Мейнфреймы IBM отметили 50-летний юбилей

В наше время производители компьютеров не всегда используют термин «мэйнфрейм» для обозначения больших электронно-вычислительных машин. Вместо этого большинство из них называют так компьютеры для коммерческого использования (большие или маленькие) либо серверы. Причем к мэйнфреймам относят самый большой тип сервера, использующийся сейчас. IBM, например, называет так свой сервер z9.

Что такое мэйнфрейм? Согласно одной из распространенных точек зрения, это компьютер, который может поддерживать тысячи приложений и устройств ввода/вывода, а также обслуживать одновременно тысячи пользователей.

Применение мэйнфреймов в качестве серверов и хранилищ данных

Мэйнфрейм. Взгляд в будущее

Что такое мэйнфрейм как сервер? Производство таких машин постоянно наращивается. Бизнес нуждается в больших комплектах серверов, включающих серверы транзакций, баз данных, электронной почты и веб-серверы. Большие комплекты иногда называются серверными фермами. Для реализации их функций могут применяться различные по объему средства: от кластеров смонтированных на стойке персональных компьютеров до самых мощных мэйнфреймов, производимых на данный момент.

Введение

Начало истории мейнфреймов положила реализация в 1964 году универсальной вычислительной системы System/360, которая обошлась фирме IBM примерно в пять млрд. долларов. Терминология «мейнфрейм» произошла от наименования стандартных стоек процессоров этой фирмы. В течение значительного периода времени (примерно двадцати лет) система System/360 безусловно лидировала на компьютерном рынке. Аналоги этой системы производили многие страны, в числе которых был и СССР с серией машин ЕС ЭВМ.

Сегодня мейнфреймы компании IBM функционируют примерно в 25000 фирм и организаций практически во всех странах, не учитывая множество аналогов этих систем. В России насчитывается по различным данным от 1500 до 7000 (с учётом аналогов). Примерно 70 % всей мировой информации промышленных компаний сохранены именно на мейнфреймах.

Готовые работы на аналогичную тему

  • Курсовая работа Что такое мейнфрейм 470 руб.
  • Реферат Что такое мейнфрейм 280 руб.
  • Контрольная работа Что такое мейнфрейм 250 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту Узнать стоимость

Централизованные и распределенные вычисления

Современные мэйнфреймы

Наличие мэйнфрейма в организации часто определяет централизованную форму вычислений в противовес распределенной форме. Централизация данных в одном хранилище мэйнфрейма ограждает пользователей от необходимости обновления более одной копии коммерческих данных. Это, в свою очередь, увеличивает вероятность того, что данные являются актуальными.

Разница между централизованными и распределенными вычислениями постепенно расплывается. По мере того как маленькие машины начинают увеличивать свои мощности обработки, мэйнфремы становятся более гибкими и универсальными.

Что такое мэйнфрейм в условиях современного рынка? Быстро меняющийся рынок постоянно требует от бизнеса переоценивать стратегии развития информационных технологий. В результате в большинстве случаев мэйнфреймы не используются в сочетании с сетями из небольших серверов. Способность динамически перераспределять аппаратные и программные ресурсы (процессоры, память и соединения), в то время как приложения продолжают функционировать, подчеркивает гибкий развивающийся характер современных мэйнфреймов.

Мейнфреймы IBM отметили 50-летний юбилей

07.04.2014 [13:00], Сергей Карасёв hardware ibm история компьютер компьютеры мейнфрейм мэйнфрейм сервер серверы юбилей

Сегодня, 7 апреля, исполняется ровно 50 лет с момента появления универсальной компьютерной системы IBM System/360, положившей начало истории мейнфреймов.

Под мейнфреймами понимают универсальные высокопроизводительные комплексы с высокой отказоустойчивостью и значительными ресурсами ввода-вывода. Такие системы отличаются большим объёмом оперативной и внешней памяти. Они предназначены для решения критически важных задач с интенсивной пакетной и оперативной транзакционной обработкой.

По сути, мейнфреймы появились в 50-х годах прошлого века. В те времена такие системы были не просто самыми большими компьютерами, они были единственными существующими компьютерами, и лишь некоторые предприятия могли позволить себе их приобретение.

В 1960-х годах ход истории вычислительной техники значительно изменился, когда производители мейнфреймов начали стандартизацию аппаратного и программного обеспечения. И именно появление IBM System/360 (или S/360) в 1964-м дало начало истории мейнфреймов в их традиционном понимании.

