IBM 360世代。 ES ファミリのコンピュータの歴史の概要。もしも

メインフレーム

メインフレーム(英語のメインフレームより) - この用語には 2 つの主な意味があります。

メインフレームコンピューターは、大量の RAM と外部メモリを備えた高性能コンピューターであり、大容量のデータストレージを集中管理して集中的なコンピューティング作業を実行できるように設計されています。

IBM System/360、370、390、zSeries アーキテクチャを搭載したコンピューター。

最新のメインフレームの機能と特徴:

故障の平均間隔は 12 ～ 15 年と推定されます。メインフレームの信頼性は、約 60 年間にわたる改良の結果です。 VM/ESA 開発チームは 20 年をかけてオペレーティングシステムからバグを除去し、最も重大なケースでも使用できるシステムを完成させました。

システムの安定性が向上しました。メインフレームは、次の原則を使用して、ほとんどのハードウェアおよびソフトウェアのエラーを分離して修正できます。

冗長性: 2 つの冗長プロセッサ、予備のメモリチップ、周辺デバイスへの代替アクセスパス。

チャネル、メモリカード、中央プロセッサに至るまで、すべての要素がホットスワップ可能です。

データの整合性。メインフレームはエラー訂正メモリを使用します。エラーが発生しても、メモリ内のデータや I/O デバイスで待機しているデータは破壊されません。ホットスワップ可能な RAID アレイと内蔵のバックアップツール上に構築されたディスクサブシステムは、データ損失を防ぎます。

メインフレームのワークロードは、ピークパフォーマンスの 80 ～ 95% になる可能性があります。 UNIX サーバーの場合、通常、ワークロードはピーク負荷の 20 ～ 30% を超えることはできません。 Unix や Microsoft Windows などのサーバーは、回復力を高めるために単一のアプリケーションを実行する必要があります。つまり、データベース、ミドルウェア、インターネットサーバーなどの各アプリケーションには、専用の個別のマシンが必要ですが、メインフレームオペレーティングシステムは、次のようなすべてを一度に実行します。すべてのアプリケーションは緊密に連携し、共通のソフトウェアを使用します。

メインフレームの I/O スループットは、最高の I/O ワークロード環境を処理できるように設計されています。

スケーリングは垂直方向または水平方向のいずれかにできます。垂直方向のスケーリングは、5 ～ 200 MIPS のパフォーマンスを備えた一連のプロセッサと、1 台のコンピュータに最大 12 個の中央プロセッサを搭載することによって実現されます。水平スケーリングは、コンピュータをシスプレックス (システムコンプレックス) に結合することによって実現されます。シスプレックス (システムコンプレックス) は、ユーザーの観点からは 1 台のコンピュータのように見えるマルチマシンクラスタです。合計で、Sysplex は最大 32 台のマシンを組み合わせることができます。地理的に分散されたシスプレックスは、GeoPlex と呼ばれます。コラボレーションに VM OS を使用すると、任意の数のコンピュータを組み合わせることができます。ソフトウェアのスケーリング - 事実上無限の数の異なるサーバーを単一のメインフレーム上に構成できます。さらに、すべてのサーバーは、あたかも個別の専用コンピューター上で実行されているかのように相互に分離でき、同時にハードウェアとソフトウェアのリソースとデータを共有できます。

データへのアクセス。データは 1 台のサーバーに保存されるため、アプリケーションプログラムは複数のソースからソース情報を収集する必要がなく、一時保存用に追加のディスク領域も必要なく、それらの関連性については疑いの余地がありません。少数の物理サーバーとはるかに単純なソフトウェアが必要です。これらすべてを総合すると、処理速度と効率の向上につながります。

保護。暗号化デバイス、論理パーティション、オペレーティングシステムセキュリティなどの組み込みのハードウェアセキュリティ機能と、RACF または VM:SECURE ソフトウェアによって補完され、優れた保護が提供されます。

投資の維持 - データと既存のアプリケーションプログラムの使用には、別のプラットフォーム用の新しいソフトウェアの購入、スタッフの再トレーニング、データの転送などの追加コストがかかりません。

ユーザーインターフェイスは常にメインフレームの最大の弱点でした。現在、メインフレームアプリケーションプログラムは、可能な限り短い時間と最小限のコストで最新のインターネットインターフェイスを提供できるようになりました。

IBM システム/360

IBM System/360 (S/360) は、1964 年 4 月 7 日に発表されたメインフレームコンピューターのファミリーです。これは、アーキテクチャと実装を明確に区別した最初のコンピュータでした。

図6 IBM System/360

これまでのシリーズとは異なり、IBM は小型から大型まで、低パフォーマンスから高性能までの一連のコンピューターを作成し、そのすべてのモデルで同じコマンドセットを使用しました (特定市場向けの 2 つの例外を除く)。この機能により、顧客は低コストモデルを使用し、会社の成長に応じてソフトウェアを書き直すことなく、より大規模なシステムにアップグレードできるようになりました。互換性を確保するために、IBM はマイクロコード技術の使用を先駆けて開発し、この技術はシリーズの最上位モデルを除くすべてのモデルで使用されました。

System/360 の開発コストは約 50 億ドルに達しました (これは、1964 年と比較して 2005 年の価格で 300 億ドルに相当します)。これにより、これは 1960 年代でアポロ計画に次いで 2 番目に高額な研究開発プロジェクトとなりました。

IBM/360 をさらに発展させたものが 370、390、zSeries、および z9 システムです。ソ連では、IBM/360 が ES COMPUTER という名前で複製されました。

IBM/360 の広範な採用のおかげで、最小アドレス指定可能なメモリセルとしての 8 ビットキャラクタと 8 ビットバイトが、すべてのコンピュータハードウェアの標準になりました。

IBM/360 のドキュメントで広く使用されている 16 進法は、以前は主流であった 8 進法に実質的に取って代わりました。

IBM システム/370

図7 IBM System/370

BM System/370 (S/370) は、IBM がリリースしたメインフレームのシリーズです。 1970 年 7 月 30 日に初めて発表されました。これらのマシンは、以前の System/360 と同じ利点、つまりマルチユーザー環境でデータ集約型アプリケーションを処理するための高い管理性、多用途性、拡張性および信頼性を備えており、System/360 システムと互換性がありました。 System/370 の主な革新は、1 つのシステム内で複数のプロセッサを使用できる機能、仮想メモリの完全サポート、および新しい 128 ビット実演算装置と考えられます。

IBM システム/390

IBM System/390 (S/390) - IBM によって開発されたメインフレームコンピューターアーキテクチャ IBM ESA/390。

IBM ESA/390 (英語: Enterprise Systems Architecture/390) は、System/360 および System/370 アーキテクチャを発展させたものです。そのリリースは 1990 年に発表されました。2000 年のビジネスインフラストラクチャの改訂の結果、IBM S/390 ラインアーキテクチャのさらなる開発は z/Architecture と呼ばれ、メインフレーム - zSeries および System z9 と呼ばれるようになりました。

IBM System z

IBM System z (以前は IBM eServer zSeries として知られていました) は、IBM が自社のメインフレームコンピューターシリーズを指定するために作成したブランドです。

Z という文字は、ゼロダウンタイムを意味する「ゼロダウンタイム」に由来しており、これはサーバーの主な品質の 1 つである最高の信頼性を反映しており、7 × 24 規定に従ってサーバーを所定のパフォーマンスレベルに継続的に維持できます。（つまり、1日24時間）×365スキーム（日）。

図8 zSeries 800

2000 年に、IBM は IBM System/390 の名前を IBM eServer zSeries に変更し、すでに 2000 年 10 月にこのファミリーの最初のモデルである zSeries 900 がリリースされました。2002 年には、新しい zSeries 800 ファミリーが発表されました。 890 サーバーは 2005 年半ばに登場し、このタイプのシステムは新しい名称「システム Z」になりました。

このメインフレームファミリの代表的なものの 1 つである zSeries 890 を見てみましょう。これは、IBM によって作成され、中規模企業向けに設計されたメインフレームのクラスです。全体として、z890 は z990 サーバーのテクノロジーに基づいていますが、能力は劣っています。

一般的な特性：

1 から 4 プロセッサまで。

8 ～ 256 GB の内部メモリ。

最大 30 の LPAR。

最大 256 の I/O チャネル。

デザイン：

z890 はクラシックな zSeries 設計に基づいて構築されていますが、フレーム (A フレーム) が 1 つだけあるのに対し、z990 には 2 つのフレーム (A フレームと Z フレーム) があります。

z890 フレームは次のもので構成されます。

CECフレーム

I/Oフレーム

電源

空冷システム

液体冷却システム

z890 サーバーにはハードウェアモデル A04 が 1 つしかないため、CEC ケージにはプロセッサーユニットが 1 つだけ含まれます (z990 CEC ケージには 4 つのユニットがあります)。したがって、z890 は 1 ～ 4 個のプロセッサーと 8 ～ 32 GB の内部メモリを搭載できます。プロセッサーの 1 つを SAP として構成できます。

z890 ユニットは、最大 8 つの STI (セルフタイムインターコネクト) プロセッサーバスを使用して、メモリーと I/O デバイス間の 16 Gb/秒のデータスループットをサポートします。

z890 サーバーは LPAR モードでのみ動作します。 1 つのサーバーで最大 30 個の論理パーティション (LP) を定義でき、それに応じて最大 30 個の論理チャネルサブシステム (LCSS) を定義できます。 LP と LCSS の構築には特定のルールがあります。

