Мэйнфрейм IBM: как он работает и почему он выживает

Эндрю Хадсон — 24 июля 2023 г., 11:00 UTC

Мэйнфреймы часто воспринимаются как древние машины — практически динозавры. Но мэйнфреймы, специально созданные для обработки огромных объемов данных, по-прежнему чрезвычайно актуальны сегодня. Если они динозавры, то это тиранозавра, а настольные и серверные компьютеры — это жалкие млекопитающие, которых можно топтать ногами.

По оценкам, сегодня используется 10 000 мэйнфреймов. Их используют почти исключительно крупнейшие компании мира, в том числе две трети компаний из списка Fortune 500, 45 из 50 крупнейших банков мира, восемь из 10 крупнейших страховых компаний, семь из 10 крупнейших мировых ритейлеров и восемь крупнейших компаний мира. 10 крупнейших телекоммуникационных компаний. И большая часть этих мэйнфреймов произведена IBM.

В этом пояснении мы рассмотрим мэйнфрейм IBM — что это такое, как он работает и почему он по-прежнему остается сильным даже спустя более 50 лет.

Мэйнфреймы произошли непосредственно от технологии первых компьютеров 1950-х годов. Однако вместо того, чтобы оптимизировать использование недорогих настольных компьютеров или серверов, они эволюционировали для обработки огромных рабочих нагрузок данных, таких как обработка больших объемов данных и большие объемы финансовых транзакций.

Электронные лампы, память на магнитных сердечниках, магнитные барабаны, ленточные накопители и перфокарты легли в основу IBM 701 в 1952 году, IBM 704 в 1954 году и IBM 1401 в 1959 году. Примитивные по сегодняшним меркам, эти машины выполняли функции научных расчетов и обработки данных, которые в противном случае пришлось бы выполнять вручную или на механических калькуляторах. Для этих машин существовал готовый рынок, и IBM продавала их так быстро, как только могла.

В первые годы компьютерной индустрии у IBM было много конкурентов, в том числе Univac, Rand, Sperry, Amdahl, GE, RCA, NEC, Fujitsu, Hitachi, Unisys, Honeywell, Burroughs и CDC. В то время на долю всех этих компаний вместе взятых приходилось около 20 процентов рынка мэйнфреймов, а остальная часть принадлежала IBM. Сегодня IBM — единственный значимый производитель мэйнфреймов, который занимается любым видом бизнеса в больших масштабах. Его фактическими конкурентами сейчас являются облака и кластеры, но, как мы увидим, переход на эти платформы не всегда экономически выгоден, и они не способны обеспечить надежность мэйнфрейма.

По любым меркам мэйнфреймы огромны. Сегодняшний мэйнфрейм может иметь до 240 процессоров серверного уровня, 40 ТБ оперативной памяти с коррекцией ошибок и много петабайт резервной вторичной флэш-памяти. Они предназначены для обработки больших объемов критически важных данных, сохраняя при этом время безотказной работы на уровне 99,999 процентов — это чуть более пяти минут простоя в год. Банк среднего размера может использовать мэйнфрейм для запуска 50 или более отдельных финансовых приложений и вспомогательных процессов, а также нанимать тысячи вспомогательного персонала для обеспечения бесперебойной работы.

Большинство мэйнфреймов обрабатывают большие объемы финансовых транзакций, в том числе покупки по кредитным картам в кассовом аппарате, снятие средств в банкомате или покупки акций в Интернете.

Источником жизненной силы банка являются не деньги, а данные. Каждая транзакция, совершаемая банком, включает в себя данные, которые необходимо обработать. Например, транзакция по дебетовой карте включает в себя следующие данные, которые необходимо обработать:

Все это должно произойти за считанные секунды, и банки должны обеспечить возможность быстрого реагирования даже во время массовых событий, таких как праздники для покупок. Мейнфреймы с самого начала проектировались таким образом, чтобы обеспечить как резервирование, так и высокую пропускную способность для этих целей. Высокоскоростная обработка бесполезна, если обработка прекращается в рабочее время, а надежная обработка бесполезна, если людям приходится ждать несколько минут для обработки транзакции.

Когда вы осуществляете финансовую транзакцию, это означает, что вы зарабатываете деньги. Если вы обрабатываете много транзакций, вам нужно потратить много денег на резервирование, чтобы все работало гладко. Когда детали неизбежно выходят из строя, шоу должно продолжаться. Именно здесь на помощь приходит встроенная в мэйнфреймы избыточная обработка данных.