Hovedramme

I informatikk er stormaskinen [1] ( vanligvis brukt ellipsis : stormaskinen ) eller sentralsystemet en type datamaskin karakterisert ved høynivå databehandlingsytelse av en sentralisert type, derfor motsatt av et distribuert system som en klynge datamaskin . Vanligvis er de til stede i store datasystemer som databehandlingssentre eller organisasjoner (offentlige og private) der det kreves høye nivåer av flerbrukere , store datamengder, god behandlingsytelse kombinert med høy pålitelighet .

Historie

Mange produsenter produserte stormaskiner fra slutten av 1950 -tallet til 1970 -tallet . På den tiden var de kjent som " IBM and the Seven Dwarfs", der sistnevnte refererte til Burroughs, Control Data , General Electric , Honeywell , NCR , RCA og UNIVAC . IBMs dominans vokste fra 700/7000-serien og deretter utviklingen av serien i S/360-arkitekturen. Sistnevnte arkitektur har fortsatt å utvikle seg til dagens IBM Z stormaskin som, sammen med daværende Burroughs stormaskin og nå MCP-baserte Unisys stormaskin, er blant de få stormaskinarkitekturene som fortsatt eksisterer. Når det er sagt, selv om de fortsatt kan kjøre 24-biters IBM System / 360 -kode, har IBM Z 64-biters CMOS - servere nesten ingenting fysisk til felles med eldre systemer. Gruppen med de største av IBMs siste konkurrenter fikk også ofte kallenavnet The BUNCH fra initialene deres (Burroughs, UNIVAC, NCR, CDC, Honeywell). Viktige produsenter utenfor USA var Siemens og Telefunken i Tyskland , International Computers Limited (ICL) i Storbritannia , og Fujitsu , Hitachi og NEC i Japan . Sovjetunionen og landene i Warszawapakten produserte lignende kopier av IBM stormaskiner under den kalde krigen .

Krympende etterspørsel og tøff konkurranse forårsaket et markedssjokk på begynnelsen av 1980- tallet : RCA solgt til UNIVAC; GE gikk også ut; Honeywell ble kjøpt av Bull ; UNIVAC ble en avdeling av Sperry Corporation som senere fusjonerte med Burroughs for å danne Unisys Corporation i 1986 . I 1991 eide AT&T kort NCR. I samme periode fant selskaper ut at mikrodatamaskindesignbaserte servere kunne distribueres til en brøkdel av anskaffelsesprisen for stormaskinen og gi lokale brukere større kontroll over systemene deres gitt IT-retningslinjene og -praksisene på den tiden. Terminalene som ble brukt til å samhandle med stormaskinsystemer ble gradvis erstattet av personlige datamaskiner . Som et resultat kollapset etterspørselen og nye stormaskininstallasjoner var stort sett begrenset til finansielle og offentlige servicemaskiner. På begynnelsen av 1990 -tallet var det enighet blant industrianalytikere om at stormaskinmarkedet var et døende marked ettersom stormaskinplattformer gradvis ble erstattet av personlige datanettverk .

Denne trenden begynte å snu på slutten av 1990-tallet da selskaper fant nye bruksområder for sine eksisterende stormaskiner. Veksten av e-business økte også i stor grad antallet back-end-transaksjoner som ble behandlet av stormaskinprogramvaren og gjennomstrømmingen til databasene . En annen faktor i den økende bruken av stormaskinen er utviklingen av Linux- operativsystemet , som kan kjøres på mange stormaskinsystemer, typisk i virtuelle maskiner . Linux lar brukere dra nytte av åpen kildekode-programvare kombinert med stormaskinvare RAS. Den raske ekspansjonen og utviklingen av fremvoksende markeder, spesielt Kina , driver frem større investeringer i stormaskiner for å løse ekstremt vanskelige beregningsproblemer , for eksempel å tilby enhetlige databaser som er i stand til å behandle et høyt volum av transaksjoner for en milliard forbrukere i ulike industrisektorer (bank, forsikring). , regjeringen osv.).