スーパーコンピュータ

スーパーコンピューターの概念の定義は、これまでに数多くの論争や議論の対象となってきました。

ほとんどの場合、この用語の作者は、20 世紀の 60 年代後半にリバモア国立研究所とコントロールデータコーポレーションで働いていたジョージミシェルとシドニーファーンバックに帰されます。しかし、1920 年にニューヨークワールド新聞が、コロンビア大学のために組み立てられた IBM タブレータを使用して実行される「スーパーコンピューティング」について取り上げたことは周知の事実です。

Control Data 6600、Control Data 7600、Cray-1、Cray-2、Cray-3、Cray-4 などの Seymour Cray コンピュータシステムの普及のおかげで、「スーパーコンピュータ」という用語が一般的な用語になりました。シーモアクレイは、60 年代半ばから 1996 年まで米国政府、産業、学術の科学技術プロジェクトの主要なコンピューティングツールとなったコンピューターを開発しました。当時、スーパーコンピューターの一般的な定義の 1 つが「シーモアクレイが作成したコンピューター」であることは偶然ではありません。クレイ自身は自分の作品をスーパーコンピューターとは決して呼ばれず、代わりに一般的な名前である「コンピューター」を使用することを好みました。

この用語自体の柔軟性が非常に高いため、「スーパーコンピューター」の概念については、依然として漠然とした概念が一般的です。 1989 年頃に開発されたゴードンベルとドンネルソンによるユーモラスな分類では、重量が 1 トンを超えるコンピューターはすべてスーパーコンピューターと見なされると提案されました。最新のスーパーコンピューターの重量は実際には 1 トンを超えていますが、重いコンピューターすべてがスーパーコンピューターとみなされるに値するわけではありません。一般に、スーパーコンピューターは、ほとんどのユーザーが利用できるマシンよりも大幅に強力なコンピューターです。同時に、今日のテクノロジーの進歩のスピードは非常に速いため、現在のリーダーが明日には簡単に部外者になってしまう可能性があります。

アーキテクチャも、スーパーコンピューターのクラスに属することを示すものとは見なされません。初期の CDC コンピュータは、当時としては高速なスカラープロセッサを搭載しただけの普通のマシンで、その速度は他社が提供するコンピュータの数十倍でした。

70 年代のほとんどのスーパーコンピューターにはベクトルプロセッサが搭載されており、80 年代の初期から中期までには、少数 (4 ～ 16 個) の並列ベクトルプロセッサが事実上標準のスーパーコンピューティングソリューションになりました。 80 年代の終わりと 90 年代の初めは、スーパーコンピューターの開発の主な方向が、ベクトルパイプライン処理から、超多数の並列接続されたスカラープロセッサーへと変化したことを特徴としています。

大規模並列システムは、数百、さらには数千の個別のプロセッサ要素を組み合わせるようになり、特別に設計されただけでなく、よく知られた市販のプロセッサも使用できるようになりました。大規模並列コンピュータのほとんどは、PowerPC や PA-RISC などの RISC アーキテクチャを備えた強力なプロセッサに基づいて作成されました。

90 年代の終わりには、特殊なスーパーコンピューティングソリューションのコストが高かったことと、手頃なコンピューティングリソースに対する社会のさまざまな層のニーズの高まりにより、コンピュータークラスターが広く使用されるようになりました。これらのシステムは、サーバーやパーソナルコンピューター用の安価で広く入手可能なコンピューターコンポーネントをベースにした個別のノードを使用し、強力な通信システムと特殊なハードウェアおよびソフトウェアソリューションを使用して統合することを特徴としています。見かけの単純さにも関わらず、クラスターはすぐにスーパーコンピューター市場のかなり大きな部分を占め、最低のコストのソリューションで最高のパフォーマンスを提供します。

現在、スーパーコンピューターは、一般に、膨大な計算能力を備えたコンピューター (「ナンバークラッシャー」または「ナンバークランチャー」) と呼ばれています。このようなマシンは、最も集中的な計算を必要とするアプリケーション (天気予報、核実験のシミュレーションなど) を操作するために使用されます。この点で、典型的な問題を解決するために設計された、全体的なパフォーマンスが高いコンピューターであるサーバーやメインフレームとも区別されます (たとえば、大規模なデータベースの保守や、多くのユーザーとの同時作業など)。

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メインフレームコンピューターというと、多くの人が最初に IBM の System/360 ファミリのコンピューターを思い浮かべます。これはおそらく史上最も重要なコンピューターアーキテクチャです。 IBM System/360 ファミリは、標準を設定し、現在も生き生きと繁栄している長い子孫を生み出したという点で、多くの点で 8086 プロセッサーに似ています。唯一の大きな違い: IBM は当初、8086 プロセッサーではなく、System/360 シリーズの成功を目標としていたが、8086 プロセッサーはメーカーが考えていた以上に重要になった。 Intel が x86 命令セットを Itanium プロセッサに埋め込もうとさえしたことをご存知の方も多いでしょう。

さて、メインフレームの話に戻ります。 System/360 が登場する前、IBM の製品ポートフォリオは混乱しており、相互に互換性のないシステムが多数ありました。ユーザーがアップグレードするのが難しいだけでなく、IBM 自体がこれらすべての異なるオペレーティングシステムを異なるハードウェア上でサポートすることは論理的に非常に困難でした。そこで IBM は、現在では当然のことと考えられているもの、つまり、パフォーマンスや容量が異なるものの、同じプログラムを実行できる互換性のあるコンピューターの製品ラインを作成することにしました。 1964 年 4 月、IBM は性能の異なる 6 台のコンピュータを発表し、上位モデルは下位モデルに比べて 50 倍の性能を発揮しました。実際、この数字は IBM の予想の 2 倍でした (同社は生産性の 25 倍の向上を予想していましたが、それ自体が IBM にとって多くの問題を引き起こしました)。有名なジーン・アムダールでさえ、この値を改善することは不可能だと考えていました。最小の要素の 25 倍の大きさのものを単純に作成することはできず、最初から構築しなければなりませんでした。

現在では、プロセッサの一部を無効にしたり、クロック速度を下げたりして、パフォーマンスを多少低下させることが一般的になっています。しかし当時、ハイエンドのプロセッサを作成し、マーケティング目的でそのパフォーマンスを人為的に下げることは経済的に正当化されませんでした。そこで IBM は、「マイクロプログラミング」のアイデアを System/360 に適用し、ファミリーのメンバー全員が同じコマンドセットを使用できるようにすることにしました (ただし、非常にローエンドのモデル 20 は例外で、モデル 20 はサブセットを実行できます)。これらのコマンド)。これらのコマンドは、特定のシステム実装に固有の一連の「マイクロ操作」に分割されました。したがって、プロセッサーは大きく異なる可能性があり、それによって IBM が期待していた数字を増やすことが可能になり、すでに述べたように 2 倍にすることもできました。

同様のものが、Pentium Pro (または NexGen Nx586) 以降の x86 プロセッサに実装されました。ただし、すでに述べたように、IBM はすべてを事前に計画していました。 x86 開発者がこれを行ったのは、プロセッサの命令セットが貧弱で効率的に実行できなかったためです。マイクロプログラミングには、マイクロプロセッサでは簡単に実装できない非常に重要な利点が 1 つありました。新しいマイクロプログラマブルモジュールの作成のおかげで、System/360 は、ローエンドセグメントで人気の 1401 メインフレームと互換性があり、さらにはハイエンドセグメントの 7070 および 7090 と互換性を持つようになりました。ハードウェアに実装されているため、どのソフトウェアエミュレーションよりもはるかに高速であり、一般に、技術の進歩により、古いアプリケーションはネイティブシステムよりも System/360 で高速に実行されます。

System/360 のイノベーションの中には、現在でも使用されているものがあります。まず、System/360 は 1 バイトを 8 ビットとして標準化し、32 ビットの語長を使用しました。これは、両方とも 2 の累乗であるため、アーキテクチャを簡素化するのに役立ちました。非常にローエンドのモデル 20 を除くすべてのコンピューターには 16 個の汎用レジスター (x86-64 など) がありましたが、ほとんどの以前のコンピューターではアキュムレーターレジスター、場合によってはインデックスレジスター、およびその他の特殊機能レジスターが使用されていました。 System/360 は最大 16 MB のメモリーで動作できましたが、当時はこの量のメモリーは利用できませんでした。最上位のプロセッサは非常に優れた 5 MHz で動作しますが (ちなみに、8086 が 14 年後に発表されたときの動作速度はこれでした)、ローエンドのプロセッサは 1 MHz で動作しました。その後、1966 年に登場したモデルにもパイプラインプロセッサが搭載されていました。

