| <bgcolor=#96834a> 명령어 집합 | |
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1. 개요
z/Architecture는 IBM의 메인프레임용 64비트 CISC 명령어 집합이다. 2000년 IBM eServer zSeries 900, 통칭 z900과 함께 처음 상용화되었으며, 기존 ESA/390 아키텍처를 64비트로 확장한 상위 호환 아키텍처이다.#이름의 z는 IBM의 설명에 따르면 "zero downtime"을 뜻한다. 즉 단순히 CPU 명령어 집합만을 가리키는 말이 아니라, IBM 메인프레임 계열이 강조해 온 고가용성·무중단 운영 이미지와도 연결되어 있다.#
z/Architecture는 System/360 이후 이어져 온 IBM 대형 컴퓨터 라인업의 후속작이다. System/360, System/370, 370-XA, ESA/370, ESA/390으로 이어지는 호환성 위에 64비트 주소 공간, 64비트 범용 레지스터, 64비트 제어 레지스터, 64비트 가상화 구조 등을 추가했다.
다만 x86-64나 AArch64처럼 대중적인 PC·모바일용 ISA는 아니며, 주로 금융, 공공, 항공, 보험, 대형 유통, 대규모 트랜잭션 처리와 같은 엔터프라이즈 메인프레임 영역에서 사용된다. 리눅스 커널과 여러 리눅스 배포판에서는 64비트 IBM Z 계열을 보통 s390x라는 아키텍처 이름으로 부른다.
2. 역사
IBM 대형 컴퓨터의 계보는 1964년 발표된 System/360으로 거슬러 올라간다. System/360은 여러 성능 등급의 기종을 하나의 아키텍처 계열로 묶어, 같은 소프트웨어를 여러 하드웨어에서 사용할 수 있게 한 것으로 유명하다.이후 System/370, 370-XA, ESA/370, ESA/390으로 아키텍처가 확장되었다. ESA/390은 31비트 주소 지정과 32비트 데이터 처리를 기반으로 한 IBM 메인프레임 아키텍처였으나, 1990년대 후반으로 갈수록 2 GB 수준의 주소 공간 한계가 문제가 되었다.
z/Architecture는 이 한계를 넘기 위해 ESA/390을 64비트로 확장한 결과물이다. IBM 내부에서는 기존 응용 프로그램을 최대한 유지하면서 더 큰 주소 공간과 더 큰 물리 메모리를 제공해야 했고, 이 요구가 z/Architecture 설계의 중심이 되었다.
2.1. z900과 64비트 전환
2000년 IBM은 eServer zSeries 900을 발표했다. z900은 z/Architecture를 구현한 첫 상용 시스템으로, ESA/390의 32비트 프로그램과 새 64비트 프로그램을 함께 다룰 수 있었다.#z900에서 z/Architecture는 64비트 범용 레지스터, 64비트 정수 명령어, 64비트 분기 명령어, 64비트 주소 생성, 64비트 제어 레지스터, 64비트 SIE 가상화 구조 등을 제공했다. IBM Redbooks의 z900 기술 문서는 z/Architecture를 ESA/390의 64비트 상위 집합이라고 설명한다.#
이 시기 IBM은 OS/390에서 z/OS로의 전환도 진행했다. z/OS는 IBM의 대표적인 메인프레임 운영체제로, z/Architecture의 64비트 주소 공간을 활용할 수 있도록 설계되었다.
2.2. System z와 zEnterprise
z900 이후 IBM은 z800, z990, z890, System z9, System z10 계열을 거치며 z/Architecture 구현을 확장했다. 이 과정에서 암호화, 10진 부동소수점, 컴파일러 친화적 명령어, 가상화 지원, I/O 성능 등이 계속 개선되었다.System z9에서는 decimal floating point 관련 기능이 도입되었고, System z10에서는 이를 더 본격적으로 하드웨어에서 처리하는 방향으로 개선되었다. 10진 부동소수점은 금융·상업 계산에서 2진 부동소수점의 반올림 문제를 줄이는 데 유용하다.##
2010년대 초반의 zEnterprise 계열은 기존 메인프레임 워크로드뿐 아니라 Linux, POWER, x86 블레이드와의 통합 관리까지 강조했다. 다만 IBM Z의 본질은 여전히 z/Architecture 기반 메인프레임에 있다.
2.3. IBM Z 시대
2015년 발표된 z13은 SIMD 벡터 기능과 SMT 지원을 중요한 변화로 내세웠다. z13의 Vector Facility for z/Architecture는 32개의 128비트 벡터 레지스터를 제공하며, 기존 부동소수점 레지스터와 일부 겹쳐지는 구조를 가진다.#2017년 z14부터 IBM은 공식 제품군 이름을 IBM Z로 정리하고, pervasive encryption을 전면에 내세웠다. 이는 애플리케이션, 데이터베이스, 클라우드 서비스와 관련된 데이터를 광범위하게 암호화한다는 전략이다.#
2019년 z15는 하이브리드 멀티클라우드 환경에서의 데이터 프라이버시와 접근 제어를 강조했다.#
2022년 z16은 Telum 프로세서와 온칩 AI 가속기를 도입해 실시간 트랜잭션 AI 추론을 강조했다. IBM은 z16을 양자내성 보안 기능을 갖춘 시스템으로도 홍보했다.#
2025년 발표된 z17은 Telum II 프로세서를 기반으로 AI 가속 기능을 더 확장한 세대이다. IBM은 z17을 AI 시대를 위해 설계된 메인프레임으로 홍보했다.#