Beskrivelse

Begrepet går tilbake til de første årene av informatikk ; faktisk refererte det til den store forsamlingen som inneholdt den sentrale prosessoren og komplekset av inngangs-/utgangsenheter. Senere ble begrepet brukt for å skille avanserte datamaskiner fra mindre kraftige datamaskiner som ofte var inneholdt i mindre kabinetter. I dag refererer begrepet stormaskin hovedsakelig til IBM System z14-systemer, de direkte etterkommerne av System / 360 , selv om det også brukes om direktelinjeetterkommerne til Burroughs Large Systems stormaskiner og UNIVAC 1100/2200-serien.

Moderne stormaskiner skiller seg fra andre datamaskiner, ikke så mye av utførelseshastigheten til en enkelt prosess (hovedsakelig avhengig av frekvensen til den interne klokken til prosessoren), men snarere av egenskapene til intern design, som fokuserer på høy pålitelighet , sikkerhet , balanseringen av ytelse og binær kompatibilitet til applikasjonsprogrammer skrevet for mange år siden garantert med nye maskiner, en funksjon som garanterer beskyttelse av kundenes applikasjonsinvesteringer over tid. Disse datamaskinene er i stand til å fungere i årevis uten avbrudd og er designet for å tillate mange reparasjons- og vedlikeholdsaktiviteter uten å kreve produksjonsstans. Mainframes er også verdsatt for den høye tilgjengeligheten de tilbyr, en av hovedårsakene til deres lang levetid og bruk for applikasjoner der et strømbrudd vil være svært kostbart eller katastrofalt. Akronymet RAS, Reliability, Availability and Serviceability , definerer de unike egenskapene til stormaskintilgjengelighet.

Mainframes var historisk kjent for sin størrelse og miljøkrav (klimaanlegg og strømforsyning). Disse kravene var ikke lenger nødvendig på midten av 1990- tallet , med den CMOS-baserte stormaskindesignen som erstattet den gamle bipolare teknologien. De største moderne stormaskinene er relativt små i størrelse og er preget av lavt strømforbruk sammenlignet med andre teknologiers serverrack som opptar samme overflate.

Funksjoner

Stormaskiner har vanligvis muligheten til å kjøre eller "vert" forskjellige operativsystemer ved hjelp av virtualisering . En enkelt stormaskin kan erstatte dusinvis eller hundrevis av mindre fysiske servere , og dermed redusere administrasjons- og administrasjonskostnader samtidig som systemet får større nivåer av skalerbarhet og pålitelighet som er vanskelig å oppnå med distribuerte servere . Moderne stormaskiner, og spesielt IBM Z-servere, tilbyr flere nivåer av virtualisering: virtualisering på maskinvarenivå (logisk partisjonering med LPAR, ved bruk av PR/SM-komponenten), virtualisering på programvarenivå (ved bruk av z/VM-operativsystemet). Selv om den ikke har effektivitetsnivåene som tilbys i stormaskinen, kan logisk partisjonering nå også finnes i mange avanserte Unix -servere ; mange produsenter fremmer virtualiseringsteknologier, og prøver på en eller annen måte å gjøre hovedrammedesignets hjørnesteiner til sine egne.

Operativsystemer som brukes i stormaskiner har også en tendens til å være svært pålitelige og håndtere arbeidsbelastningen effektivt. Ved å bruke z/OS -operativsystemet , for eksempel, kan forskjellige arbeidsbelastninger administreres effektivt og med garantier for beskyttelse og isolasjon ved hjelp av sofistikerte arbeidsbelastningsstyringsteknologier . I tillegg kan stormaskiner øke sin prosesseringskapasitet på en dynamisk og granulær måte.

De har også unike funksjoner for feilfri utførelse. System z9-serverne utfører hver instruksjon to ganger, sammenligner resultatene og i tilfelle avvik fastslår tilstedeværelsen av en funksjonsfeil, og aktiverer automatisk reservebehandlingsenheter. Denne funksjonen, som også finnes i HP NonStop-systemer, er kjent som lock-stepping, ettersom begge prosessorene utfører trinnene sine (aka instruksjoner) sammen.