System/360 は新境地を開拓しましたが、いくつかの重要なテクノロジーが残されました。最も欠けていたのは、動的アドレス変換 (後のモデル 67 に付属) でした。これにより、仮想メモリの実装が不可能になっただけでなく、コンピュータの生産性とリソースの向上により可能になった通常のタイムシェアリングにもマシンが適さなくなりました。さらに、IBM は集積回路を省略し、代わりに厚膜ロジック集積回路技術を使用しました。これは、大まかに言えば、集積回路と単純なトランジスタの中間のようなものでした。ソフトウェア面では、IBM は OS/360 (System/360 用に開発されたオペレーティングシステムの 1 つ) に対して多大な野心を抱いていました。発売が遅く、大量のメモリを使用し、約束された機能がいくつかなく、長い間修正されなかった多くのバグが含まれていました。 OS/360 は明らかな失敗例と言えますが、IBM は最終的にそのオペレーティングシステムを修正し、後に非常に重要な子孫を生み出しました。

これらすべての問題にもかかわらず、System/360 コンピュータは大好評でした。最初の 1 か月で 1,100 台以上の注文があり、IBM 自体の期待と能力を大幅に上回りました。このシステムは長期間にわたって成功を収め、「クローン」市場全体が出現しました。ソ連でもクローンが作られた。 System/360 ラインは非常に柔軟で容易に適応できるはずであり、その範囲は非常に多様でした (アポロ計画だけでも価値があります!)。

最も重要なことは、System/360 は、50 年間コンピューティング市場の主力であり、コンピューティングの歴史の中で商業的に最も重要なアーキテクチャの 1 つである製品ラインを生み出したことです。

IBM が System/360 シリーズのさまざまな互換システムを開発している一方で、CDC と呼ばれる会社は別のことに焦点を当てていました。それは、真に高速なコンピュータの作成です。

互換性やコストなどの他の懸念事項に悩まされることなく、シーモアクレイはスピードだけに重点を置き、自分の才能をすべて発揮することができました。そして彼はこの方向で成功しました。約 700 万ドルのマシンは、現在では非対称マルチプロセッサ設計と呼ばれるものに基づく独自のアーキテクチャを使用したおかげで、1964 年から 1969 年までの期間で最速でした。

メインプロセッサは 10 MHz という信じられないほど高いクロック速度で動作しましたが、そのような用語はまだ存在していませんでしたが、真の縮小命令セットプロセッサ (RISC) だったため、実行できる命令は大幅に制限されていました。非常に単純な算術論理関数しか実行できませんでしたが、メイン CPU では実行できない処理を実行できる 10 個の論理周辺プロセッサによって補完され、処理されたデータから解放されながらメイン CPU にデータを供給できました。 10 個の追加プロセッサーを使用することで、プロセッサーをより専門化し、並列処理できる能力が、マシンの卓越したパフォーマンスに貢献しました。この 60 ビットコンピュータは、膨大なメモリ容量 (128,000 ワード) を備えているため、より小さな実行可能ファイルを処理してパフォーマンスを向上させることができました。これは、単純な命令セットでは不可能でした。

CDC 6600 は収益性の高いコンピュータでしたが、System/360 の市場シェアを侵食することはありませんでした。経験上、IBM が優勢な分野では IBM と競争するのではなく、他の分野で自分自身を試したほうが良い場合もあります。したがって、たとえば、CDC 6600 メインフレームは、System/360 Model 75 でも到達できなかった市場の一部をターゲットにしており、以下で説明するコンピュータは、システムに属さない市場の一部を占めていました。システム/360モデル20。

12月 PDP-8

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IBM がその印象的な System/360 製品ラインで多忙な中、Digital Equipment Corp. (DEC) は、コンピューティングの将来にも大きな影響を与えるコンピューター、PDP-8 のリリースを準備していました。 System/360 シリーズのさまざまなコンピュータは、幅広いパフォーマンスと容量を備えていましたが、依然としてメインフレームであり、最下位モデルでさえ多くの組織にとって手の届かないものでした。 DEC の創設者である Ken Olsen はこの事実を無視しませんでした。

DEC は 1960 年にコンピューターの生産を開始しましたが、これらのモデルの成功は非常に控えめで、コンピューター業界にほとんど影響を与えませんでした。しかし、主に集積回路を中心としたテクノロジーの絶え間ない発展により、DEC は以前のメインフレームよりもはるかに小型で安価なコンピューターをリリースすることができました。集積回路により、エネルギー消費とその結果としての発熱を大幅に削減することが可能になりました。これにより、特別な空調設備を設置する必要がなくなりました。最初の PDP-8 が 1965 年にリリースされたとき、その価格は 18,000 ドルと驚くほど安かったため、前述の利点に加えて、それまで購入するには法外に高価であると考えていた多くの企業がコンピューターを利用できるようになりました。

DEC の最初の製品である PDP-1 のユニークな機能は、真のダイレクトメモリアクセス (DMA) の使用でした。これは、メインフレームで使用されるチャネルよりもはるかに安価でシンプルで、プロセッサのパフォーマンスをあまり消費しませんでした。 1 つのメインフレームメモリチャネルが PDP-1 全体よりも高価だったと言わなければなりません。ダイレクトメモリアクセスは、PDP-8 を含む、その後のすべての DEC コンピューターで使用されました。ただし、PDP-8 のコスト削減機能のすべてがそれほど有益だったわけではありません。 12 ビットのワード長では、直接アドレス指定可能なメモリの量が大幅に制限され、アドレス指定に使用されるワードは 7 ビットのみで、直接アドレス指定できるのは 128 バイトだけでした。この問題は、たとえば、アクセスされる実際のアドレスを含むメモリ領域を 7 ビットで指す間接アドレス指定を使用することで解決できます。このアクセスはかなり低速でしたが、12 ビットすべてを使用できました。もう 1 つの方法は、メモリを 128 バイトのセグメントに分割し、その後必要に応じてセグメントを変更できるようにすることでした (ユーザーによっては 16 ビット x86 プロセッサ上の 64 KB セグメントを嫌う人もいます)。これらのソリューションはどれも望ましいものではなく、高級言語を使用した PDP-8 の機能を大幅に制限していました。 PDP-8 はスピードモンスターではなく、1 秒あたり 35,000 回の加算演算しか実行できませんでした。

これらすべての妥協にもかかわらず、PDP-8 は驚くべき成功を収め、DEC がマシンの製造を中止するまでに 50,000 台以上を販売しました。コンピュータ自体のコストが低く、運用コストが低く、設置が容易であるため、PDP-8 の欠点はすべてカバーされていました。実際、この地味なマシンはミニコンピューターと呼ばれる全く新しいタイプのコンピューターを生み出し、20 年以上にわたって絶大な人気を博し、DEC を世界で第 2 位のコンピューター会社にしました。ミニコンピューターがマイクロコンピューターの猛攻撃に屈し、現在ではメインフレームよりも「恐竜」という名前に値する絶滅種となったのはおそらく残念なことでしょう。メインフレームは依然としてチェーンの最上位にあり、デスクトップコンピューターでは処理できないタスクを処理できます。

System/360 は大成功を収め、ある意味革新的で革新的でしたが、最先端のテクノロジーを避け、他社が開発する余地を残していました。ただし、名誉のために言っておきますが、System/360 は、システムの発表から 6 年後でもよく売れ、その後の世代の基礎を築きました。その最初の世代が System/370 でした。

System/370 の最初のリリースは 1970 年で、含まれていたマシンは 155 (ほぼ 8.70 MHz) と 165 (12.5 MHz) という 2 台だけでした。ご想像のとおり、どちらのマシンも System/360 システム用に作成されたプログラムと互換性があり、同じ周辺機器を使用することもできました。さらに、パフォーマンスも大幅に向上しました。System/370 165 は、1965 年 11 月にリリースされた製品ラインで最速のマシンである System/360 65 よりも 5 倍高速になりました。

System/360 と比較して、System/370 製品ラインには多くの新しいテクノロジーが搭載されていました。 IBMは、長い間待ち望まれていた集積回路への移行をついに果たした。このラインのほとんどのモデルには、磁気コアメモリの代わりにトランジスタメモリが搭載されていました。さらに、System/370 は、動的アドレス変換 (最初の 2 つを除くすべてのモデルで) をサポートし始めました。これは、時間と仮想メモリを共有するための重要なテクノロジでした。 IBM がバッファと呼んだ高速キャッシュ (165 モデルでは 80 ns) もありました。これは、比較的長い (2 μs、または 2000 ns) メインメモリアクセス時間を短縮するためにプロセッサによって使用されました。もう 1 つの重要な決定は、System/370 が元々デュアルプロセッサーとマルチプログラミングを念頭に置いて構築されていることです。

| IBM システム/360

IBM システム/360 (S/360)は、1964 年 4 月 7 日に発表されたメインフレームコンピューターファミリです。これは、アーキテクチャと実装を明確に区別した最初のコンピュータでした。

