S390x

s390x（也称为IBM z/Architecture）是IBM为其大型计算机系统开发的64位指令集架构。作为ESA/390架构的64位扩展，s390x保持了完全的向后兼容性，同时增加了64位寻址能力和其他增强功能。

历史与发展

s390x架构于2000年随IBM zSeries 900服务器首次推出，主要特点包括：

• 64位地址空间（理论寻址能力达16 EB）
• 保持与31/24位ESA/390架构的完全兼容
• 增强的并行计算能力
• 改进的虚拟化支持

技术特点

寄存器设计

s390x架构包含：

• 16个64位通用寄存器（也可作为32位使用）
• 16个64位浮点寄存器
• 控制寄存器和访问寄存器

指令集

s390x指令集特点包括：

• 固定长度的指令编码（2、4或6字节）
• 丰富的十进制运算指令
• 加密加速指令（如CPACF）
• SIMD扩展（如Vector Facility）

内存架构

采用字节寻址的大端序内存模型，支持：

• 多层级缓存体系
• 内存保护机制
• 动态地址转换（DAT）

操作系统支持

s390x架构支持多种操作系统，包括：

• Linux（如Debian、RHEL、SLES）
• z/OS（IBM专有操作系统）
• z/VM（虚拟化平台）
• z/VSE（面向中小型工作负载）

在Debian中的支持

Debian从7.0（"Wheezy"）开始正式支持s390x架构。安装方式与其他架构类似，但需使用s390x专用镜像：

# 查看Debian支持的s390x软件包
apt-cache search package-name | grep s390x

# 安装s390x架构的软件包
sudo apt install package-name:s390x

应用场景

s390x架构主要应用于：

• 金融行业核心交易系统
• 大型数据库服务器
• 企业级应用服务器
• 云计算基础设施（如IBM Cloud）

性能特点

与其他架构相比，s390x的优势包括：

• 极高的I/O吞吐量
• 优秀的RAS（可靠性、可用性、可服务性）特性
• 强大的事务处理能力
• 先进的加密加速功能

相关技术

• LPAR（逻辑分区）
• z/Architecture
• FICON（高速I/O通道）
• HiperSockets（内存通信技术）

未来发展

IBM持续更新s390x架构，最新版本为2019年发布的z15微处理器架构，主要改进包括：

• 每核性能提升
• 增强的AI加速能力
• 改进的云原生支持
• 更强的安全特性（如完全内存加密）