Дело в том, что предыдущие системы, такие как 1401, были предназначены для использования либо в коммерческой, либо в научной сфере. Комплекс S/360 мог решать оба вида задач, что делало его революционным на момент выхода. Название S/360 указывает на широкую сферу применения архитектуры — 360 градусов, охватывающие полный круг возможных областей использования.

Кроме того, S/360 был первым компьютером, использовавшим микрокод для реализации многих машинных инструкций, в отличие от систем, в которых все машинные инструкции были реализованы на аппаратном уровне. Вместе с S/360 появились понятия подсистемы ввода-вывода и параллельных каналов (каналов параллельной передачи данных на устройства ввода-вывода).

«System/360 была самым значительным и рискованным решением, которое я когда-либо принимал. Я сомневался в нём на протяжении недель, но в глубине души я знал, что для IBM нет ничего невозможного», — говорил Томас Уотсон младший, бывший глава IBM.

Сейчас мейнфреймы IBM используются в более чем 25 тыс. организаций по всему миру, в России их, по разным оценкам, от 1500 до 7000 (с учётом клонов). Около 70 % всех важных бизнес-данных обрабатываются на мейнфреймах.

Постоянный URL:

Характеристики мэйнфреймов

К характеристикам относятся:

  • высокая надежность и безопасность,
  • большое количество средств ввода-вывода,
  • большие коэффициенты использования вычислительных и аппаратных средств, позволяющие обеспечить большую пропускную способность,
  • высокая стабильность, позволяющая мэйнфреймам устойчиво работать непрерывно на протяжении десятков лет,
  • высокая доступность, являющаяся одной из основных причин их долголетия, это объясняется тем, что они используются в приложениях, где простои нежелательны и даже катастрофичны.

Цена вопроса

Кто-то спросит: а разве нельзя построить близкую по классу обслуживания инфраструктуру на кластере х86? И разве не может Linux с тем же успехом работать на «персоналках»? Конечно, это возможно. Но вложить в такое решение придется никак не меньше средств, чем в мэйнфрейм. Да, мэйнфрейм требует изначально больших затрат, как и всякая техника класса hi-end. Но в долгосрочной перспективе затраты на ЦОД, построенный на любой другой платформе для тех же задач и с аналогичными параметрами, будут не ниже, а возможно, даже выше, чем затраты на ЦОД, работающий на мэйнфреймах.

И главное, не надо забывать, что всей созданной вычислительной инфраструктурой нужно управлять. Мэйнфреймы интересны тем, что в них заложено простое и надежное управление сложными процессами за счет высокой концентрации вычислительных средств. Добиться такого уровня управляемости на х86 будет сложно и вложить в это придется много.

В мэйнфрейме помимо процессоров, выделяемых пользователям, работает на порядок больше процессоров разного класса, которые обслуживают вычислительную инфраструктуру, – канальные процессоры, процессоры, отслеживающие состояние компонентов и блоков системы, и т. д. В архитектуре х86 «обслуживающая периферия» невелика, и ее еще нужно организовать. Поэтому, как показывает практика, на стандартной архитектуре можно создать систему близкую к мэйнфрейму по сервисным показателям, но по показателям надежности и эксплуатационным характеристикам – нет. Неспроста всевозможные эмуляторы мейнфреймов для х86 так и остались по сей день эмуляторами. Они могут быть хороши для целей разработки, но не более того.

Различие между мэйнфреймами и суперкомпьютерами

Суперкомпьютер Summit

Суперкомпьютеры – это мощные компьютеры, предназначенные для обработки данных с максимально возможной скоростью. Например, анализ и предсказание прогнозов погоды осуществляются суперкомпьютерами. Данные компьютеры очень дорогие и потребляют очень много электроэнергии.

Назначение мэйнфрейма – проведение вычислений с применением больших объемов данных. Данные компьютеры в основном используются в больших организациях. Они предоставляют доступ к данным, хранящимся в больших базах данных.

Таким образом, основное отличие мэйнфреймов от суперкомпьютеров заключается в их назначении. Мэйнфреймы применяются, как правило, в качестве серверов, в то время как суперкомпьютеры используются для решения научных задач.

Уникальность решений

Бытует мнение, что наиболее правильный подход при построении крупных ЦОД на базе мэйнфреймов, особенно класса hi-end, – реализация универсальных, «коробочных» решений. Использовать мэйнфрейм для таких целей – все равно что отдать скрипку Страдивари для обучения в начальных классах музыкальной школы.

