超酷历史课 IBM大型机走过的风光五十年

    在历史上，IBM大型机曾经多次遭到诋毁，但是也得到了应得的掌声与赞誉，自从诞生之后经历了多次死亡与重生。然而到了云计算横行的今天，IBM大型机依然是很多企业中的核心计算资源。

    1964年4月7日，诞生了第一台IBM大型机(SYSTEM/360，简称S/360)。这项投资50亿美元的投资，被证实是一项启动创新商业运作的历史性变革，时至今日，IBM大型机已经历了五十年风雨。

　　这段视频则带来了一场经典的大型机告别仪式。2007年11月21日，加拿大曼尼托巴大为其工作了47年的IBM 659大型机Betelgeuse举行了新奥尔良爵士风格的葬礼。

IBM 659大型机的爵士葬礼

　　从某种程度上讲，大型机也是一位非常另类的电影明星。它的身影出现在多部电影当中，Slackstory博客在这里来了一次视频大串烧。

影视作品中的大型机

　　没错，下图中的并不是一台大型机，但却已经具备了其后大型机的主要遗传特征。1952年4月29号，IBM所展示的国防计算机最终以IBM 701电子数据处理设备的名号正式与广大用户见面了。根据IBM方面的说法，它是第一台投入量产的大型电子计算机，同时也是第一台转化为商业用途的科学计算设备。它所运行的程序被保存在一套内部可寻址电子内存当中，并在IBM由打孔卡向电子计算机过渡的岁月里作出了不可磨灭的辉煌贡献。

IBM 701电子数据处理设备

　　不过真正得到大众广泛认可的首个大型机产品系列出现在1964年，也就是爱好者们耳熟能详的IBM 360。当时，IBM表示这款System 360产品的中央处理器中包含19套高速计算与内存组合。在此基础上，超过40种外部设备负责存储信息并以双向方式将数据与该计算机进行交互。其内置通信功能使System 360能够通过远程终端加以操控，完全无需考虑距离因素。在相关程序的支持下，System 360能够自行完成活动调度、从而以一刻不停的方式处理计算任务，这就使得系统资源得到了充分利用。

System 360

　　这份图片来自计算机历史博物馆：IBM宣称，1964年4月7号System 360面向来自165个城市的超过10万名群众正式发布。下图为时任CEO的Thomas Watson在就System 360发表讲话。

Thomas Watson在就System 360发表讲话

　　1960年，IBM公司任命Gene Amdahl为System 360大型机架构经理。Amdahl当时面对的主要挑战在于设计出一系列能够支持不同运行速度与外部设备、同时又面向同一软件组合的计算机家族。System 360的成功让Amdahl成为技术业界的不朽传奇。下图由计算机历史博物馆提供。

Gene Amdahl

　　其中Model 65公布于首台System 360面世的一年之后，并于同年--也就是1965年11月--正式入驻麻省理工大学的林肯实验室。下图为该计算机上IBM 2065中央处理单元的操作控制台。

IBM 2065中央处理单元的操作控制台

　　下图拍摄自计算机历史博物馆，这里我们看到的是IBM System 360 Model 30计算机--这台设备的首位买家为麦克唐纳飞机公司。Model 30是System 360系列当中体积最小、价格也最低的机型，发布于1965年。它能够模拟IBM上代小型计算机1401，这也是出于督促现有客户升级的考量。

IBM System 360 Model 30计算机

　　在这里，我们看到的是于1968年被安装在美国宇航局戈达德太空飞行中心（位于马里兰州格林伯特市）的System 360 Model 91，这也是当时IBM所推出的最为强大的计算机。它能够在一秒当中完成1660万次加法运算。

System 360 Model 91

　　1970年推出的Model 145是第一台采用完全由单片电路构成的主内存机制的IBM计算机。为了满足数据与指令的存储需求，Model 145采用了硅存储芯片而非上世纪五十年代中期作为计算机存储体系支柱的磁芯技术。

Model 145

　　在这里我们看到的是位于美国宇航局载人航天器中心--如今已经被更名为林登约翰逊航天中心--的IBM计算月光族数据处理系统，其职责在于直接收集、处理并发送阿波罗计划各个阶段所涉及的关键性控制信息。这台实时复合计算机运行速度非常之快，从接收计算问题到解决计算问题之间几乎不需要时间间隔。最初充当实时复合计算机的是IBM的7094-11机型，后来又被替换为IBM System 360 Model 75J大型机。IBM方面同时表示，其中还用到了外部存储与处理设备作为配合。

IBM System 360 Model 75J

　　推出于1970年的System 370进一步巩固了公司在商业计算历史上的地位，IBM方面如是说。在该系列设备的巅峰时期，IBM表示有时候客户需要等待两年才能拿到自己心仪的计算机产品。据IBM回忆，当时一台主内存为76万8000字节的System 370 Model 155机型每月的租赁费用为4万7985美元，购买价格则达到惊人的224万8550美元。而主内存为100万字节的Model 165机型每月租金通常为98715美元，采购费用更是高达467万4160美元。"上世纪七十年代的应用程序开始涉及更多编程工作、远程计算、信息管理以及远程处理网络等，旨在通过一套集中式计算机数据基础为身处不同位置的人们提供帮助，"IBM指出。

