Мэйнфрейм

Мэйнфрейм ( англ. Mainframe ) - Данный термин имеет два основных значения:

  • Большая универсальная ЭВМ - высокопроизводительный компьютер со значительным объемом оперативной и внешней памяти, предназначенный для организации централизованных хранилищ данных большой емкости и выполнения интенсивных вычислительных работ.
  • Компьютер с архитектурой IBM System/360, 370, 390, zSeries.

История

Историю мейнфреймов принято отсчитывать с появления в 1964 году универсальной компьютерной системы IBM System/360, на разработку которой корпорация IBM потратила $ 5 млрд. Сам термин "мэйнфрейм" происходит от названия типовых процессорных стоек этой системы. В 1960-х - начале 1980-х годов System/360 была безоговорочным лидером на рынке. Ее клоны выпускались во многих странах, в том числе - в СССР (серия ЕС ЭВМ).

Мэйнфреймы IBM используются в более чем 25 000 организациях по всему миру (без учета клонов). Около 70% всех важных бизнес-данных хранятся на мэйнфреймах.

В начале 1990-х начался кризис рынка мейнфреймов, пик которого пришелся на 1993 год. Многие аналитики заговорили о полное вымирание мэйнфреймов, о переходе от централизованной обработки информации к распределенной (с помощью персональных компьютеров, соединенных двухуровневой архитектурой "Клиент-сервер"). Многие стали воспринимать мэйнфреймы как вчерашний день вычислительной техники, считая Unix - и PC -серверы более современными и перспективными.

Важной причиной резкого уменьшения интереса к мейнфреймам в 80-х годах было бурное развитие PC и Unix-ориентированных машин, в которых благодаря применению новой технологии создания КМОП -микросхем удалось значительно уменьшить энергопотребление, а их размеры достигли размеров настольных станций. В то же время для установки мейнфреймов требовались огромные площади, а использование устаревших полупроводниковых технологий влекло за собой необходимость водяного охлаждения. Итак, несмотря на их вычислительную мощность, из-за дороговизны и сложности обслуживания мейнфреймы все меньше пользовались спросом на рынке вычислительных средств.

Еще один аргумент против мейнфреймов состоял в том, что в них не соблюдается основной принцип открытых систем, а именно - совместимость с другими платформами. Руководство компании IBM, основного производителя аппаратного и программного обеспечения мэйнфреймов, сприйнаяло критику конструктивно и выработало кардинально новую стратегию в отношении этой платформы с целью резко повысить производительность снизить стоимость владения, а также добиться высокой надежности и доступности систем. Достижению этих планов способствовали важные изменения в технологической сфере: на смену биполярной технологии изготовления процессоров для мэйнфреймов пришла технология КМОП. Переход на новую элементную базу позволил значительно снизить уровень энергопотребления мейнфреймов и упростить требования к системе электропитания и охлаждения (водяное охлаждение было заменено воздушным). Мэйнфреймы на базе КМОП-микросхем быстро набрали производительность и теряли габариты. Кардинальные же событием стал переход на 64-разрядную архитектуру zArchitecture. Современные мэйнфреймы перестали быть закрытой платформой: они способны поддерживать на одной машине сотни серверов с различными ОС, в том числе Linux.

Согласно одному из прогнозов Gartner Group, последний мэйнфрейм предполагалось устранить в 1993 году. Срок этого прогноза давно закончился, а рынок мейнфреймов остается стабильным, и их продажи ежегодно растут.

С 1994 года вновь начался рост интереса к мэйнфреймов. Дело в том, что, как показала практика, централизованная обработка на основе мейнфреймов решает многие задачи построения информационных систем масштаба предприятия проще и дешевле, чем распределена.