Все крупные ЦОД, построенные на мэйнфреймах, уникальны, они создаются под конкретных заказчиков и конкретный круг задач. В целом все такие ЦОД можно разделить на две большие группы: ЦОД, которые решают специализированные задачи, и ЦОД, предназначенные для массового обслуживания. К первой группе относятся дата-центры, где мэйнфреймы используются для развертывания специализированных систем, например банковских, систем бронирования, ERP и т. п. Для таких задач мэйнфреймы используются в силу того, что они способны обеспечить очень стабильную и высоконадежную вычислительную среду. В ЦОД второй группы мэйнфреймы применяются для консолидации тех или иных нагрузок. Например, для консолидации серверов, когда в качестве гипервизора используется операционная система z/VM, а в качестве гостевой системы – Linux. Такое решение позволяет развертывать сотни образов Linux на одной физической машине. Подобные структуры хорошо подходят для организации облачных вычислений.

Особенности Mainframe

Давайте разберем основные составляющие компоненты, которые обеспечат работу Mainframe. Для достижения поставленных целей, команда Mainframe будет реализовывать наиболее технологичные решения для шифрования и передачи информации между пользователями. Чтобы сообщения отправляемые в сети, команда будет использовать технологию Dark Routing.

Как и положено блокчейн проектам, сеть Mainframe будет децентрализованной, и будет распределена между узлами. Узлы, будут получать вознаграждение за поддержание работы сети.

Выше, мы уже сказали, что Mainframe будет состоять из нескольких приложений. Первым Dapps стал мессенджер Onyx, который был представлен общественности в конце 2020 года. Его вы можете скачать на официальном сайте – mainframe.com, установить на любой вид устройства и начать использовать по назначению.

Катастрофоустойчивость

Еще одно заблуждение возникло, когда на рынке были представлены кластерные решения на мэйнфреймах. Эти кластерные системы преподносились как одновременно решающие задачи и обеспечения высокой доступности (High Availability), и катастрофоустойчивости (Disaster Recovery). Многие поняли это буквально. Действительно, расстояние, на которое можно разнести мэйнфреймы, может достигать 100 км и более. Но не надо забывать про каналы связи. Нагрузка на сеть, которая связывает узлы кластера, такова, что справиться с ней можно только при длине кабелей не более 10, в редких случаях до 20 км.

Обеспечение непрерывности вычислений и обеспечение катастрофоустойчивости – задачи различной природы, и решаются они с помощью разных механизмов. В катастрофоустойчивом решении, как правило, не используются синхронные связи, поскольку решение это довольно затратное. При создании катастрофоустойчивого решения нужно придерживаться принципа разумной достаточности, применяя его лишь к тем данным и приложениям, которые действительно того стоят.

Уменьшить стоимость катастрофоустойчивого решения позволяет предложение IBM Capacity Backup Upgrade (CBU). На резервной машине активируются минимальные ресурсы, но в случае катастрофы в течение 90 дней ее можно использовать в той же конфигурации, что и основную машину. Причем без изменения платы за лицензии на программное обеспечение от IBM. В целях тестирования плана аварийного восстановления эту опцию можно включать на десять дней до десяти раз. Предложение CBU может заключаться на срок от одного до пяти лет с возможностью продления. На Западе такая возможность активно и успешно используется.

Масштабируемость

Стоит напомнить, что мэйнфреймы – хорошо масштабируемые системы. Масштабирование может выполняться либо на уровне микрокода, либо путем добавления физических компонентов, как правило, процессорных книг.

Процессорная книга в составе мэйнфрейма enterprise-класса содержит так называемый Multi Chip Module (MCM) – большую интегральную микросхему, на которой находятся процессорные микросхемы, а также память, элементы диагностики, управления питанием и охлаждением. В каждой процессорной микросхеме имеется определенное количество процессорных ядер, доступных для работы на мэйнфрейме. Каждое ядро может иметь свое функциональное назначение: CP – универсальный процессор, Linux-процессор, процессор ввода-вывода, информационный сопроцессор, Java-сопроцессор и т. д. Поскольку все ядра имеют одну и ту же физическую основу, их функциональные роли задаются на уровне микрокода и опять-таки на уровне микрокода могут быть переназначены в зависимости от текущих потребностей заказчика.

Сегодня оба варианта масштабирования – и путем микрокодирования, и путем добавления процессорных книг – как правило, осуществляются без остановки работы системы.

Не лишним будет напомнить и об опции Capacity on Demand, позволяющей приобрести мэйнфрейм с небольшим количеством активированных ядер (такое решение обойдется значительно дешевле системы, в которой все ядра рабочие) и включать дополнительные ядра по мере необходимости. В мире эта опция успешно используется.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий