Мейнфрейм
Мэйнфре́йм (от англ. mainframe) — данный термин имеет два основных значения.
- Большая универсальная ЭВМ — высокопроизводительный компьютер со значительным объёмом оперативной и внешней памяти, предназначенный для организации централизованных хранилищ данных большой ёмкости и выполнения интенсивных вычислительных работ.
- Компьютер c архитектурой IBM System/360, 370, 390, zSeries.
История
Историю мэйнфрэймов принято отсчитывать с появления в 1964 году универсальной компьютерной системы IBM System/360, на разработку которой корпорация IBM затратила 5 млрд долларов. Сам термин «мэйнфрэйм» происходит от названия типовых процессорных стоек этой системы. В 1960-х — начале 1980-х годов System/360 была безоговорочным лидером на рынке. Её клоны выпускались во многих странах, в том числе — в СССР (серия ЕС ЭВМ).
Мэйнфрэймы IBM используются в более чем 25 000 организациях по всему миру (без учёта клонов), в России их по разным оценкам от 1500 до 7000 (с учётом клонов). Около 70 % всех важных бизнес-данных обрабатываются на мэйнфрэймах.[источник не указан 5639 дней]
В начале 1990-х начался кризис рынка мэйнфрэймов, пик которого пришёлся на 1993 год. Многие аналитики заговорили о полном вымирании мэйнфрэймов, о переходе от централизованной обработки информации к распределённой (с помощью персональных компьютеров, объединённых двухуровневой архитектурой «клиент-сервер»). Многие стали воспринимать мэйнфрэймы как вчерашний день вычислительной техники, считая Unix- и PC-серверы более современными и перспективными.
Важной причиной резкого уменьшения интереса к мэйнфрэймам 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 мэйнфрэймов требовались огромные площади, а использование устаревших полупроводниковых технологий влекло за собой необходимость водяного охлаждения. Так что, несмотря на их вычислительную мощь, из-за дороговизны и сложности обслуживания мэйнфрэймы всё меньше пользовались спросом на рынке вычислительных средств.
Ещё один аргумент против мэйнфрэймов состоял в том, что в них не соблюдается основной принцип открытых систем, а именно — совместимость с другими платформами.
Отнесясь к критике конструктивно, руководство компании IBM, основного производителя аппаратного и программного обеспечения мэйнфрэймов, 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 перемены в технологической сфере: на смену биполярной технологии изготовления процессоров для мэйнфрэймов пришла технология КМОП. Переход на новую элементную базу позволил значительно снизить уровень энергопотребления мэйнфрэймов и упростить требования к системе электропитания и охлаждения (водяное охлаждение было заменено воздушным). Мэйнфрэймы на базе КМОП-микросхем быстро прибавляли в производительности и теряли в габаритах. Наиболее же кардинальным событием стал переход на 64-разрядную архитектуру z/Architecture. Современные мэйнфрэймы перестали быть закрытой платформой: они способны поддерживать на одной машине сотни серверов с различными ОС.
Согласно одному из прогнозов Gartner Group, последний мэйнфрэйм предполагалось выключить в 1993 году. Срок этого прогноза давно истек, а рынок мэйнфрэймов остается стабильным, и их продажи ежегодно растут.
C 1994 года вновь начался рост интереса к мэйнфрэймам. Дело в том, что, как показала практика, централизованная обработка на основе мэйнфрэймов решает многие задачи построения информационных систем масштаба предприятия проще и дешевле, чем распределённая.
Особенности и характеристики современных мэйнфрэймов
- Среднее время наработки на отказ оценивается в 12—15 лет. Надежность мэйнфрэймов — это результат почти 60-летнего их совершенствования. Группа разработки VM/ESA затратила двадцать лет на удаление ошибок из операционной системы, и в результате была создана система, которую можно использовать в самых ответственных случаях.
- Повышенная устойчивость систем. Мэйнфрэймы могут изолировать и исправлять большинство аппаратных и программных ошибок за счет использования следующих принципов.
- Дублирование: два резервных процессора, запасные микросхемы памяти, альтернативные пути доступа к периферийным устройствам.
- Горячая замена всех элементов вплоть до каналов, плат памяти и центральных процессоров.
- Целостность данных. В мэйнфрэймах используется память, исправляющая ошибки. Ошибки не приводят к разрушению данных в памяти, или данных, ожидающих устройства ввода-вывода. Дисковые подсистемы построенные на основе RAID-массивов с горячей заменой и встроенных средств резервного копирования защищают от потерь данных.
- Рабочая нагрузка мэйнфрэймов может составлять 80—95 % от их пиковой производительности. Для UNIX-серверов, обычно, рабочая нагрузка не может превышать 20—30 % от пиковой загрузки. Операционная система мэйнфрэйма будет тянуть всё сразу, причем все приложения будут тесно сотрудничать и использовать общие куски ПО.
- Пропускная способность подсистемы ввода-вывода мэйнфрэймов разработана так, чтобы работать в среде с высочайшей рабочей нагрузкой на ввод-вывод.
- 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 Sysplex (System Complex) — многомашинный кластер, выглядящий с точки зрения пользователя единым компьютером. Всего в Sysplex можно объединить до 32 машин. Географически распределенный Sysplex называют GDPS. В случае использования ОС VM для совместной работы можно объединить любое количество компьютеров. Программное масштабирование — на одном мэйнфрэйме может быть сконфигурировано фактически бесконечное число различных серверов. Причем все серверы могут быть изолированы друг от друга так, как будто они выполняются на отдельных выделенных компьютерах и в тоже же время совместно использовать аппаратные и программные ресурсы и данные.
- Доступ к данным. Поскольку данные хранятся на одном сервере, прикладные программы не нуждаются в сборе исходной информации из множества источников, не требуется дополнительное дисковое пространство для их временного хранения, не возникают сомнения в их актуальности. Требуется небольшое количество физических серверов и значительно более простое программное обеспечение. Все это, в совокупности, ведет к повышению скорости и эффективности обработки.
- Защита. Встроенные в аппаратуру возможности защиты, такие как криптографические устройства, и Logical Partition, и средства защиты операционных систем, дополненные программными продуктами RACF или VM:SECURE, обеспечивают совершенную защиту.
- Сохранение инвестиций — использование данных и существующих прикладных программ не влечет дополнительных расходов по приобретению нового программного обеспечения для другой платформы, переучиванию персонала, переноса данных.
- Пользовательский интерфейс всегда оставался наиболее слабым местом мейнфрэймов. Сейчас же стало возможно для прикладных программ мейнфрэймов в кратчайшие сроки и при минимальных затратах обеспечить современный интернет-интерфейс.
Положение на рынке
На данный момент мейнфрэймы IBM занимают доминирующее положение на мировом рынке[1]. Также на рынке со своей продукцией присутствуют фирмы Hitachi, Amdahl, Fujitsu и Sun Microsystems[1]
Источники
- ↑ http://www.serverwatch.com/hreviews/print.php/3586496 Hardware Today: Mainframes Are Here to Stay (Server Watch, 21 февраля 2006)