Мейнфрейм (від англ. Mainframe) - цей термін має два основних значення.
- Велика універсальна ЕОМ - високопродуктивний комп'ютер зі значним обсягом оперативної і зовнішньої пам'яті, призначений для організації централізованих сховищ даних великої ємності і виконання інтенсивних обчислювальних робіт.
- Комп'ютер c архітектурою IBM System / 360, 370, 390, zSeries.
Історію мейнфреймів прийнято відраховувати з появи в 1964 році універсальної комп'ютерної системи IBM System / 360, на розробку якої корпорація IBM затратила 5 млрд. Доларів. Сам термін «мейнфрейм» походить від назви типових процесорних стійок цієї системи. У 1960-х - початку 1980-х років System / 360 була беззаперечним лідером на ринку. Її клони випускалися в багатьох країнах, в тому числі - в СРСР (серія ЄС ЕОМ).
Мейнфрейми IBM використовуються в більш ніж 25 000 організаціях по всьому світу (без урахування клонів), вУкаіни їх за різними оцінками від 1500 до 7000 (з урахуванням клонів). Близько 70% всіх важливих бізнес-даних зберігаються на основному комплекті.
Важливою причиною різкого зменшення інтересу до мейнфреймам в 80-х роках був бурхливий розвиток PC і Unix-орієнтованих машин, в яких завдяки застосуванню нової технології створення КМОП-мікросхем вдалося значно зменшити енергоспоживання, а їх розміри досягли розмірів настільних станцій. У той же час для установки мейнфреймів були потрібні величезні площі, а використання застарілих напівпровідникових технологій тягло за собою необхідність водяного охолодження. Так що, не дивлячись на їх обчислювальну потужність, через дорожнечу і складність обслуговування мейнфрейми все менше користувалися попитом на ринку обчислювальних засобів.
Ще один аргумент проти мейнфреймів полягав у тому, що в них не дотримується основний принцип відкритих систем. а саме - сумісність з іншими платформами.
Поставившись до критики конструктивно, керівництво компанії IBM, основного виробника апаратного та програмного забезпечення мейнфреймів, виробило кардинально нову стратегію щодо цієї платформи з метою різко підвищити продуктивність, знизити вартість володіння, а також домогтися високої надійності і доступності систем. Досягненню цих планів сприяли важливі зміни в технологічній сфері: на зміну біполярної технології виготовлення процесорів для мейнфреймів прийшла технологія КМОП. Перехід на нову елементну базу дозволив значно знизити рівень енергоспоживання мейнфреймів і спростити вимоги до системи електроживлення і охолодження (водяне охолодження було замінено повітряним). Мейнфрейми на базі КМОП-мікросхем швидко додавали в продуктивності і втрачали в габаритах. Найбільш же кардинальним подією став перехід на 64-розрядну архітектуру zArchitecture. Сучасні мейнфрейми перестали бути закритою платформою: вони здатні підтримувати на одній машині сотні серверів з різними ОС.
Особливості та характеристики сучасних мейнфреймів
- Середній час напрацювання на відмову оцінюється в 12-15 років. Надійність мейнфреймів - це результат майже 60-річного їх вдосконалення. Група розробки VM / ESA затратила двадцять років на видалення помилок з операційної системи, і в результаті була створена система, яку можна використовувати в найвідповідальніших випадках.
- Підвищена стійкість систем. Мейнфрейми можуть ізолювати і виправляти більшість апаратних і програмних помилок за рахунок використання наступних принципів.
- Дублювання: два резервних процесора, запасні мікросхеми пам'яті, альтернативні шляхи доступу до периферійних пристроїв.
- Гаряча заміна всіх елементів аж до каналів, плат пам'яті і центральних процесорів.
- Цілісність даних. В основному комплекті використовується пам'ять, що виправляє помилки. Помилки не призводять до руйнування даних в пам'яті, або даних, які очікують пристрої введення-виведення. Дискові підсистеми побудовані на основі RAID-масивів з гарячою заміною та вбудованих засобів резервного копіювання захищають від втрат даних.
- Робоче навантаження мейнфреймів може становити 80-95% від їх пікової продуктивності. Для UNIX-серверів. зазвичай, робоче навантаження не може перевищувати 20-30% від пікового завантаження. Сервери типу Unix або Microsoft Windows щоб бути стійкими повинні виконувати єдиний додаток, тобто під кожен додаток типу бази даних, проміжного програмного забезпечення або інтернет-сервера повинна бути виділена окрема машина, в той час як операційна система мейнфрейма буде тягнути все відразу, причому всі додатки будуть тісно співпрацювати і використовувати загальні шматки ПО.
- Пропускна здатність підсистеми введення-виведення мейнфреймів розроблена так, щоб працювати в середовищі з високою робочою навантаженням на введення-виведення.
- Масштабування може бути як вертикальним так і горизонтальним. Вертикальне масштабування забезпечується лінійкою процесорів з продуктивністю від 5 до 200 MIPS і нарощуванням до 12 центральних процесорів в одному комп'ютері. Горизонтальне масштабування реалізується об'єднанням ЕОМ в Sysplex (Sys tem Complex) - багатомашинний кластер, що виглядає з точки зору користувача єдиним комп'ютером. Всього в Sysplex можна об'єднати до 32 машин. Географічно розподілений Sysplex називають GeoPlex. У разі використання ОС VM для спільної роботи можна об'єднати будь-яку кількість комп'ютерів. Програмне масштабування - на одному мейнфреймі може бути налаштоване фактично нескінченне число різних серверів. Причому всі сервери можуть бути ізольовані один від одного так, як ніби вони виконуються на окремих виділених комп'ютерах і в той же ж час спільно використовувати апаратні і програмні ресурси і дані.
- Доступ до даних. Оскільки дані зберігаються на одному сервері, прикладні програми не потребують зборі вихідної інформації з багатьох джерел, не потрібне додаткове дисковий простір для їх тимчасового зберігання, не виникають сумніви в їх актуальності. Потрібна невелика кількість фізичних серверів і значно більш просте програмне забезпечення. Все це, в сукупності, веде до підвищення швидкості та ефективності обробки.
- Захист. Вбудовані в апаратуру можливості захисту, такі як криптографічні пристрої, і Logical Partition, і засоби захисту операційних систем, доповнені програмними продуктами RACF або VM: SECURE. забезпечують досконалу захист.
- Збереження інвестицій - використання даних і існуючих прикладних програм, не тягне додаткових витрат з придбання нового програмного забезпечення для іншої платформи, перенавчання персоналу, перенесення даних.
- Інтерфейс завжди залишався найбільш слабким місцем мейнфреймів. Зараз же стало можливо для прикладних програм мейнфреймів, в найкоротші терміни і при мінімальних витратах, забезпечити сучасний інтернет-інтерфейс.