S/360「コーポレートコンピューティング」市場に最初の革命の 1 つをもたらしました。このモデルが最初ではなく、他のコンピューターもすでに市場に存在していましたが、この記事の主人公は「ビジネス用コンピューター」の概念をひっくり返しました。 S/360 は、個人向けコンピューターと「大型」コンピューターの両方において、現代のコンピューターの基礎となるアプローチの大部分を規定しました。S/360 がなければ、現代の IT の驚異をすべて理解することはできなかったでしょう。

答える価値のある最初の質問は、なぜ IBM/360 が市場の変革者となったのかということです。さまざまな理由は無視しましたが、その中にはたくさんありますが、すぐに主要な理由について言及する価値があります。アーキテクチャと設計への正しいアプローチにより、IBM は新しいモデルを (もちろん比較的) 手頃な価格にすることができました。これにより、スマートマシンが政府や大学のコンピューティングセンターからビジネス分野に移行できるようになり、民間企業はこの新しい信じられないほど便利なツールを喜んで使いこなし始めました。

System/360 の新機能は何ですか?

IBM の最初のイノベーションは、現在でも使用されており、価格、サイズ、パフォーマンスは異なりますが、共通のコマンドセットを使用するコンピューターの全製品ラインを発表したことでした (特定市場向けのいくつかのモデルを除く)。これにより、企業はよりシンプルなモデルを購入し、ニーズの増大に応じて、既にデバッグされたソフトウェアを書き直すことなくハードウェアを「アップグレード」できるようになりました。

最初の発表では、6 つの IBM/360 モデルと 40 の周辺機器が約束されました。モデル 30、40、50、60、62、および 70 が発表され、最初の 3 つは IBM 1400 シリーズの「下位」ラインを置き換えるものとして想定され、1965 年まで販売されました。古いモデルは IBM 7000 シリーズを置き換えるために開発されましたが、1965 年後半と 1966 年初頭にそれぞれリリースされたモデル 65 と 75 に置き換えられたため、販売されることはありませんでした。

時間が経つにつれて、他にも多くの興味深いバリエーションが登場しました。たとえば、バジェット 20 モデルでは、ベースメモリが 4K しかなく、16 ビットレジスタが 8 つ (他のモデルのように 32 ビットレジスタが 16 つではありません)、命令セットが減りました。もう 1 つの低予算モデル、番号 22 は、基本的にモデル 30 を再加工したもので、I/O ポートが遅くなり、メモリの制限が設けられました。

もちろん、非予算セグメントも発展しました。たとえば、IBM はモデル 67 で、現在「仮想メモリ」として知られている動的アドレス変換テクノロジ (DAT または動的アドレス変換) を初めて実装しました。 DAT により、タイムシェアリング作業の実装が可能になりました。

モデル 65 とその後の 67 では、2 つのプロセッサのサポートが実装され、これらのシステムの「デュアルコア」改良版が市場に供給されました。

IBM System/360 は、マイクロコード技術を初めて使用しました。従来のアーキテクチャでは、高級言語プログラムは一連のプロセッサ命令に変換され、プロセッサが実行します。コマンド実行時のアクションはハードウェアに実装されており、変更できません。マイクロコードを使用する場合、特定のコマンドがどのように実行されるかを決定し、「低レベル」のアトミック操作をマシンコマンドに割り当てます。マイクロコードを変更することで、マシンコマンドの実行方法を変更することができ、マシンコマンドを「ハードウェアで」実装する場合には不可能だったエラーを修正できるようになりました。その結果、マイクロコードの使用により、機械語命令のセットが複雑になり、開発者により多くの機会が提供されるようになりました。

マイクロコードによるアプローチの欠点は、コンピューターの動作が遅くなることです。そのため、古い System/360 モデルでは、IBM はマイクロコードを除外した「ハードウェア」実装を使用していました。

以前のコンピュータ用のソフトウェア開発にすでに巨額の資金を投資していた IBM 顧客にとって、下位互換性は非常に重要であったため、System/360 には前世代コンピュータのエミュレーションのサポートが含まれていました。たとえば、モデル 30 は IBM 1400 システムをエミュレートでき、モデル 65 は IBM 7094 をエミュレートできます。これを行うには、ハードウェア、マイクロコード、仮想化ソフトウェアの複雑な組み合わせが使用され、古いコードを新しいシステムで実行できるようになりました。最初のモデルでは、仮想化モードでプログラムを実行するには、コンピュータを停止して再起動する必要がありました。その後、85 モデルと System/370 では、そのようなプログラムがオペレーティングシステムによって起動され、「ネイティブ」アプリケーションと同時に動作するようになりました。

他に System/360 に感謝すべきことは何でしょうか?

デジタル情報を保存するための事実上標準となっている 9 トラック磁気テープ。
- EBCDICコード表;
- 8ビットバイト。今では驚くべきことのように思えるかもしれませんが、System/360 の開発中、財務上の理由から、バイトを 4 ビットまたは 6 ビットに制限したいと考えていました。 IBM 7030 のような可変長バイトとビットアドレス指定については、別のオプションが検討されました。
- バイトメモリのアドレス指定。
- 32ビットワード;
- 分数用の IBM アーキテクチャ (20 年間の事実上の標準)。
- System/360 のマニュアルで使用されていた 16 進定数は、以前に使用されていた 8 進定数に置き換わりました。

もちろん、System/360 はその後の世代のコンピューターに置き換えられました。 System/370、System/390、および System z。他の多くの企業は、System/360 アーキテクチャに基づいてコンピューターを構築しました。その中で

オレグ・スピリャエフ

私たちが情報を収集、送信、使用する方法を変えた 20 世紀の最も重要な成果の 1 つは、IBM System/360 および IBM PC コンピューターです。実際、IBM Corporation (http://www.ibm.com) はさらに多くのことを行っており、コンピューティング技術とそのアプリケーションの作成において非常に重要な役割を果たしています。

1964 年 4 月 7 日火曜日、後に IBM の社長となるトーマス J. ワトソンジュニアは、System/360 ファミリのコンピュータのリリースを発表しました。これはおそらくコンピューティングの歴史の中で最も高価なプロジェクトでした。その目標は、ハードウェア、ソフトウェア、生産技術、配布組織、およびパフォーマンスとコストが異なる一連のコンピュータのメンテナンスの分野において、包括的に考え抜かれた一連のソリューションを開発することでした。このファミリーの多用途性は、コンピューターが 10 進数と浮動小数点数の両方を処理するように設計されているという事実と、さまざまなユーザーの特定のニーズを満たす開発されたシステムソフトウェアによって実現されました。 Gene Amdahl、G. Blau、および F.P. Brooks Jr. は、System/360 ファミリの開発に貢献しました。このタイプのマシンには、中央処理装置装置を収容する典型的な IBM ラックの名前にちなんで「メインフレーム」という一般名が付けられました。

メインフレーム IBM System/360。

2 週間前、コンピュータ業界の 200 人以上の管理者は、パトリック J. マクガバンが設立したインターナショナルデータコーポレーション (IDC) の設立を記念するニュースレターの創刊号で、次のイベントのことを知りました。最初の版は EDP 産業および市場レポートと呼ばれていました。この会報は、後に印刷された紙の色から「グレーシート」と呼ばれるようになりました。 System/360 と最初の IDC レポートは、IT 業界の新しい分野を生み出し、現在では数十億ドルの価値があります。

しかし、1964年には懐疑論者もいた。したがって、フォーチュン誌は、System/360 のリリースに関連する IBM のリスクは少なくとも 10 億ドルに達すると試算しました。つまり、プロジェクトの失敗はブルージャイアントの破産につながる可能性があります。コンピュータエンジニアの疑念は、自分たちが「超重要」な時代が始まったという感覚とも結びついていた（それ以来、プログラマはもはやコンピューティングプラットフォームの構成に直接影響を与えることができなくなった）。 System/360 が導入されるまでに、約 2 万台のコンピュータが使用されていました。このタイプの機械を購入できる企業は数十社のうち 1 社だけでした。当時は非常に高価でした。ソフトウェア市場は事実上まったく存在せず、アプリケーションはクライアントの特定のニーズに合わせて作成されていました。コンピューターの製造に携わる多くの企業は、好況を待たずに市場から撤退しました。その中には、RCA、ゼネラル・エレクトリック、ゼロックスなどのエレクトロニクス産業の巨人も含まれていました（コンピューター産業は、この分野で働く人々に依然として鋼鉄の神経を必要としていることに注意してください）。ちなみに、IBM はメインフレームの開発に 50 億ドルを費やしました (これは現在の価格で約 300 億ドルに相当します)。当時の同社の年収はわずか 32 億ドルだったため、これは非常に危険な動きでした。しかし、IBM はこれに賭けました。馬で勝った。