Характеристики

  • Среднее время наработки на отказ оценивается в 12-15 лет. Надежность мейнфреймов - это результат почти 60-летнего их совершенствования. Мэйнфреймы могут изолировать и исправлять большинство аппаратных и программных ошибок.
  • Дублирование. Резервные процессоры. Запасные микросхемы памяти. Альтернативные пути доступа к периферийных устройств. Горячая замена всех элементов вплоть до каналов, плат памяти и центральных процессоров. Группа разработки VM / ESA потратила уже двадцать лет на удаление ошибок из операционной системы, и была в результате создана система, которую можно использовать в самых случаях.
  • Целостность данных. В мэйнфреймах используется память, исправляет ошибки. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти, или данных, ожидающих устройства ввода-вывода. Дисковые подсистемы построены на основе RAID -массивов с горячей заменой и встроенных средств резервного копирования гарантируют от потерь данных.
  • Рабочая нагрузка мейнфреймов может составлять 80% -95% от их пиковой производительности.
  • Пропускная способность подсистемы ввода-вывода мэйнфреймов разработана так, чтобы работать в среде с высоким рабочим нагрузкам на ввод-вывод. Ряд тестов показал, что мэйнфрейм может обрабатывать на 400-500% интенсивнее ввода-вывода чем SUN E10000 или серверы HEWLETT-PACKARD класса T.
  • Масштабирование может быть как вертикальным так и горизонтальным. Вертикальное масштабирование обеспечивается линейкой процессоров с производительностью от 5 до 200 MIPS и наращиванием до 12 центральных процессоров в одном компьютере. Горизонтальное масштабирование реализуется объединением ЭВМ в ParallelSysplex - многомашинный кластер, выглядит с точки зрения пользователя единственным компьютером. Всего в ParallelSysplex можно объединить до 32 машин. Географически распределенный ParallelSysplex называют GeoPlex. В случае использования ОС VM для совместной работы можно объединить любое количество компьютеров. Программное увеличение - на одном мэйнфреймов может быть сконфигурирован фактически безграничное количество различных серверов. Причем все серверы могут быть изолированы друг от друга так будто они выполняются на отдельных выделенных компьютерах и в то же время совместно использовать аппаратные и программные ресурсы и данные.
  • Доступ к данным. Поскольку данные хранятся на одном сервере, приложения не требуют сбора исходной информации из множества источников, не требуется дополнительное дисковое пространство для временного хранения, возникают сомнения в их актуальности. Требуется небольшое количество необходимых физических серверов и значительно проще программное обеспечение. Все это, в совокупности, ведет к повышению скорости и эффективности обработки.
  • Использование дискового пространства. Объем базы данных и его отношение к требуемой для размещения объема физического диска, пути доступа к дисковой подсистеме, пропускная способность ввода-вывода, достаточное для загрузки процессора (бред какой-то, что автор хотел сказать?).

Результаты тестирования специально настроенных под эталонные тесты систем, представленные на сайте TPC показывают, что в UNIX дисковое пространство используется на 20% -30%. Для S/390 к. п. д. для дисковых систем находится в диапазоне 65% -75%. Если мы примем размер базы данных 700 GB, типичный для большинства пользователей, мы увидим что для нее потребуется дисковая подсистема в 2.8 ТБ при UNIX и 1 ТБ для S/390. На самом деле требуется рассматривать два типа рабочей нагрузки: один организован и оптимизирован для OLTP и эффективной пакетной обработки, и второй - оптимизированный для систем добычи данных и бизнес- приложений. В этом случае требование к емкости дисковой подсистемы составит 5,6 ТБ для UNIX, на 2 ТБ для S/390. (Бред продолжается: где ссылка на упомянутые тесты, когда они проводились, с какой стати размер базы данных 700 GB является "типичным для большинства пользователей "и вообще, с какого потолка взяты приведенные здесь цифры?) (Сайт, с которого взяты" цифры с потолка ": http://www.tpc.org)

  • Защита. Встроенные в аппаратуру возможности защиты, такие как криптографические устройства и Logical Partition, и средства защиты операционных систем дополнены программными продуктами RACF или VM: SECURE, обеспечивают совершенный защиту.
  • Сохранение инвестиций - использование данных и существующих приложений, не влечет дополнительных расходов по приобретению нового программного обеспечения для другой платформы, переобучению персонала, перенос данных. Пользовательский интерфейс всегда оставался слабейшего месту мэйнфреймов. Сейчас же стало возможно для приложений мэйнфреймов, в кратчайшие сроки и при минимальных затратах, обеспечить современный Интернет-интерфейс.

В настоящее время майнфреймы IBM занимают главное место на мировом рынке. Так же на рынке со своей продукцией присутствуют фирмы Hitachi, Amdahl и Fujitsu.