System 370

　　首次发布于1985年的Enterprise System 3090配备超过100万bit容量的内存芯片，其突出特性在于提供IBM所谓"热传导模块"以加快芯片与芯片之间的通信速度。一部分名为"矢量设备"的3090机型则在设计思路上偏向"为涉及大量相关数据元素的迭代或重复类逻辑与浮点运算提供更为出色的计算性能表现，"IBM指出。这些规模更为庞大的设备在价格上突破了500万美元大关。

Enterprise System 3090

　　1990年，System 390 Model 18的问世让大型机再一次迎来颠覆性革新。这台System 390设备还加入了IBM的高速光纤大型机通道架构，也就是Enterprise System Connection（简称ESCON）。IBM表示System 390搭载超密集型电路及电路封装技术，能够带来更高性能表现、针对敏感数据的集成化加密/解密、超级计算能力扩展以及两倍于前代的处理器内存。同样值得注意的是，IBM也在着力强调当时广泛运行在System 370架构之上的程序及应用能够在几乎甚至完全无需进行修改的前提下登陆新机型。这台设备的水冷机型起步价格在245万美元到2280万美元之间，IBM解释道。

System 390 Model 18

　　作为就大型机所作出的最具战略意义的决策之一，IBM于2000年宣布将开始在大型机上支持Linux系统--自此开始此类设备的影响力进一步迎来飞跃。根据Gartner公司的调查，截至2009年，IBM大型机客户当中规模最大的一百家里已经有七成运行Linux系统。

　　2000年IBM推出的eServer z系列设备再一次将大型机推向新的历史高度。IBM表示其耗费两年时间、投入10亿美元用于这台设备的开发工作。IBM同时指出，这台全新大型机的关键特性在于采用多芯片模块（简称MCM）--这是当时世界上密度最高也最为先进的半导体及封闭技术。这一5吋x5吋x1/4吋的模块中容纳着安装在101层陶瓷玻璃上的35块芯片，总长达1千米的内部连线将4226个I/O针脚连接起来。其主设备的16个处理器每秒可处理25亿条指令，而集群化后的处理能力更是高达每天90亿项事务（单一设备每天的事务处理能力为3亿项），IBM指出。2003年IBM又推出了z990机型，并宣称它是"世界上复杂程度最高的服务器。"

eServer z系列设备

　　这幅来自计算机历史博物馆的漫画准确地表现了打孔卡计算机系统在应对指处理任务时所经历的各个步骤。博物馆方面指出，这一流程从上世纪五十年代到七十年代之间始终属于工作常态。

打孔计算机的处理步骤

　　美国特勤处会在工作中使用大型机其实一点也不奇怪，但有趣之处在于他们到底利用这些设备来做什么。在该机构于2012年针对其大型机应用所发布的一份隐私影响报告书中，我们发现：企业调查系统（简称EIS）实际上是由六款应用程序构建而成，能够管理该机构的调查目标、从而保障美国国家金融体系的完整性。"EIS追踪与金融/电子犯罪以及伪造政府支票和债券相关的信息，并作为刑事调查流程中的组成部分。EIS还负责处理申请人的背景与批准情况、半年度特勤事务信息审查以及个人对特勤处保护事件的访问活动，"美国国土安全部在一份文件中表示。

IBM大型机在美国特勤处

　　2012年，美国宇航局正式撤下其最后一台大型机。宇航局CIO Linda Cureton随后写道："这标志着美国宇航局的计算时代在本月迎来终结。执行此次光荣使命的是马歇尔太空飞行中心，在这里最后一台大型机IBM Z9被断电并送下历史舞台。对于年轻的读者朋友们，我想这里需要强调一下大型机的定义。呃，虽然很难提供准确的概念性描述，但大家不妨将其理解成一台非常可靠、具备高度可用性、安全而且性能强大的大个头计算机。这类设备最适合处理那些以事务为主、需要涉及大量输入/输出任务--也就是从数据存储设备中读取或向其中写入--的应用程序。

2012年，美国宇航局正式撤下其最后一台大型机

　　当然，美国宇航局只是近年来大型机淘汰浪潮当中的参与者之一。2009年，美国国会众议院的最后一台大型机正式退役。当时NetworkWorld网站曾撰文指出："最后一台大型机已经在众议院的数据中心里充分享受到了'名人待遇'。它在服役的12年中始终负责众议院的库存控制记录、财务管理数据以及其它多项任务，但如今变革的号角已经吹响。对于众议院来说，每年花费三万美元为这台大型机支付电费账单以及七十万美元的维护及支持费用实在无法接受。"下图所示为这台于1996年被安装到位的众议院大型机的电源开关。

大型机电源开关

　　大型主机的性能优势如可用性、安全性、分区和负载能力是其他类型服务器所不及的。大型主机处理复杂多任务时的超强能力，宕机时间远远低于其他类型的服务器；大型机I/O能力强，擅长于超大型数据库的访问；采取动态分区管理，根据不同应用负载量的大小灵活地分配系统资源；从底层防止入侵的设计策略使大型主机安全性提高。

　　虽然目前大型机已经失去了当初的无限风光，但至少在近五年内，大型机还会是很多企业的核心计算资源，这点是毋庸置疑的。即便时下云计算当道，大型机依然具有存在的价值，其仍然有生存的空间所在。