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45分钟，室温降到-269℃ 杭州造的“超级冰箱”可以量产了_我的网站

柳叶刀

一 | 8月25日消息，IBM在Hot Chips 2026大会上公布了全球首款双指令集架构处理器，在同一核心中原生支持Z和Arm两种架构的软件执行。杭州造出了可量产“超级冰箱”。 这项设计的核心思路不是像Intel的P核和E核那样在芯片上放置两种不同核心，也不是通过模拟层转译，而是将Arm的AArch64指令集直接集成进大型机核心。2025年8月，杭州白马湖实验室造出了一台“超级冰箱”。实现层面，Arm采用小端序，Z架构采用大端序，两种模式在同一核心内共存。在零下268.95摄氏度的液氦温区，这台脉管制冷机的制冷量达到了1.8到2瓦，降温时间稳定在45分钟左右。这个温度，离绝对零度（零下273.15摄氏度）只差4.2开尔文，被称为现代前沿物理世界的“门槛温度”。今年5月，记者曾专访“超级冰箱”研发团队。分支预测单元大量复用了现有Z核心的设计，通过Arm的XML架构描述文件自动生成解码逻辑，寄存器重命名机制为GR16-31范围做了适配，还新增了SVE数据流和FP16、Bfloat16及加密运算的支持。一个线程可以在s390x和Arm两种模式之间切换，切换耗时仅纳秒级别。

二 | IBM在该处理器上实现了完整的AArch64 v9.3架构，支持SVE和SVE2指令，共2792条Arm指令，比Z自身的指令集还多出一倍。这是国内首台采用单一气库技术路线、实现1.5瓦以上制冷量的脉管制冷机，近日，正式通过量产验证。怎么理解这台“超级冰箱”的原理？白马湖实验室氢能储运团队独立首席研究员方凯解释：气体被压缩的时候，会放热。

三 | 反过来，如果让高压气体“嘭”一下释放出来，猛地膨胀，它就会疯狂吸热，周围就会冷下来。IBM在演讲中还打趣说，RISC“精简”一词已经名不副实了。这就是“脉管制冷”技术。 芯片规格方面，下一代IBM Z处理器采用2nm工艺制造，配备11个核心，基础频率5.7GHz以上，每个核心拥有36MB私有L2缓存，11个核心的L2组合形成432MB虚拟L3，全部核心的L4缓存合并后总容量达3.5GB。这台“超级冰箱”主要由压缩机、旋转阀和冷头三部分组成。核心采用SMT2同步多线程设计，针对交易和数据库等企业负载做了低延迟优化，还集成了专用片上DPU负责I/O加速，以及AI、压缩、加密和排序加速器。这些加速单元以Linux平台设备的形式向Arm生态开放，Arm程序调用加密和压缩功能时延迟与Z原生指令接近。

四 | 可靠性方面，Z系统延续了99.999999%的可用性目标，涵盖阵列和数据流的错误检查、瞬态故障透明恢复、永久故障的核心热备和在线修复，以及RAIM内存保护。今年3月，设备在实验室完成了性能验证，制冷量、降温速度、功耗等核心指标均达到国际先进水平，而成本只有进口设备的2/3。 IBM表示芯片已进入流片阶段，距离量产还有几年时间。至于IBM为何要做这颗芯片，其实也很简单，目前全球前100大银行中有77家在使用IBM Z大型机，将Arm生态引入Z平台，意味着这些客户可以在不放弃大型机可靠性的前提下，直接运行Arm服务器软件和AI推理负载。按照规划，一年可生产“超级冰箱”50至100台。

五 | 这台“超级冰箱”到底有什么用？在量子计算领域，它是量子比特安静计算的“绝对静室”。量子比特极其脆弱，任何一点热量干扰都会让它出错。极低温环境能让它摆脱热噪声，稳定地进行计算。在医疗领域，它是医用核磁共振成像设备的核心部件，让超导磁体稳如磐石。“没有这个温度环境，所有的高端应用，都是空中楼阁。 IBM还公布了第二代片上AI推理加速器，配备16个活跃AI核心加1个冗余核心，支持FP4和MXFP4数据类型，峰值算力达上一代的4倍。 加速器集成96GB HBM3e显存，带宽约4TB/s，是当前一代的20倍，通过PCIe Gen6与Z处理器实现低延迟对等互联，支持机密计算，在数据存储、传输和使用三个环节提供保护，包括抗量子密码。

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