Ytelse

Stormaskinens prosessorkraft er historisk målt i MIPS (millioner av instruksjoner per sekund ). I dag er enheten, til tross for opprinnelsen til navnet, ikke lenger strengt knyttet til antall instruksjoner som utføres av CPU , men er en relativ måleenhet for prosessorkraften til maskinene, oppnådd som et resultat av benchmarks med forhåndsbestemte arbeidsbelastninger i et miljø som ikke er begrenset av infrastrukturelle begrensninger. Den minste IBM System z9 stormaskinen i dag har kraften til 26 MIPS og den største 17 801 MIPS. IBMs Parallel Sysplex-teknologi kan gruppere opptil 32 av disse systemene i klynger, slik at de fremstår som en enkelt dataplattform på omtrent 221 248 MIPS.

Det har lenge vært kjent blant bransjeinnsidere at MIPS-målet, ganske enkelt forstått som antall instruksjoner per sekund i millioner, er et misvisende mål i maskinstørrelse og ofte på spøk referert til som meningsløs indikator for prosessorhastighet eller meningsløs informasjon om ytelse for selgere . De komplekse CPU-arkitekturene til moderne stormaskiner har redusert relevansen av verdier i MIPS som det faktiske antall instruksjoner utført per sekund. På samme måte fokuserer moderne ytelsesbalansert systemdesign på både CPU-kraft og I/O-kapasitet, og virtualiseringsevner gjør sammenlignende målinger enda vanskeligere. I mange år har IBM publisert et sett med ytelsesrapporter kalt Large System Performance Reference (LSPR ) som tar hensyn til ulike typer arbeidsbelastninger og er et mer representativt mål på et systems ytelse. Disse dataene er ikke tilgjengelige for andre arkitektursystemer.

Et gjeldende sammenligningsbegrep for å måle ytelsen til superdatamaskiner, men også stormaskiner, er FLOPS ( floating point operation per second ), en indikator på antall flytende kommaoperasjoner som en CPU kan beregne i løpet av ett sekund. Kraften til en stormaskin bør måles, for å sikre representativitet og pålitelighet til selve tiltaket, ved å bruke ikke hjemmelagde benchmarks, men delte benchmarks, produsert av uavhengige internasjonale organisasjoner, som TPC ( Transaction Performance Council ) og SPEC ( Standard Performance Evaluation Corporation ). For eksempel publiserer TPC resultatene av TPC-C-referansen, rettet mot å måle evnen til et behandlingssystem til å utføre et stort antall transaksjoner i en tidsenhet, en referanse som lar deg verdsette betydelige tekniske og økonomiske egenskaper ved et prosesseringssystem (f.eks. Watt/KtpmC og pris/tpmC-forhold). Imidlertid publiseres ikke resultater på referansedatamaskiner produsert av uavhengige organer.

Stormaskin og superdatamaskin

Skillet mellom superdatamaskiner og stormaskiner er ikke veldig enkelt, men superdatamaskiner fokuserer generelt på problemer som er begrenset av datahastighet, mens stordatamaskiner fokuserer på problemer som begrenses av input/output og pålitelighet .

Forskjeller og likheter inkluderer:

Vennligst merk . I industrisjargong blir begrepet stormaskin noen ganger misbrukt [2] til å bety servere og tilhørende lagring med ytelse i verdensklasse, uavhengig av teknologi eller system.

Statistikk

Operativsystemer

Linux for IBM Z og UNIX

Den nye, mindre og billigere IBM Z i forbindelse med Linux etablerer seg som et attraktivt alternativ til RISC- eller SPARC- teknologiservere med Unix. Linux på maskiner med Mainframe (MF)-teknologi ser ut til å være en teknisk brukbar løsning fra mange synspunkter:

Det er derfor mulig i dag å foreslå en sammenligning mellom Linux på IBM Z og en Unix-maskin. IBM Z gir verdi på flere områder:

Dette er noen enstemmig anerkjente fordeler med IBM Z-plattformen. Det er også mange grunner til å ta i bruk Linux på IBM Z:

