Большие компьютеры

Большие компьютеры за рубежом часто называют мэйнфреймами (mainframe) к ним относят, как правило, компьютеры, имеющие:

- производительность не менее 100 MIPS;

- основную память емкостью от 512 до 10 000 Мбайт;

- внешнюю память не менее 100 Гбайт;

- многопользовательский режим работы (обслуживают одновременно от 16 до 1000 пользователей).

Основные направления эффективного применения мэйнфреймов — решение на­учно-технических задач, работа в вычислительных системах с пакетной обработ­кой информации, работа с большими базами данных, управление вычислительны­ми сетями и их ресурсами. Последнее направление — использование мэйнфреймов в качестве больших серверов вычислительных сетей — часто отмечается специа­листами как наиболее актуальное.

Мэйнфреймы часто именуются большими серверами (серверами-мэйнфреймами). В принципе это допустимо, но иногда вносит путаницу в терминологию. Дело в том, что серверы — это многопользовательские компьютеры, используемые в вычислительных сетях. Серверы обычно относят к микрокомпьютерам, но по своим характеристикам мощные серверы можно отнести и к малым компьютерам, и даже к мэйнфреймам, а су­персерверы приближаются к суперкомпьютерам.

Сервер— это классификационная группа компьютеров, выделяемая по сфере применения компьютеров, а микрокомпью­теры, малые компьютеры, мэйнфреймы, суперкомпьютеры — это классификационные группы компьютеров, выделяемые по размерам и функциональным возможностям.

Родоначальником современных больших компьютеров, по стандартам которых в последние несколько десятилетий развивались машины этого класса в большин­стве стран мира, являются машины фирмы IBM. Модели IBM 360 и IBM 370 с их архитектурой и программным обеспечением взяты за основу и при создании оте­чественной системы больших машин ЕС ЭВМ.

Среди лучших разработок мэйнфреймов за рубежом следует в первую очередь от­метить американские:

-IBM 3090, IBM 4300 (4331, 4341, 4361, 4381), пришедшие на смену IBM 380 в 1979 году (2-е поколение мэйнфреймов);

-IBM ES/9000, созданные в 1990 году (3-е поколение мэйнфреймов);

-S/390 и AS/400 (4-е поколение мэйнфреймов).

Семейство мэйнфреймов IBM ES/9000 (ES — Enterprise System) открывает семей­ство больших компьютеров, включающее 18 моделей компьютеров, реализован­ных на основе архитектуры IBM 390:

младшая модель ES/9221 model 120 имеет основную память емкостью 256 Мбайт, производительность десятки MIPS и 12 каналов ввода-вывода;

-старшая модель ES/9021 model 900 имеет 6 векторных процессоров, основную память емкостью 9 Гбайт, производительность тысячи MIPS и 256 каналов ввода-вывода, использующих волоконно-оптические кабели.

В 1997 году IBM завершила программу трансформации своих больших компьюте­ров на биполярных микросхемах в малогабаритные мэйнфреймы S/390, исполь­зующие КМОП-микросхемы. Семейство S/390 будет включать 14 моделей машин. Характеристики новых моделей по сравнению с характеристиками 3-го поколе­ния мэйнфреймов улучшены примерно к 1,3 раза (объем оперативной памяти при­мерно удваивается — до 16 Гбайт). В семейство S/390 входят мэйнфреймы от од­нопроцессорной модели с быстродействием 50 MIPS до 10-процессорной модели с ожидаемым быстродействием 500 MIPS. В настоящее время уже выпускаются модели S/390 на процессорах G4 и G5, S/390 Multiprice 2000. Для повышения про­изводительности и других характеристик систем можно объединять до 32 машин S/390 в кластеры по технологии S/390 Parallel Sysplex (создавая, по существу, су­перкомпьютер).

Семейство S/390 широко используется во всех странах мира, в том числе и в Рос­сийской Федерации (большую партию машин закупило, например, МПС РФ).

