IBM Telum

Mainframe soll fit für KI werden

27.08.2021
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Spezialgebiet Business-Software: Business Intelligence, Big Data, CRM, ECM und ERP; Betreuung von News und Titel-Strecken in der Print-Ausgabe der COMPUTERWOCHE.
Mit Telum hat IBM einen neuen Mainframe-Prozessor präsentiert. Die z16-Chips beinhalten einen integrierten KI-Beschleuniger, der mit einer Leistung von 6 Teraflops Daten in Deep-Learning-Modellen in Echtzeit analysieren soll.
Auf eine Fläche von gerade einmal 530 Quadratmillimetern packt IBM über 22 Milliarden Transistoren. Möglich wird das durch ein spezielles Fertigungsverfahren, das auf EUV-Lithografie basiert. 30 Kilometer an Leiterbahnen sind nötig, um die Transistoren in den insgesamt 17 Metall-Layern miteinander zu verschalten.
Auf eine Fläche von gerade einmal 530 Quadratmillimetern packt IBM über 22 Milliarden Transistoren. Möglich wird das durch ein spezielles Fertigungsverfahren, das auf EUV-Lithografie basiert. 30 Kilometer an Leiterbahnen sind nötig, um die Transistoren in den insgesamt 17 Metall-Layern miteinander zu verschalten.
Foto: IBM

IBM hat mit "Telum" einen neuen Prozessor für die kommende Mainframe-Generation der Z- und LinuxOne-Serie vorgestellt. Der Chip ist dem Hersteller zufolge darauf optimiert, KI-Aufgaben mit besonders hohen Leistungs- und Rechenanforderungen zu lösen – beispielsweise wenn es darum geht, in Echtzeit große Mengen transaktionaler Daten zu analysieren, Erkenntnisse daraus zu ziehen und direkt aus den Ergebnissen Aktionen abzuleiten.

Solche Szenarien gibt es unter anderem im Bankenumfeld, wenn IT-Systeme Betrugsversuche in Finanztransaktionen er­ken­nen und sofort blockieren sollen. Bis dato sei es IBM zufolge schwierig gewesen, Deep-Learning-Modelle inklusive passender Latenzen und der notwendigen Sicherheit auf große Datenvolumina anzuwenden, wenn die darauf basierenden Applikationen extrem kurze Antwortzeiten verlangten.

IBM Telum: Das bringt der neue Mainframe-Prozessor

Das soll sich mit Telum – im Lateinischen: Wurfspeer – ändern. Der im 7-Nanometer-Verfahren hergestellte Chip enthält acht Rechenkerne, die mit einer Taktrate von über fünf Gigahertz arbeiten. Das sind weniger Rechen-Cores als bei den Vorgänger-Chips aus der z15-Serie. Allerdings koppelt IBM je zwei Tela in einem Prozessor-Package pro Sockel. Auf einer Fläche von 530 Quadratmillimetern finden über 22 Milliarden Transistoren Platz. IBM zufolge sei es gelungen, die Leistung pro Prozessorsockel im Vergleich zum z15 um 40 Prozent zu steigern. Unterstützt wird jeder CPU-Kern von 32 MB Level-2-Cache. Die weiteren Speicherpuffer L3 (256 MB) und L4 (2 GB) werden virtuell gebildet. Gegenüber den z15-Vorgängern bedeutet dies eine Vergrößerung der Cache-Speicherkapazität um den Faktor 1,5, was IBM zufolge vor allem die Leistung bei der parallelen Abarbeitung von Rechenaufgaben erhöht.

Darüber hinaus hat IBM eigenen Angaben zufolge die Security-Features in Telum verbessert. Sämtliche Daten im Hauptspeicher würden verschlüsselt. Zusätzliche Funktionen für "Secure Execution" seien darauf ausgelegt, mit "Hyper Protected Virtual Servers" zu arbeiten und speziell gesicherte Ablaufumgebungen zu betreiben. Die Sicherheitsarchitektur des neuen Mainframe-Prozessors eigne sich damit besonders, sensible Daten in hybriden Cloud-Architekturen zu verarbeiten.

IBM spricht im Zusammenhang mit Telum darüber hinaus von einer hohen Verfügbarkeit. Die sei gegenüber dem Vorgänger z15 (99,99999 Prozent) noch einmal verbessert worden, wobei IBM keine konkrete Zahl nennt. Der Grund für die höhere Verfügbarkeit liege in einem Re-Design des 8-Kanal-Speicher-Interface. Fehler würden schneller erkannt und Daten zügiger wiederhergestellt, sagen die IBM-Entwickler. Das wirke sich positiv auf die Antwortzeiten aus.

Die wohl wichtigste Neuerung im Telum ist ein integrierter Beschleunigungs-Chip, der speziell für KI-Aufgaben ausgelegt ist. Dieser Accelerator hat IBM zufolge eine Leistung von mehr als sechs Teraflops, das sind über sechs Billionen Gleitkommaoperation pro Sekunde. Jeder Rechenkern könne laut Hersteller auf diesen eingebauten KI-Beschleuniger zugreifen. Im Zusammenspiel mit den vergrößerten Cache-Kapazitäten ließen sich so die Latenzzeiten deutlich verringern.

IBM hat eigenen Angaben zufolge drei Jahre an Telum gearbeitet, gemeinsam mit dem Entwicklungspartner Samsung. Erste z-Systeme mit den neuen Chips sollen im ersten Halbjahr 2022 herauskommen. Derweil arbeitet IBM bereits am nächsten Herstellungsverfahren mit Strukturbreiten von zwei Nanometern.