Administrere komplekse arbeidsbelastninger i IBM Z

Ettersom alle teknologier har utviklet seg med tanke på å kunne være vert for spesifikke arbeidsbelastninger, har en rekke teknologier blitt integrert i IBM Z for å kunne være vert for heterogene arbeidsbelastninger innenfor samme prosessering. Det er slett ikke uvanlig å se at bare ett System z9 kan administrere rene transaksjonsapplikasjoner sammen med Business Intelligence-applikasjoner. Dette skyldes en konstant modernisering av plattformen som har forsøkt å beholde som en grunnleggende funksjon den effektive støtten til alt som teknologien allerede hadde produsert.

I et nøtteskall, hvis IMS -transaksjonsapplikasjoner på åttitallet for det meste ble brukt i en Mainframe-verden, kan Java-applikasjoner i dag integreres i en Z-infrastruktur som er i stand til å opprettholde ytelsesegenskapene til den tradisjonelle CICS- og IMS-transaksjonsplattformen sammen. den nye Java-arbeidsmengden. Ikke bare. Mengden data som produseres over tid analyseres gjennom applikasjoner som er i stand til å utnytte egenskapene til "DataBase Machine" og "I/O Rate" typisk for IBM Z generelt. Videre er det ikke overraskende at samtidig noen virtualiserte Linux-servere inne i en z/VM utfører funksjoner av infrastrukturelle nettverkstjenester for selskapet ( brannmur , DHCP , dns ).

En funksjon ved IBM Z-teknologi er muligheten til å støtte applikasjoner av forskjellig karakter gjennom intelligente og avanserte arbeidsbelastningshåndteringsteknikker designet for å omallokere systemressurser automatisk og dynamisk i henhold til definerte prioriteringer. Det er også interessant å forstå hvordan definisjonen av prioriteringer ikke er noe definert fra et rent teknologisk synspunkt, men fra en "økonomisk" studie av den tilhørende forretningsprosessen.

Funksjonen som tillater alt dette er Workload Manager (WLM). Ideen til Workload Manager er å oversette forretningsmålene knyttet til en gitt arbeidsbelastning til tekniske konstruksjoner (regler og prioriteringer) tvunget av operativsystemet. Definisjonene av reglene som prosessene styres etter er innenfor det som kalles retningslinjer. Hver forskjellig type arbeidsbelastning er definert i systemet og hvert element er tildelt et mål (mål) og viktighet. Disse målene definerer forventningene eller servicenivåene (SLAer) for hvordan arbeidet skal utføres. Utviklingen av dette verktøyet har også gjort denne administrasjonen mulig innenfor en Sysplex.

WLM administrerer bruken av systemressurser (prosessor, minne og I/O) for å nå disse målene. Identifisering og klassifisering av arbeidsforespørsler støttes av mellomvareprogramvare og operativsystemet: det er faktisk de som informerer WLM når en ny arbeidsenhet kommer inn og forlater systemet. Når arbeidsenhetene kommer inn i systemet, blir de klassifisert og tilordnet en tjenesteklasse (Service Class) som beskriver målene i form av ytelse som skal oppnås. WLM vil administrere systemressurser for å sikre at retningslinjene overholdes.

En ytterligere utvidelse av denne teknologien og mer generelt av IBM Zs evne til å behandle store og komplekse arbeidsbelastninger, leveres av selve maskinvareteknologien. For eksempel er Intelligence Resource Director (IRD) en teknologi som utvider konseptet WLM til de virtuelle serverne som befinner seg i datamaskinen. Faktisk har IBM Z utviklet konseptet med virtualisering i flere tiår, og dermed utvidet mulighetene. IBM Z er faktisk en datamaskin som er i stand til å partisjonere og dele ressursene sine fra maskinvaresynspunkt gjennom teknologien til logisk partisjonering (LPAR) og også fra programvaresynspunkt gjennom z/VM-operativsystemet. Disse implementerte virtualiseringslagene uttrykker konseptet om at virtualisering i IBM Z-verdenen ikke er et "Add-On", men en "Built-In".

Siden slike logiske partisjoner må administreres på samme nivå som et enkelt system, flytter Intelligence Resource Director ressurser dynamisk fra ett system til et annet basert på prioriteringen til arbeidsenheten som ber om tjenesten.

De siste forbedringene på System z-plattformen utvider maskinvarebehandlingsmulighetene til blandede arbeidsbelastninger ytterligere. Det er faktisk mulig å bruke spesialiserte prosessorer for å utføre forskjellige jobber:

z / OS

På IBM -systemer er det vanlig å finne z/OS som operativsystem .

Økonomisk verdi

Mainframe- avkastning på investering ( ROI ), som med enhver dataplattform, avhenger av miljøets evne til å skalere, støtte blandede belastninger, redusere personalkostnader, tilby uavbrutt tjeneste for forretningskritiske applikasjoner og andre risikorelaterte kostnadsfaktorer . Noen hevder at moderne stormaskiner ikke gir god valuta for pengene. Det er ingen tilfeldighet at Oracle , Hewlett-Packard og Dell omfavner dette synspunktet, sammen med noen analytikere. Imidlertid er den rådende oppfatningen (støttet av Gartner og andre uavhengige analytikere) at den moderne stormaskinen ofte har elementer av unik verdi og overlegen verdi for pengene, spesielt for store bedrifter. Hewlett-Packard Enterprise selv fortsetter å produsere et system som kan klassifiseres som Mainframe (selv om selskapet ikke bruker dette begrepet), NonStop-systemet, opprinnelig laget av Tandem.

Det er viktig å merke seg at for å sammenligne to IT-plattformer korrekt ( maskinvare , operativsystem og mellomvare) fra et økonomisk synspunkt , er det mer hensiktsmessig å bruke TCO ( Total Cost of Ownership ) som en indikator, som i tillegg vurderer til TCA (Total Cost of Acquisition) for maskinvaren og programvaren, for eksempel kostnadene knyttet til forvaltningen av infrastrukturen, sterkt påvirket av kostnadene for personell, og kostnadene for å oppnå nivåene av kvalitet på tjenesten som er nødvendig for det gode ytelsen til et selskap (sikkerhet, tilgjengelighet, pålitelighet). Mange analytikere er enige om at stormaskinplattformen gir gode stordriftsfordeler innen ledelse og drift og tilbyr garantier for høy kvalitet på tjenesten.

Marked

I begynnelsen av 2006 hadde IBM stormaskiner en markedsandel på rundt 90. IBM er imidlertid ikke den eneste stormaskinprodusenten. Unisys produserer ClearPath stormaskiner, avledet fra Sperry og Burroughs produkter, og en fersk undersøkelse tyder på at kundene er lojale. Fujitsu Nova - systemer er omdøpt til Unisys ES7000 . Hitachi utviklet i fellesskap z800-serien for å dele utgiftene. Hewlett-Packard selger NonStop-systemer, som de kjøpte med Tandem-datamaskiner. Dell har i sin katalog EMC-systemene dedikert til stormaskinmiljøer. Til slutt markedsfører Groupe Bull DPS-linjen. Unisys og HPE stoler i økende grad på Intel CPUer i stedet for proprietære prosessorer for å redusere utviklingskostnadene, mens IBM bruker en proprietær arkitektur.

I følge undersøkelser fra Allied Market Research [3] [4] var verdens stormaskinmarked verdt over 2 milliarder dollar i 2017, og forventes å nå 2,9 milliarder dollar innen 2025, med en sammensatt årlig vekstrate på 4,3 %.

Merknader

  1. ^ "Mainframe-datamaskin" er et lån fra engelsk .
  2. ^ https://www.fastweb.it/internet/cosa-e-un-mainframe/
  3. ^ Hovedmaskinmarkedsstørrelse, andel og vekstanalyse | Trend 2025
  4. ^ Globalt stormaskinmarked anslås å nå 2,91 milliarder dollar innen 2025 ved 4,3 % CAGR, sier AMR

Bibliografi

Relaterte elementer

Andre prosjekter

Eksterne lenker