Komputery zSeries stanowią kontynuację rodziny S/390. Zastosowano w nich jednak zupełnie nowe rozwiązania sprzętowe. Mają mniejszą moc zasilania i znacznie większą moc obliczeniową.

Na serię serwerów z900 składa się 26 modeli komputerów wyposażonych w 3-20 procesorów. Każdy może być konfigurowany na wiele sposobów. W konfiguracji klastrowej Parallel Sysplex z900 pracuje z maksymalną liczbą 32 węzłów.

Architektura 64-bitowa

Zastosowane rozwiązanie architektoniczne jest oparte na 64-bitowych procesorach i wysoko wydajnych szynach dostępu do pamięci i komunikacji między elementami systemu. Jest zgodne wstecz z rozwiązaniami architektonicznymi poprzedniej serii S/390 mainframe'ów IBM z procesorami 31-bitowymi.

64-bitowe adresowanie zapewnia praktycznie nieograniczony dostęp do pamięci rzeczywistej i wirtualnej. Eliminuje też wąskie gardła związane z brakiem możliwości adresowania pamięci ponad 2 GB. Serwery z900 mogą być wyposażone w pamięć RAM o pojemności do 64 GB.

Wszystkie serwery z900 korzystają z jednego z dwóch modeli modułu procesorowego. Mniejszy zawiera 12 procesorów (z których do celów przetwarzania danych można używać do 9 procesorów) i większego z 20 procesorami (przetwarzanie na 10-16 procesorach). Mniejszy moduł ma ponadto 16 MB pamięci cache, większy - dwukrotnie więcej.

Procesor CMOS z połączeniami miedzianymi znajduje się na jednej scalonej strukturze o rozmiarze ok. 18 x 10 mm, zawiera 47 mln tranzystorów i działa z zegarem 750 MHz. Procesory, pamięć mikroprogramów, pamięć notatnikowa, bufory komunikacji ze światem zewnętrznym oraz układy sterujące szynami wejścia/wyjścia są umieszczone w module o rozmiarze 5 x 5". IBM twierdzi, że jest to najgęściej upakowany moduł we współczesnej elektronice półprzewodnikowej.

Każdy z procesorów modułu może służyć do różnych celów: jako procesor główny (CP), do wspomagania zarządzania systemem i obsługi operacji wejścia/wyjścia (System Assist Processor - SAP), do łączenia komputerów z900 w klaster (Internal Coupling Facility - ICF) lub do tworzenia i obsługi partycji linuxowych (Integrated Facility for Linux - IFL). Pozwala to na swobodne konfigurowanie serwera. Przełączanie funkcji polega na przełączeniu sterowania mikroprogramem. W module jeden procesor jest zawsze traktowany jako zapasowy.

Moc na żądanie

W większości modeli dostarczanych klientowi jest co najmniej jeden procesor nieaktywny. Przykładowo, w z900 model 101 do przetwarzania jest stosowany jeden procesor, dwa natomiast służą do obsługi wejścia/wyjścia (SAP). Serwis IBM na życzenie klienta uaktywnia dowolną liczbę procesorów. Wadą tego rozwiązania jest jednokierunkowość operacji - przy spadku obciążenia systemu nie ma możliwości cofnięcia operacji dołączania procesorów. Nie warto też tego czynić, bo za uaktywnienie procesorów trzeba zapłacić.

IBM przewiduje również opracowanie możliwości zwiększania pojemności pamięci przydzielonej procesorowi z ogólnej puli pamięci systemu bez przerywania jego pracy.

Klienci mający więcej niż jeden komputer z serii z900 mogą wykorzystywać moc obliczeniową jednego z serwerów jako zapas mocy serwera głównego. W razie awarii lub utraty mocy obliczeniowej w ośrodku głównym istnieje możliwość dodania w kilka minut mocy w serwerze zapasowym. System zapasowy normalnie funkcjonuje jako serwer roboczy (np. do tworzenia i testowania oprogramowania), który ma pewną liczbę wstępnie skonfigurowanych procesorów, przygotowanych do przetwarzania i włączenia w razie potrzeby. Na życzenie klienta IBM zdalnie włącza te procesory do pracy. W tym przypadku operacja dołączenia mocy zapasowej jest odwracalna. Opłaty dokonuje się tylko za jej wykorzystanie w czasie wspomagania działania systemu głównego.

Moc obliczeniową używanych procesorów jednego serwera można dzielić na partycje logiczne, na których działają różne systemy operacyjne. Zarządzaniem partycjami zajmuje się program Intelligent Resource Director (IRD), który pozwala na dynamiczne przydzielanie mocy aktywnych procesorów tej partycji, która wykonuje zadania o największym priorytecie. Program IRD zajmuje się również dynamicznym przydzielaniem kanałów wejścia/wyjścia oraz kolejkowaniem operacji zgodnie z priorytetem zadania.

Już wcześniej w serii mainframe'ów S/390 G5/G6 wprowadzono szybkie, światłowodowe kanały komunikacji zewnętrznej FICON, pozwalające na łączenie urządzeń wejścia/wyjścia i innych systemów na odległość do 10 km. Pojedynczy kanał FICON w z900 może obsługiwać 4800 operacji na sekundę (dla porównania: typowy dysk stały - 30-75). Systemy z900 można wyposażyć w 96 kanałów FICON. W systemach z900 są również dostępne szybkie karty Ethernet 1 Gb/s i ATM 155 Mb/s.

System z

Wprawdzie na komputerach z900 mogą działać różne systemy operacyjne, to jednak pełnię możliwości wykorzystuje się tylko przy użyciu nowego, 64-bitowego systemu operacyjnego z/OS. Wspiera on obiektowy model programowania, obsługuje komponenty Enterprise Java Beans, języki XML i HTML oraz posługuje się kodowaniem znaków Unicode. Ma wbudowane stosy komunikacyjne TCP/IP oraz protokołu komunikacyjnego SNA. W z/OS wbudowano obsługę bezpiecznej, szyfrowanej komunikacji za pośrednictwem specjalizowanych procesorów szyfrujących.

Aby uzyskać zgodność z istniejącymi programami, z/OS może działać w trybie 31-bitowym, właściwym dla mainframe'ów S/390.

W systemie z/900 IBM kontynuuje (znany z S/390 G5/G6) elastyczny protokół rozliczania za moc obliczeniową, obliczaną na bieżąco przez program IBM Licence Manager. Przykładowo, jeżeli klient ma komputer z900 model 103 z trzema procesorami przetwarzania i wnosi opłaty licencyjne za system operacyjny dla jednego procesora (certyfikat na poziomie 1), to może przy najwyższym obciążeniu bezpłatnie skorzystać z zainstalowanych dodatkowych procesorów, pod warunkiem że nie przekroczy czasu określonego w umowie. Może również automatycznie podnieść poziom certyfikatu na system operacyjny, a potem w dowolnym momencie obniżyć go. Wnosi on za dany miesiąc opłatę licencyjną odpowiadającą średniemu poziomowi certyfikatu, rozliczanemu w okresach czterogodzinnych.

W podobny sposób rozliczane są licencje i zwiększone wykorzystanie mocy bazy danych DB2, dostępnej w wersji 64-bitowej dla systemu z/OS.