой высокой интеграции элементов вместе с другими архитектурными решениями позволило получить на старших серверах IBM производительность, в пересчете на один процессор вдвое превышающую производительность конкурирующих систем.
Поколение POWER4+, увидевшее свет в 2002 г., было лишь обновлением технических характеристик POWER4: благодаря новой, более «тонкой» технологии производства увеличились тактовая частота и объем встроенной кэш-памяти второго уровня, а также снизилось энергопотребление процессоров.
Новый значительный шаг вперед был сделан с выходом в 2004 г. поколения POWER5. В нем получила развитие идея интеграции функций, для исполнения которых ранее применялись отдельные наборы микросхем, в частности, в кристалл был встроен контроллер оперативной памяти. Также в нем была реализована параллельная многопоточная архитектура, позволяющая в рамках одного потока команд выполнять целый комплекс задач: предсказание переходов, подготовку команд к исполнению и т. д. Это дало возможность значительно увеличить количество одновременно выполняемых инструкций, причем независимо от тактовой частоты. Согласно результатам открытых тестов, быстродействие систем на POWER5 в полтора-два раза больше, чем систем на POWER4. Использование многопоточности увеличивает производительность процессора POWER5 в среднем на 35% без повышения тактовой частоты. Одновременно с появлением нового поколения архитектуры была выпущена новая версия ОС AIX — AIX 5L V5.3.
AIX 5L V5.3 содержит многие инновационные технологии повышения производительности, надежности и гибкости, позволяя в рамках одной платформы выполнять приложения, работающие под управлением разных ОС. Среди наиболее важных особенностей платформы IBM POWER, реализуемых посредством ОС A1Х 5L V5.3, динамические логические разделы, средства изменения конфигурации по требованию, балансировка нагрузки на серверы при гарантированной безопасности работы приложений, средства повышения отказоустойчивости, возможность одновременного выполнения на одной платформе 32- и 64-разрядных приложений, а также использование инфраструктуры автономных вычислений (autonomic computing).
Для выполнения важных приложений в AIX 5L 5.3 имеется менеджер загрузки Workload Manager (WLM), гарантирующий их работу в соответствии с соглашением об обслуживании независимо от текущей нагрузки на систему. Обеспечивая автоматическое переключение ресурсов между заданиями, администратор транслирует бизнес-требования в политики, в соответствии с которыми происходит автоматическое распределение ресурсов и приоритетов, что особенно важно для обеспечения работоспособности и оптимизации выполнения приложений электронной коммерции, бизнес-разведки и ERP. Кроме этого, для более гибкого масштабирования в AIX 5L 5.3 предусмотрен механизм динамической модернизации сервера путем активизации установленных ранее неактивных ресурсов (процессоров, памяти) по запросу, известный как CUoD (Capacity Upgrade on Demand).
Кроме того, в AIX 5L 5.3 имеются средства DLPAR (Dynamic Logical Partitioning), позволяющие масштабировать серверы pSeries, обеспечивая одновременную, независимую работу на одном компьютере нескольких образов разных ОС. Логические разделы не ограничены рамками возможностей физических устройств, а оперируют блоками ресурсов, из которых можно строить виртуальный сервер с динамически изменяемой по числу процессоров, объему памяти, количеству гнезд ввода-вывода конфигурацией. Отличительной особенностью систем, построенных на POWER5 под управлением AIX 5.3, является уникальная возможность полной виртуализации вычислительной мощности. Независимые разделы могут «потреблять» процессорную мощность с шагом одна десятая процессора. При этом, учитывая динамическое перераспределение мощности и неравномерность загрузки процессоров выполняемыми задачами во времени, единовременное потребление каждой задачей может достигать 100% доступных вычислительных ресурсов. Для пользователя это означает, что консолидация нескольких задач в один сервер с подобным динамическим перераспределением может значительно повысить эффективность работы системы, а количество процессоров, используемых для консолидации, будет значительно меньше, чем необходимое для функционирования каждой задачи на индивидуальном сервере. (Flash Demo по технологиям, используемым в системах IBM eServer p5, можно посмотреть по адресу http://callisto.bstoke.uk.ibm.com/unixsolutions/sales/ cont/p5flashdemos.htm).