ユーザーは当初、最初の 360 シリーズメインフレームにまったく反応しませんでしたが、約 2 か月後にそのシステムの良さに気づき、注文数は IBM の予想をすべて上回りました。その後 5 年間で、企業の問題解決に使用されるこのファミリーのコンピュータの数は 90,000 台に増加しました。

System/360 から S/390 へ

System/360 コンピュータの寸法は、今日の基準からすると非常に印象的で、部屋全体を占めていました。確かに、今日の当時のメインフレームの構成は、控えめに言っても想像力を驚かせるものではありません。プロセッサのクロック周波数は 2 MHz、ストレージシステムの容量 (テープとディスク) はわずか 8 MB でした。しかし、それにもかかわらず、最大 248 台の端末をそのようなコンピュータに同時に接続でき、そこからデータが入力され、結果が表示されます。

このプロジェクトの開発中に、並列処理、パイプライン、入出力プロセッサ、仮想メモリ、仮想マシンなどのテクノロジが誕生し、これらは後に「通常の」コンピュータに移行しました。

System/360 メインフレームは、ソフトウェアと周辺ハードウェアの交換を可能にした最初の大規模なコンピュータファミリでした。ニーズと予算が大幅に増大したときに新しいシステムを購入する代わりに、顧客は必要なハードウェアのみを追加または交換して、コンピューティング機能を少しずつ拡張することができるようになりました。

このシリーズのさまざまなデバイスは完全な互換性があり、構築セットの一部としてそれらから複合体を組み立てることが可能でした。 I/O デバイス (パンチカードを含む) とデータストレージデバイス (ディスク、テープドライブ) が作成されました。たとえば、System/360 では、5 つのプロセッサー、44 の周辺機器、および電力、速度、メモリーの 19 の組み合わせから選択できました。ユーザーは、性能が 100 倍異なるプロセッサを搭載した同じ磁気テープとディスクドライブを操作できます。このようなコンピューターの価格は約 200 万ドルでした。

一般的に言えば、1964 年に IBM は、第 3 世代の最初のコンピューターとなる System/360 ファミリの 6 つのモデルの作成を発表しました。これらのモデルは単一のコマンドシステムを備えており、RAM の量とパフォーマンスが互いに異なりました。数字 360 (度単位の完全な円) は、あらゆる方向に適用できるシステムを作成できる能力を示しました。ファミリーモデルの開発時に、多くの新しい原理が使用されました。これにより、マシンが汎用化され、科学技術のさまざまな分野の問題解決と管理分野でのデータ処理の両方に同等の効率でマシンを使用できるようになりました。そしてビジネス。

実際、メインフレームは給与計算からロケット計算まで、さまざまな問題を解決できる可能性があります。 IBM の同様のシステムは後にアメリカの月計画に参加し、アポロ計画中にリアルタイムでデータを処理しました。また、世界初の半自動チケット予約システム「SABRE」はSystem/360をベースに構築されました。

IBM システムが稼働中。

System/360 ファミリの要素ベースとしてハイブリッドマイクロ回路が選択され、そのおかげで新しいモデルは第 3 世代マシンとみなされ始めました。 IBM は初期のコンピュータで、Texas Instruments Corporation (http://www.ti.com) からライセンス供与されたトランジスタを使用しました。しかしその後、IBM 経営陣は外部サプライヤーに依存せず、電子機器の価格を可能な限り低く抑えるために、すべての電子部品を独自に生産することを決定しました。 System/360 を開発する際、IBM 経営陣は、1959 年に発明された集積回路に依存しないことを決定しました。当時、集積回路は新しく、実証されておらず、高価な技術だったからです。代わりに、IBM は SLT (Solid Logic Technology) と呼ばれるハイブリッドテクノロジを開発しました。

もう 1 つの問題は、磁気コアに基づくメモリの製造でした。もちろん、IBM には最新のテクノロジーがありましたが、新しい生産設備が必要でした。キングストンの既存施設を拡張し、コロラド州ボルダーに新しい工場を建設しました。しかし、これでも問題が完全に解決されたわけではなく、生産能力の一部を日本に移管する実験が行われ、工場の労働者が自動装置を使わずに手作業でメモリモジュールを生産した。当時、日本人労働者の賃金は最高の仕事にもかかわらず非常に低かったため、自動装置を使用して米国で製造されたメモリよりも日本製のメモリの方が安かったのです。

したがって、IBM の歴史の中で第 2 世代のトランジスタマシンが登場したのはわずか 5 年間です。 System/360 ファミリの創設により、IBM は最後に、以前のモデルと互換性のないコンピュータをリリースするという贅沢を自らに許可しました。しかし最も重要なことは、これらのコンピューターがコンピューター業界に新しい現象を生み出し、いわゆるプラットフォームを生み出したことです。これは通常、部分的または完全にオープンなアーキテクチャを備えたハードウェアの業界標準として理解されており、サードパーティ企業が周辺機器を製造し、それに基づいて独自のシステムを構築できるようになります。

さらに、IBM は、ユーザーが System/360 シリーズコンピュータに簡単に移行できるように、以前のコンピュータの幅広いエミュレータやシミュレータを開発しました。システムを IBM System/360 ファミリに置き換えることで、ユーザーはこのシリーズのコンピュータを長年使用し、ソフトウェアを再設計するコストをかけずに、ますます強力なマシンに移行することができます。ソフトウェア互換性のあるコンピュータファミリの概念は、コンピュータ業界全体の標準になっています。今では広く知られているこのシリーズにより、同社はコンピューティング分野の誰もが認めるリーダーになりました。米国だけでも 2 万台以上の System/360 メインフレームが導入され、IBM はコンピュータ市場全体の 3 分の 2 を支配する機会を得ました。

6 年後の 1971 年、IBM は、モノリシック集積回路という新しい技術基盤に基づく System/360 の後継となる System/370 ファミリの最初の 2 つのモデル (370/135 および 370/195) を発表しました。 System/370 ファミリーのモデルの立ち上げは、1974 年に T. J. ワトソンジュニアの後任として T. V. ラーソンが主導しました。 IBMの社長として。新しいシリーズの登場は革命ではなく、以前のアイデアの進化でした。 System/370 シリーズのコンピュータはすでに完全に集積回路上に構築されており、System/360 シリーズと比較してパフォーマンスが向上しました。新しいマシンは信頼性が向上し、半導体メモリの使用によりサイズも小型化されました。

生産性の向上につながる最先端のソリューションがこれらのマシンにすぐに導入されたことは注目に値します。このように、IBM 360/67 モデルには動的アドレス変換装置が搭載されていました。 IBM 360/91 では、同時に実行できるすべての操作を検出する制御デバイスの機能が導入されました。共有 RAM に基づくマルチプロセッシングも IBM 360/67 に実装されました。この場合、プロセッサ間通信は、注文コードの送受信、注文コードのデコード、および信号を送信したプロセッサへの応答を提供する「プロセッサへの信号」コマンドによって提供されました。プロセッサ間で通信するために、12 個の新しいコマンドが追加されました。あるプロセスを別のプロセスで中断することが可能でした (たとえば、IBM System/360 モデル 65 MP の場合)。

1971 年に発売された System/370 モデル 145 は、メモリおよびロジック機能に大規模集積回路 (LIC) を使用した最初の汎用コンピュータでした。 SLT に代わる新しいテクノロジーにより、以前は複数のチップに配置されていた要素を 1 つのチップに統合することが可能になりました。このおかげで、System/370 マシンは、SLT テクノロジーを使用して構築された System/360 マシンよりも生産性が 3 ～ 5 倍高くなります。さらに、モデル 145 は磁気コアメモリを半導体技術に基づくメモリに置き換えました。

System/370-45 メインフレームは、「仮想メモリ」テクノロジを使用した最初の量産コンピュータの 1 つです。このテクノロジは、ソフトウェアの実行に必要な追加の RAM を収容するためにハードドライブのスペースを使用できるため、コンピュータの機能を拡張しました。論理分岐を動的に予測するためのコマンドの前向き表示が IBM 3081 マシンに実装され、周辺装置として中央コンピュータに接続されたプロセッサも生産性を向上させる手段になりました。非常に狭い種類の問題を解決するために特別な装置が開発されましたが、流通量が少なく、コストが高かったため、その使用は限られていました。

