Мы часто говорим и слышим термины «сервер», «кластер» или «облако», но почти не вспоминаем слово «мейнфрейм». Почему современные вычислительные системы не называют тем же именем, что и их могучих предков? Попробую разобраться в истории ИТ и рассказать, как мейнфреймы уступили парадигме серверов.

Что такое мейнфрейм

Сначала немного теории

Мейнфрейм — это большой высокопроизводительный компьютер (по сути, целая вычислительная система), изначально разработанный для крупных организаций и критически важных задач. 

Термин появился ещё в 1950–1960-х годах, когда мейнфреймами стали звать центральный блок во всей стойке. Со временем это слово стало обозначать уже не физическую стойку, а вообще любые самые мощные коммерческие компьютеры. 

Классическим представителем эры мейнфреймов стала серия IBM System/360, которую компания представила в 1964 году. Тогда IBM вложила $5 млрд в создание единой совместимой архитектуры, и этот «ва-банк» окупился. Именно System/360 унифицировала семейство больших машин и задала стандарты на десятилетия вперёд. 

Даже Джим Коллинз, автор книги «От хорошего к великому», назвал мейнфрейм System/360 одним из трёх величайших достижений бизнеса. К слову, в этот список также входили Ford Model T и первый реактивный самолёт Boeing 707.

С тех пор мейнфреймы ассоциировались прежде всего с IBM. Именно её линейки System/360, 370, 390, zSeries и им подобные доминировали на рынке больших ЭВМ. Конечно, были и другие производители (Hitachi, Unisys, Burroughs, и даже советские ЕС ЭВМ — клоны IBM/360), но именно IBM стала практически синонимом слова «мейнфрейм».

Чем особенны мейнфреймы

Эти машины были спроектированы для максимальной производительности, надёжности и пропускной способности ввода-вывода. В мейнфреймах исторически уделялось меньше внимания рекордной скорости процессора, зато огромное значение отводилось отказоустойчивости и параллельной обработке потоков данных. Также среди особенностей называются: 

• избыточность всех важных компонентов (без единой точки отказа);

• мощные подсистемы ввода-вывода, умеющие разгружать центральный процессор и обеспечивать обратную совместимость с ПО прошлых поколений;

• широкое использование виртуализации для максимальной загрузки системы. 

Недаром понятие RAS (Reliability, Availability, Serviceability, или надёжность, доступность, ремонтопригодность) возникло как раз в эру мейнфреймов. Например, сейчас среднее время наработки на отказ у моделей исчисляется годами и десятилетиями непрерывной работы.

Кроме того, исторически мейнфреймы работали под своими специализированными ОС (OS/360, z/OS и др.) и одновременно поддерживали сотни и тысячи параллельных сессий — сначала пакетной обработки, а позже и интерактивных транзакций. Они обслуживали целые организации, а пользователи подключались к ним через терминалы.

Что по архитектуре

Для мейнфреймов характерна эксклюзивная аппаратная архитектура. Современные IBM Z построены на собственной процессорной платформе (в духе старых добрых CISC-машин, эволюционировавших от System/360) и не совместимы с обычными PC-серверами.

Однако это очень продвинутая архитектура. Тактовая частота процессоров IBM Z может превышать 5 ГГц, а внутренняя организация обеспечивает работу под высокой нагрузкой без деградации производительности. 

В отличие от привычного x86-сервера, который при загрузке 80–90% начинает «тормозить», мейнфрейм уверенно пашет. Специальные сопроцессоры шифрования, коммуникаций, контроля ввода-вывода и прочие движки берут на себя тяжёлую работу, освобождая CPU. Добавим сюда возможность горячей замены практически любого компонента (БП, ЦП, память, интерфейсы) и получим практически «неубиваемую» систему.

В итоге, по оценкам Forbes, более 70% компаний из Fortune 500 продолжают использовать мейнфреймы, несмотря на развитие облаков, а около 68% глобальных ИТ-нагрузок обрабатывается именно на мейнфрейм-платформах. Однако мало кто сейчас их называет именно так. 

Как родилась парадигма серверов

В золотой век мейнфреймов (1960–1970-е) альтернатив им почти не было. Большие организации ставили «электронно-вычислительные машины» в специальных залах. Если нужна была машина поменьше — в то время существовал класс мини-компьютеров (например, DEC PDP) для средних задач. 

Однако к 1980-м годам произошёл тектонический сдвиг. Появился персональный компьютер, и началась эпоха распределённых систем. По терминологии IDC, произошёл переход от платформы 1.0 (мейнфреймы и мини-ЭВМ) к платформе 2.0 — вычислениям на базе персональных систем. 

Уже к 1985 году объём продаж ПК превысил выручку от больших и мини-ЭВМ. Компьютеризация перестала быть уделом лишь больших корпораций — вычислительные мощности стали распространяться повсеместно в виде недорогих PC. Разумеется, один ПК не мог заменить целый мейнфрейм по мощности. Но тысячи ПК — вполне могли!