Подсистема Virtualization Engine переносит из мэйнфреймов на UNIX-серверы механизм создания разделов, позволяющий выполнять на одном процессоре множество независимых экземпляров ОС. Технология микроразделов (micro-partitioning) повышает до уровня мэйнфреймов загрузку серверных мощностей, которая сегодня для UNIX-серверов составляет лишь 15%. Помимо оптимизации ресурсов серверов, Virtualization Engine поможет упростить процессы управления сложными ИТ-инфраструктурами. Однако в отличие от технологии логических разделов, уже более пяти лет используемой в серверах iSeries, система Virtualization Engine, реализованная в pSeries, имеет ряд новых возможностей: интеграцию механизмов создания микроразделов с программными модулями Tivoli, WebSphere, решения но балансировке рабочей нагрузки, средства управления элементами ИТ-инфраструктуры, позволяющие управлять ресурсами виртуального сервера. Virtualization Engine содержит также новый программный модуль Tivoli Provisioning Manager для автоматизации процессов конфигурирования и представления всех видов ресурсов в ИТ-среде: серверов, ОС, промежуточного ПО, систем хранения и сетевых устройств.
Для построения практически неограниченных по мощности систем используется кластерное ПО, обеспечивающее координацию и синхронизацию между узлами. В AIX 5L системному администратору предоставляется интерфейс к аппарату Cluster Systems Management (CSM), позволяющему из одной точки управлять логическим центром данных, образованным физически распределенным кластером из серверов pSeries и xScries, работающих с ОС AIX или Linux.
Кроме того, совместно с AIX может быть поставлена система НАСМР (High Availability Cluster Multiprocessing), помогающая обеспечить работоспособность приложений в режиме 24x7 (круглосуточно ежедневно) и автоматически определяющая сбойные узлы или нарушения работы сети и организующая восстановление работы оборудования, приложений и пользовательских сессий.
AIX 5L имеет сертификат уровня С2, а также в ней предусмотрена расширенная поддержка многих стандартных протоколов и технологий безопасности: Pluggable Authentication Module (РАМ), PKI, Enterprise Identity Mapping (EIM), BIND V9, SNMP V3, Mobile IPv6, WAP, OpenSSH и ряда других, среди которых следует отметить IBM Network Authentication Server, IBM Directory Server 4.1 и ICSA Certified Ipsec/VPN, технологии безопасности в Java: JAAS, JCE/JCE, JSSE, JGSS и J-PKI.
Несомненно, будущее платформы IBM POWER связано с развитием процессорной архитектуры POWER и дальнейшим совершенствованием двух операционных систем — AIX 5L и i5/OS, однако, согласно давнишней традиции, корпорация IBM не раскрывает своих планов относительно грядущих разработок до момента их официального объявления. Можно только сказать, что следующее поколение POWER6 и соответствующая ОС AIX 5L V5.4 должны появиться ориентировочно в 2006 г.
Мэйнфреймы IBM zSeries
В истории компьютерной индустрии существует несколько моментов, определивших направление дальнейшего развития электронно-вычислительных машин. К ним, без сомнения, относится проект по созданию новой архитектуры ЭВМ — мэйнфреймов, реализованный IBM в первой половине 1960-х гг. Существовавший в то время подход к проектированию и производству компьютеров в определенной степени можно сравнить с производством автомобилей до изобретения Генри Фордом конвейерного метода сборки. Каждая новая ЭВМ представляла собой уникальный продукт, созданный командой инженеров, причем ЭВМ не всегда даже была универсальной, ибо зачастую создавалась для решения какой-нибудь единственной задачи. Естественно, такое положение не могло удовлетворить компанию, поскольку с каждой новой реализацией множилось количество нестандартных узлов и блоков, несовместимых между собой, а накопленный бесценный опыт раз за разом терялся впустую. В самом начале 1960-х гг. руководство корпорации приняло решение о запуске кардинально нового проекта, нацеленного на создание стандартизованной, хорошо масштабируемой, высоконадежной архитектуры ЭВМ универсального назначения.