70 年代には、「1 つのコマンドで大量のデータ」という概念を実装したマトリックスプロセッサが普及しました。 IBM-3838 マトリックスプロセッサは、制御プロセッサ、最大 1 MB の容量を持つ RAM、5 つの処理要素、およびコンピュータとの交換速度 3 ～ 4.5 MB/s を提供するチャネルインターフェイスデバイスで構成されていました。マトリックスプロセッサのデータワードの長さは 32 ビットでした。マトリックスプロセッサは、最大 7 つのユーザータスクを同時に処理できます。すべてのプロセッサが、それぞれ独自のデータに対して 1 つのコマンドを同時に実行しました。マトリックスプロセッサのパフォーマンスは 30 MFLOPS または 100 MIPS と評価されました。

1983 年以来、System/370 Extended Architecture モデルの提供が始まりました。同社が得た経験により、ESA/370 アーキテクチャ、そして ESA/390 の作成が可能になりました。 1990 年に、メインフレームの 390 ファミリがリリースされました。これは、これらのファミリの以前のすべてのモデルと同様に、アプリケーションの上位互換性をサポートしていました。 1995 年に、S/390 Parallel Enterprise Server が登場しました。

1980 年代の終わりに IBM によって開発された次世代のスーパースカラ RISC テクノロジーは、POWER (Performance Optimization with Enhanced RISC) アーキテクチャです。 1990 年初頭に、RISC System/6000 シリーズが成功裏にデビューしました。同時に、AIX バージョン 3 と呼ばれる、IBM RS/6000 用の Unix OS のバージョンがリリースされました。1990 年に、IBM は 25,000 台の RS/6000 コンピュータを販売しました。 IBMの新規事業は同年末までに10億ドルに達した。

IBM は、十分にテストされたアプリケーション、高度なデータ保護、バックアップおよび災害復旧機能に関連するメインフレームに対するユーザーの取り組みを考慮しました。しかし、プロセッサあたり 60 MIPS の速度を実現するバイポーラチップ上のメインフレームでは、水冷が必要で、過剰な電力、特殊なエンジニアリング構造、広い面積が必要でした。代わりに、IBM は CMOS プロセッサーを搭載したメインフレームを提供し、消費者のコストが 70% 削減されました。

重要なことに、IBM は 1 年半ごとに CMOS メインフレームのパフォーマンスを 2 倍にしました。わずか 10 年で、CMOS ベースのマシンは 5 世代誕生しました。 10 プロセッサ構成の System/390 G5 メインフレームは、1 秒あたり最大 9 億の命令を実行できます。 IBM S/390 Parallel Sysplex テクノロジーにより、生産性をさらに向上させることができます。 IBM Parallel Sysplex クラスタリングアーキテクチャの不可欠な部分は、コンピューティングシステムを結合するテクノロジであり、これにより、複数のコンピュータが共通のデータフィールドと対話できるようになります。これを使用すると、システム可用性率は 99.999% に達します。

シスプレックスクラスタ内のサーバー間のトラフィック分散のバランスをとるために、IBM と Cisco Systems は共同開発した Generic Routing Encapsulation ソフトウェアを提供しています。これは両社の戦略的提携の成果の 1 つです。

S/390 プラットフォームは、SAP、People Soft、Oracle、Baan の ERP クラスのアプリケーションシステムを実行します。 IBM 自体は、DB2 DBMS での SAP R/3 アプリケーションのデータウェアハウス、検索メカニズム、情報分析を作成するためのソフトウェアとハードウェアのセットである IBM Treasure Series for S/390 を提供しています。

S/390 G5 のリリース後、IBM は世界のメインフレーム市場の 95% を獲得することに成功しました。 2000年に、その第6世代であるS/390 G 6が登場しました。

新世代 - zSeries

IBM が 2000 年 10 月にサーバーシステムのブランド変更を開始したとき、その変更はインターネットビジネスの増大する需要への対応として提示されました。同社の経営陣は、TCP/IP、HTML、Java、XML、Apache などのオープン標準と製品をすべてのプラットフォームで使用する意向と、急速に普及する Linux OS をサポートしたいとの意向を発表しました。このとき、メインフレームには、これらのシステムのゼロダウンタイムを強調するために設計された eServer zSeries という名前が付けられました。

zSeries システムのベースとなる z/Architecture は、S/390 アーキテクチャのバランスのとれたシステム概念を継承する、パフォーマンスと統合の新しい標準です。これらのシステムは、アドレス指定可能なメモリのボトルネックを排除し、事実上無制限の 64 ビットアドレス指定機能を提供し、予期せぬワークロードや成長するエンタープライズアプリケーションに対して膨大な余裕を提供します。

メインフレームの新しい主力製品は、e-ビジネスタスク用に最適化された IBM eServer zSeries 900 シリーズコンピュータです。これには、64 GB の RAM と I/O を備えた 64 ビットマルチプロセッサシステムと、それぞれ 24 GB/秒と 3 GB/秒のネットワークアダプタースループットが含まれています。 zSeries 900 のパフォーマンスは 2500 MIPS を超えます。最も重要なコンポーネントは、20 プロセッサの MCM (マルチチップモジュール) です。 16 個のプロセッサは SMP モードでアプリケーションタスクを実行するように設計されており、残りのプロセッサは入出力制御、エラー回復、暗号化保護などのシステム機能を実行します。

各システムは独立して動作することも、他の zSeries コンピュータや IBM S/390 システムとの並列シスプレックスクラスタの一部として動作することもできます。クラスターは、高いスケーラビリティと優れた可用性を提供します。 Parallel Sysplex テクノロジーを使用して、最大 32 台の zSeries 900 システムをクラスター化できます。

zSeries 900 の 15 個の論理区画は、複数のオペレーティングシステム (z/OS、z/VM、Linux for zSeries) を互いに独立して実行し、共有システムリソースにアクセスできます。

新しい低コストのエントリーレベル IBM zSeries 800 (以前のコード名 Raptor) のリリースにより、メインフレーム市場の価格プロファイルが根本的に変わりました。新しいシステムには、8 つの汎用モデルと完全な Linux を実行する独自のメインフレームなど、いくつかのバリエーションが用意されています。それらの主な違いは、プロセッサの数 (1 ～ 4) と RAM の量 (8 GB ～ 32 GB) です。

zSeries 800 のリリースにより、IBM は、これまでメインフレームを購入できなかった顧客に、zSeries テクノロジーの高い信頼性とパフォーマンスを提供できるようになりました。さらに、IBM は最新の Parallel Sysplex クラスタリングテクノロジーをエントリーレベルのメインフレームに初めて実装しました。このテクノロジーは、複数のメインフレームを 1 つのネットワーククラスターに組み合わせることで、ほぼゼロのダウンタイム、高いアプリケーション可用性、ビジネスの信頼性を提供することを思い出してください。

メインフレームの顧客は、エネルギー、スペース、管理コストを節約するために、既存のインフラストラクチャに新しい Web アプリケーションを追加することが増えています。 zSeries 800 システムは、ミッドレンジの顧客向けのサーバー統合オプション向けに設計されています。負荷全体を単一のメインフレームに移動することで、Web、ファイル、印刷、および電子メールサーバーで構成される高価で十分に活用されていないサーバープールを排除し、それによって管理を簡素化し、コストを削減します。 IBM z/VM 仮想マシンテクノロジーを使用することで、zSeries 800 システムは、20 台から数百台の Sun または Intel サーバーを単一の物理プラットフォーム上に統合できます。

最先端のテクノロジーを備えた zSeries 800 システムは、アプリケーションの開発、テストと運用、32 ビットプラットフォームから 64 ビットプラットフォームへのアプリケーションの移行、および新しい e-ビジネスワークロードのためのコスト効率の高い柔軟な環境を提供します。 zSeries 800 は、電力予備、並列シスプレックスクラスター、同時 I/O、システム障害検出時の IBM への自動報告など、IBM コンピューターに搭載されている自己修復および自己管理テクノロジーを活用しています。新しいメインフレームとともに、IBM は、WebSphere アプリケーションサーバー、DB2 データベース、MQSeries アプリケーションなどの e-ビジネスアプリケーションを実行するように設計された 64 ビット z/OS.e オペレーティングシステムの特別バージョンを発表しました。

現在入手可能な最も強力なエンタープライズ規模のシステムは、eServer zSeries 990 (コード名 T-Rex、「ティラノサウルス」) です。このようなシステムは、最大限の耐障害性、情報保護、高度なコンピューティング能力を必要とする金融部門やその他の業界の企業向けに設計されています。新しい IBM eServer zSeries 990 の価格は 100 万ドルからです。この新しいシステムは、1,200 人の IBM 開発者による 4 年間の努力の成果です。 IBM の担当者によると、ティラノサウルスの開発への投資は約 10 億ドルに達しましたが、このシステムにはそれだけの価値があります。

zSeries 990 は、IBM の 40 年の歴史の中で最も強力でスケーラブルなメインフレームであると考えられています。このサーバーは、zSeries 900 に比べて 2 倍の仮想化機能と約 3 倍の作業を実行する能力を備えています。顧客がシステムをオフラインにすることなく処理能力を向上できる新しい設計に加えて、製品設計が大幅に簡素化されています。