Более того, учитывая высокую квалификацию наших специалистов, фирма IBM доверила выполнять сборку моделей семейства S/390 на предприятиях РФ.

В 1999 году была анонсирована система мэйнфреймов средней производитель­ности AS/400, включающая в свой состав 12 моделей. Максимальная емкость оперативной памяти нового семейства составляет 16 Гбайт, а дисковой памяти — 2,1 Тбайт. В уже выпускаемых моделях AS/400 серий 720,730 и 740 используется до 12 процессоров Power PC и Pentium И. В настоящее время «бизнес-компьюте­ры» AS/400 — самые популярные в мире. Интенсивно закупаются они и в России банками, государственными структурами и прочими предприятиями. Популярность системы обусловлена хорошим соотношением производительность/цена, очень высокой надежностью (вероятность безотказной работы составляет 0,9994), хорошим программным обеспечением.

Распространенными в мире являются и японские компьютеры М 1800 фирмы Fujitsu и Millennium фирмы Amdaxl (теперь дочернего предприятия корпорации Fujitsu), а также мэйнфреймы М2000 и С2000 немецкой фирмы Comparex Information Systems. Семейство мэйнфреймов М 1800 фирмы Fujitsu пришло в 1990 году на смену моделям V 780 и включает в себя 5 новых моделей: Model-20, 30,45,65,85; старшие модели Model-45,65,85 — многопроцессорные компьютеры соответственно с 4, 6 и 8 процессорами; последняя, старшая модель имеет основ­ную память емкостью 2 Гбайт и 256 каналов ввода-вывода.

Новое, 4-е поколение мэйнфреймов (преемник машин 3-го поколения Millenni­um 400 и 500) фирма Amdahl стала выпускать в 1999 году. Пока выпускаются модели Millennium 700 и 800; первые имеют производительность 6S5 MIPS, а вто­рые— 1000 MIPS и содержат но 12 процессоров.

Немецкая фирма Comparex выпускала мэйнфреймы 3-ГО поколения (сейчас постав­ляются second-hand системы): модели 8/8х, 8/9х, 9/8хх, 9/9хх, 99/ххх, содержащие до 8 процессоров, оперативную память до 8 Гбайт и имеющие производительность от 20 до 385 MIPS. Б настоящее время выпускаются мэйнфреймы 4-го поколения: М2000 и С2000, имеющие производительность соответственно до 990 и 870 MIPS, объем оперативной памяти до 8000 и 16 000 Мбайт. Среднее время наработки на отказ у этих систем чрезвычайно большое — 12 лет. По сравнению с машинами 3-го поколения существенно уменьшились габариты (конструктив 1 -2 шкафа) и потреб­ляемая мощность (8-процессорная модель М2000 потребляет 50 КВА, а 8-процес-сорная модель 99/ххх — 171 КВА и требует водяного охлаждения).

На российских предприятиях используется большое количество мэйнфреймов Comparex, в частности в РАО «Газпром», в Главном управлении информацион­ных ресурсов ФАПСИ и т. д.

Зарубежными фирмами рейтинг мэйнфреймов определяется по многим показате­лям, среди них:

-надежность,

-производительность;

-емкость основной и внешней памяти;

-время обращения к основной памяти;

-время доступа и трансфер внешних запоминающих устройств;

- характеристики кэш-памяти;

-количество каналов и эффективность системы ввода-вывода;

-аппаратная и программная совместимость с другими компьютерами;

-поддержка сети и т. д.

Достаточно подробное рассмотрение мэйнфреймов в настоящей лекции обуслов­лено тем, что современному пользователю компьютера, привыкшему к повсеместному засилью ПК, трудно объяснить, что бывает и другая вычислительная техника. По данным экспертов, па мэйнфреймах сейчас находится около 70 % «компью­терной» информации; только в США установлены сотни тысяч мэйнфреймов.