32 プロセッサーの zSeries 990 は、zSeries 900 の 3 倍である 9,000 MIPS パフォーマンスを提供します。このモデルには 2 倍のプロセッサーが搭載されており、システムをシャットダウンすることなくサーバーを 1 プロセッサーから 32 プロセッサーまで拡張できます。

zSeries 990 は、zSeries 900 の 2 倍の容量である最大 30 個の論理パーティション (LPAR) をサポートします。z/VM 4.4 を使用すると、顧客は単一の物理エンクロージャー内に数百の仮想 Linux サーバーを迅速に作成し、効率的に管理できます。 IBM の高度な仮想化テクノロジーにより、zSeries 990 は、サーバーファームのコストと管理コストを削減する必要がある場合の統合に適したプラットフォームになります。

独自のセキュリティ記録を破る新しい 16 プロセッサーの zSeries 990 は、Secure Sockets Layer (SSL) 経由で 1 秒あたり 11,000 トランザクションを処理できます。これは、16 プロセッサーの zSeries 900 システムと比較して 57% の増加です。SSL ハンドシェイクは、ブラウザーの下部バーに南京錠のアイコンを表示するものであり、電子ビジネスのトランザクションにとって重要であり、より安全なオンライン注文処理を可能にします。より多くの SSL トランザクションを処理できるということは、企業がより多くの顧客にサービスを提供し、より短い時間でより多くの売上を生み出すことができることを意味します。

メインフレーム上で実行される新しい e-ビジネスワークロードに高い接続性を必要とするお客様向けに、zSeries 990 システムは最大 512 個の I/O チャネルを提供し、前世代の機能を 2 倍にします。さらに、最大 16 個の HiperSocket が利用可能になり、同じ zSeries 990 システム内の仮想サーバー間に高速 TCP/IP 接続が提供されます (zSeries 900 の 4 倍の容量)。 IBM は、論理チャネルサブシステムと呼ばれる新しいテクノロジも導入しました。これにより、顧客は複数のメインフレームを 1 つの zSeries 990 システムに簡単に統合できます。zSeries 990 では、メモリ容量が 64 GB の 256 GB となり、zSeries 900 の 4 倍になります。 zSeries 990 の中心となるのは、マルチチップ MCM モジュールです。

記念日の贈り物

System/360 メインフレームの 40 周年にあたり、IBM は、IT 環境を簡素化する最先端のテクノロジーを搭載した eServer z890 を発表しました。このシステムにより、中堅企業向けに新たな価格条件の提供が可能となりました。さらに、IBM TotalStorage Enterprise Storage Server 750 が発表され、大規模ストレージシステムに対するプロフェッショナルなエンタープライズ機能を新しい顧客層に提供します。新しいメインフレームとストレージシステムを組み合わせることで、中堅企業は業界の最先端テクノロジーを使用して IT 環境を統合し、簡素化できるようになります。

z890 メインフレームは z990 テクノロジーに基づいて構築されており、高レベルの柔軟性、仮想化、自動化、および拡張性を提供します。最上位の z890 は、最上位の z800 のほぼ 2 倍の処理能力を備えており、その結果、各汎用 CPU のパフォーマンスがほぼ 100% 向上します。ただし、z890 メインフレームは、z800 よりもコンピューティング能力において全体的に大きな利点を提供する一方で、柔軟性が高く、エントリーレベルの z800 サーバーよりも 30% 以上少ない処理能力を提供するエントリーレベルのモデルで利用できます。さらに、IBM は z890 を 28 レベルの処理能力を備えた単一モデルとして提供するため、お客様はサーバーのサイズをビジネス要件に正確に合わせることができます。

IBM は、z890 および z990 システムに新しい機能を追加することで、メインフレームのイノベーションを推進し続けています。そこで、zSeries ベースの Web アプリケーションの統合を可能にするために、新しい zSeries Application Assist Processor (zAAP) テクノロジーが開発されました。これは、z/OS で動作するように特別に構成された業界初の Java ランタイム環境です。これは、単一サーバープラットフォーム上で Java テクノロジベースの Web アプリケーションを既存のコアビジネスアプリケーションおよびデータと統合したいと考えている顧客向けに設計されています。 zAAP テクノロジーは、zSeries プラットフォームにデプロイされた Java アプリケーションの全体的なコンピューティングコストを削減しながら、システム全体のパフォーマンスを向上させ、サーバーインフラストラクチャを簡素化し、運用効率を向上させます。

zAAP をサポートするために拡張された On/Off CoD (オン/オフキャパシティオンデマンド) は、並列シスプレックスクラスターシステムおよび Java ワークロードに追加のコンピューティングリソースを提供します。これにより、予期せぬ需要の変化に最大限の柔軟性を持って対応できます。

インフラストラクチャーを簡素化するために、OSA Express 統合コンソール・コントローラーは特定の周辺ハードウェアの必要性を排除し、コンソール・セッションごとに最大 120 の接続をサポートします。

z990 の機能強化には、最大 4 つの論理チャネルサブシステム、最大 1024 の I/O チャネルのサポート、およびネットワーク接続の改善も含まれており、IT プロフェッショナルが多機能環境で最も複雑なインフラストラクチャの管理を簡素化できるようになります。

新しいシステムとともに、IBM は z/OS 1.6 の新バージョンも導入しました。これは 2004 年 9 月にリリースされる予定です。この OS には、zAAP のサポートなど、z/OS 環境で Java ワークロードを統合するように設計された多くの機能拡張が含まれています。 Web サーバーアプリケーションのワークロード管理と IP ネットワークの可用性の向上。さらに、IBM は、C/C++ 用の 64 ビットアプリケーション環境と Java SDK を z/OS 1.6 に組み込む予定で、これによりスケーラビリティが向上し、アプリケーションの移植が容易になります。

仮想化機能が強化された新しいバージョンの z/VM は、ネットワーキング、セキュリティー機能、オープンデバイス (SCSI) のサポートが強化された Linux ホスティング向けに設計されています。 z/VSE V3R1 は、zSeries 顧客向けの次世代 VSE であり、オープンデバイス (SCSI) をサポートする予定です。 z/VSE オペレーティングシステムは 31 ビットモードで動作します。

メインフレームのセキュリティ技術

今年の初めに、IBM は新しいセキュリティー・テクノロジー (z/OS 1.5 メインフレーム・オペレーティング・システムのリリースの一部) を導入し、業界で初めてマルチレベルのセキュリティー・システムの集中管理を実装しました。

IBM DB2 Universal Database for z/OS バージョン 8 と併せて、IBM ソリューションは zSeries メインフレームに多層セキュリティを提供し、法規制の要件を満たすのに役立ち、電子ホスティングの新たな可能性を切り開きます。このテクノロジーは、政府やその他の組織間での機密情報の共有も改善します。

マルチレベルのセキュリティ技術により、IS 管理者はユーザーのニーズや資格情報に基づいて情報へのアクセスを提供できます。機密情報の不正アクセスや漏洩を防ぎます。

IBM z/OS 1.5 および DB2 V8 を使用すると、統合された行レベルのデータストレージを管理し、個人のニーズに基づいてユーザーデータにアクセスできます。たとえば、ユーザーに最高レベルのセキュリティクリアランスが割り当てられている場合、そのユーザーは通常のユーザーよりもデータベースを使用する権限が高くなります。

新しい IBM ソリューションを導入すると、組織は機密データを保護するためにインフラストラクチャを複製する必要がなくなり、IT、ホスティング、管理コストの削減につながります。また、異なるソースからの情報を組み合わせる必要がないため、データの可用性、共有、管理が向上します。

ご存知のとおり、インフラストラクチャの重複を排除し、セキュリティレベルを向上させて異なる部門間の情報共有の組織を簡素化したいと考えている政府機関にとって、多層セキュリティの一元管理は重要な課題です。 IBM z/OS および DB2 ソフトウェアは、民間企業がセキュリティを実現し、安全なホスティングサービスを提供する新たな可能性を開くのに役立ちます。

多層 z/OS セキュリティーでは、IBM eServer zSeries の強力な暗号化セキュリティー、高可用性、スケーラビリティー、および柔軟性を活用して、安全な環境を確保できます。

結論

前世紀の 90 年代には、ネットワークに接続されたパーソナルコンピューターを使用すればすべての問題が解決できるという印象がありました。少し後に、インターネットがメインフレームに取って代わることになりました。しかし、今日の現実が示しているように、IT 業界の怪物たちの市場での地位を揺るがすことはできませんでした。実際、PC はビジネスでも日常生活でもコンピュータの範囲を広げただけですが、メインフレームでしか解決できないタスクは依然として多くあります。

メインフレームは企業運営のミッションクリティカルな領域で使用されており、その耐用年数は数十年単位になることがあります。したがって、これらのマシンの多くは今でも正常に動作しています。新世紀に入り、メインフレームへの関心が再び高まっています。その高い信頼性と性能は、不朽の価値を持ち続けています。メインフレームはインターネット時代に完全に適合します。そしてもしかしたら、インターネットは彼らの進化の手段の 1 つにすぎないのかもしれません。一部の専門家によると、たとえばメインフレームはウイルスに対して事実上無敵であるため、サイバー攻撃に対する保険を検討している企業を惹きつけています。

メインフレームは、科学や工学からビジネスに至るまで、大規模なコンピューティング能力を必要とするほぼすべての問題の解決に適しています。これらはバランスのとれたマルチプロセッサアーキテクチャを備えており、OS の複数の独立したコピーを起動する機能を備えています。アーキテクチャのスケーラビリティにより、プロセッサとメモリの数を増やしても、制御され計算されたパフォーマンスの向上が可能になります。このようなシステムの大量の RAM は、大規模な常駐データベースの維持から、たとえばヒトゲノム研究や海洋石油探査などの分野での複雑な科学計算に至るまで、多くのアプリケーション分野でこれまで利用できなかった新しい機能を生み出します。

IBM System/360 に関する最初の記事を書き始めたとき、それが一連の記事になるとは思っていませんでしたが、この革新的なシステムは非常に広範で興味深いものであることがわかりました。すでに 3 つの記事 (第 1 回、第 2 回、第 3 回) が公開されており、私はこれを書いていますが、このトピックはまだ書き尽くされていないことを理解しており、System/360 については長く書くことができます。今回は、周辺機器と System/360 での外部デバイスの操作について説明します。

チャンネル

当時の周辺デバイスはそれほど高速ではないことが多かったので、いわゆる「チャネル」はそれらと連携することを目的としていました。これは、デバイスとメインメモリの間で情報を転送するように設計された、命令セットが削減された別個のプロセッサです。チャネルの概念は、現代の DMA に少し似ています。動作原理に従って、チャネルはバイトマルチプレクサチャネルとセレクタチャネルに分割されました。前者は低速デバイス (プリンタ、パンチャー、パンチカードリーダー) で動作することを目的としており、後者は高速デバイス (磁気ディスク、テープ、外部メモリセル) で動作することを目的としています。「非標準」モデル 20 を除くほとんどすべての System/360 マシンには、バイトマルチプレクサチャネルと 1 つ以上のセレクタチャネルが装備されていました。よりシンプルなモデルではチャンネルは統合されていますが、上位モデルでは別々のキャビネットの形で作られています。

名前から容易に理解できるように、マルチプレクサチャネルは、コンピュータの RAM 内の 1 つのチャネルを介して複数のデバイスからのデータを一度に交換できるようにします。ほとんどの場合、このチャネルのアドレスは 0 であり、C0 から FF までのアドレスがサブチャネルのアドレス指定に使用されていました。たとえば、テープドライブはアドレス 0C0 ～ 0C7、00E/00F: 1403-N プリンタ、010 ～ 013: 3211 プリンタ、020-0BF: 270x ファミリの通信デバイスにありました。これらのアドレスは、z/VM 仮想マシンで引き続き使用されます。

セレクターチャンネルにより、より高速なデバイスの接続が可能になりました。通常、制御モジュールはデバイスとチャネルの間に配置され、同じタイプの複数のデバイスを組み合わせて、それらのデバイスから 1 つ以上のチャネルに並列または直列でデータを送信できるようになり、接続を変更することが可能になりました。最適なパフォーマンスを実現するためのオプション。

モデル 85 および 195 では、IBM は新しいタイプのチャネル - ブロックマルチプレクサーを導入しました。これらのチャネルにより、接続されたデバイスはデータ送信の準備ができるまでチャネルの現在のプログラムを一時停止できるため、他のデバイス用にチャネルが解放されます。これらのチャネルは元々、2305 ファミリの固定ヘッドドライブで動作するように設計されていました。

コンポーネントの命名

IBM は、新しいデバイスをマークするためのデジタルコードのシステムを開発しました。これらには、2 で始まる 4 桁のコードが付けられていました。System/360 が登場する前にすでに存在していた多くの古い装置には、そのマークが残っています (たとえば、同じモナリザの複製を印刷した 1403 ファミリーの有名なプリンター)。

デバイスには次のように番号が付けられました。

20xx: 算術プロセッサ (IBM 2030、IBM System/360 Model 30 中央処理装置など)
21xx: プロセッサーに密接に接続された電源およびその他の機器 (IBM 2167 構成モジュールなど)
22xx: さまざまな出力デバイス (CRT モニターなど) IBM 2250 および IBM 2260、IBM 2203 - System/360 モデル 20 プリンター
23xx: IBM 2311 および IBM 2314 ディスクドライブ、または IBM 2321 データセルなどの直接アクセスストレージデバイス。ホストストレージデバイス (IBM 2361 - 大容量ストレージ、IBM 2365 - プロセッサストレージ) にも使用されます。
24xx: IBM 2401、IBM 2405、IBM 2415 などのテープドライブ
25xx: IBM 2501 カードリーダー、IBM 2520 パンチ、IBM 2540 リーダー/パンチ、IBM 2560 多機能カードマシンなどのパンチカードデバイス
26xx: IBM 2671 リーダーなどの紙テープを扱うためのデバイス
27xx: 通信機器 (IBM 2701、IBM 2705、IBM 2741 対話型端末など)
28xx: チャンネルとコントローラー。たとえば、IBM 2821、IBM 2841、および IBM 2844 制御モジュール
29xx: IBM 2914 データリンクスイッチや IBM 2944 データリンクリピーターなどのその他のデバイス

直接アクセスストレージデバイス

2302 は以前の 1302 モデルをベースにしており、2 つの 112.79 MB モジュールを備えたモデル 3、または 4 つの同様のモジュールを備えたモデル 4 として利用可能な 156 KB/秒のハードドライブでした。

2311 は IBM 1311 の更新バージョンであり、IBM 1316 リムーバブルディスクパッケージを使用できるようになりました。理論上のドライブ容量は 7.2 MB でしたが、実際にはすべてがフォーマットに依存しました。たとえば、System/360 Model 20 で使用した場合、このドライブには 5.4 MB の空き領域しかありませんでした。

IBM 1316 ディスクパッケージは、今日の標準からすると巨大であると考えられます。直径約36cmの6枚のディスクを共通のスピンドルに6枚ずつ取り付けた。スタックの最上部と最下部のサーフェスにはデータが含まれていなかったため、記録に使用できるサーフェスは 10 個ありました。すべての読み取り/書き込みヘッドは 1 つのユニットに結合され、一緒に移動しました。トラック数は 203 でした。ヘッドの移動数を減らすために、データはディスクの表面に上から下に「垂直」に記録され、「シリンダー」を形成しました。磁気テープと同様に、セクターサイズは可変です。

その後、1966 年に、28 MB の容量を持つ更新された 2316 ディスクパッケージを使用する 2314s ドライブが登場しました。

容量よりも読み取り/書き込み速度が重要な場合には、トラックごとに別個のヘッドが使用されるドラムドライブが使用されました。最初のモデルの容量は約 4 MB で、動作速度は 303.8 Kb/s に達しました。その後、ドラムドライブはディスクドライブに置き換えられ、同様にトラックごとに個別のヘッドが搭載されました。これは、たとえば、1970 年に導入された IBM 2305 です。ドライブディスクは 6000 rpm の速度で回転し、データ交換速度は 3 MB/秒にも達し、5 MB と 11 MB の容量が利用可能でした。

このようなデバイスは、容量が小さく価格が高いにもかかわらず、たとえばオーバーレイ (RAM に動的にロードされるプログラムモジュール) をホストするために需要がありました。

さらに高価で珍しいソリューションは、IBM 2321 Data Cell でした。このドライブは、いわゆる「メモリセル」で動作し、それぞれのメモリセルには 200 本の磁気テープが含まれており、個別に巻き戻したり読み出したりすることができます。 IBM 2321 では、これらの「セル」を最大 10 個までインストールでき、最大 4 億バイトのストレージを提供できました。最大 8 台の IBM 2321 を IBM 2841 制御モジュールに接続できるため、最大 3 GB のストレージを提供できます。アクセス時間は、フィルムの位置に応じて 95 ～ 600 ミリ秒の範囲でした。

したがって、データセルはハードドライブとテープドライブの間の非常に優れた妥協案でした。 IBM 2311 ハードドライブと比較して、IBM 2321 はわずか 7 倍のアクセス速度で 55 倍のデータを保存できます。

Data Cell は 3 つの別々のドライブを使用していたため、それらを潤滑するためにほぼ 20 リットルの機械油が機械に注入され、圧力下でシステム内を循環しました。これにより、漏れに関する多くの話が生まれましたが、ほとんどの場合は真実ではありませんでした。取り外し可能なモジュールには短いテープ片が大量に含まれているため、それらは麺に例えられることがよくありました。

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