Идея была проста. Вместо одного большого централизованного компьютера задействовать множество более мелких, соединённых сетью. Так родилась двухуровневая архитектура клиент-сервер: 

• на рабочих местах — «толстые» или «тонкие» клиенты (обычные компьютеры);

• в центральной узловой роли — специальные компьютеры, называемые серверами, которые обслуживают запросы клиентов (файловые, баз данных, приложений и т.д.). 

Главным драйвером стала потребность в совместной работе. Пользователям понадобился общий доступ к файлам, приложениям, почтам — всему тому, что раньше централизованно делал мейнфрейм. Сначала в роли серверов часто выступали всё те же мини-ЭВМ (UNIX-системы) или старые добрые мейнфреймы (в больших организациях). 

Но в середине 1980-х появились специальные сетевые операционные системы (например, Novell NetWare, далее Windows NT) для PC-серверов, то есть персональных компьютеров в «усиленной» конфигурации. Была придумана даже архитектура стандартного 19-дюймового стойкого сервера. Всё это было сделано для того, чтобы можно было компактно установить десятки таких машин в одном шкафу, подобно модульному мейнфрейму.

Персональные ОС 80-х были однозадачными (MS-DOS, классические MacOS) или с весьма ограниченной многозадачностью. В противовес им серверные ОС с самого начала делали мультизадачными и многопользовательскими, с поддержкой сетевых протоколов и долгим сроком жизни версий. 

По сути, создавалась новая экосистема «открытых систем», противопоставленных закрытому миру мейнфреймов. UNIX-серверы на сравнительно доступном оборудовании бросили вызов «большим железкам». 

В 1980–1990-х случился бум коммерческих UNIX-систем, а затем и других подобных им опенсорсных систем. Появление Linux окончательно закрепило господство парадигмы сервера. Уже к середине 2000-х Linux вытеснил проприетарные UNIX с большинства веб- и инфраструктурных серверов, став фактическим стандартом для дата-центров наряду с Windows Server.

Таким образом, к концу 2000-х возникло даже понятие «ферма» или «кластер» — множество серверов, работающих совместно для одной задачи. ИТ-гиганты (Google и Amazon) вообще пошли по пути экстремальной горизонтальной масштабируемости, собирая огромные дата-центры из тысяч простых серверных узлов. 

И вот парадокс. С технической точки зрения современные дата-центры возвращают нас к идее одного мощного вычислительного ресурса, только распределённого физически. Но психологически и организационно это совсем другая парадигма — открытых сетей, массового тиражируемого железа и разнообразного ПО.

Различия мейнфреймов и серверов

Итак, почему же серверы — это не мейнфреймы? Казалось бы, и те, и другие — это мощные компьютеры, выполняющие серверные роли. Более того, современный мейнфрейм технически есть сервер. Например, IBM zSystems поддерживает запуск Linux-серверов, Java-приложений, веб-сервисов и т. д., наряду со своими традиционными задачами. Однако в ИТ принято чётко разделять Big Iron (мейнфреймы) и всё остальное (серверы). Тут дело и в архитектуре, и в философии использования.

С точки зрения архитектуры, классический мейнфрейм — это монолитное вертикально масштабируемое решение. У него нестандартное проприетарное железо, уникальный процессорный набор команд, специализирующийся на обработке огромного количества транзакций и данных. Также у мейнфрейма есть специальные шины и канальные контроллеры для ввода-вывода (вместо привычных нам шин PCIe и SATA), своя система памяти, свои схемы резервирования компонентов. 

Всё внутри мейнфрейма ориентировано на максимальную целостность и производительность. Например, за счёт архитектуры каналов обмен данными идёт по тысячам внутримашинных высокоскоростных линий, в обход узких мест обычных сетей. 

Для серверов же характерна максимальная ставка на стандартное массовое железо. Типичный сервер — это архитектура x86-64 (или ARM) с обычными компонентами, аналогичными десктопным, просто более мощными и надёжными (серверные CPU, ECC-память, RAID-массивы дисков и прочее). Такая машина сама по себе не претендует обслужить весь мир, но легко объединяется с другими по сети. Вместо одного супермощного CPU — кластер из десятков дешёвых CPU, а вместо монолитной ОС — множество копий ОС на каждом узле, координирующихся через приложения. Так, дизайн серверов нацелен на горизонтальную масштабируемость.

Есть и идеологические различия. Мейнфреймы — это наследники больших ЭВМ со своей закрытой экосистемой. До последних лет они оставались довольно закрытыми: собственные ОС (z/OS, z/VM), свои транзакционные мониторы (CICS), свои БД (IMS, DB2 на z/OS), свой корпус legacy-программ на COBOL/PL/I, который тянется с 60-х. Также сообщество специалистов по мейнфреймам достаточно узкое и консервативное, со своими устоявшимися подходами. 

С другой стороны, серверы — это открытые системы. Здесь правят UNIX-подобные ОС (Linux и разные BSD, коммерческие UNIX) и Windows, стандартные языки программирования, тысячи поставщиков софта и свободный обмен данными по общим протоколам. В 80-х годах одним из главных упрёков к мейнфреймам было как раз несоблюдение принципа открытых систем. 

Наконец, есть и важное семантическое различие. Понятие «сервер» — функциональное. Сервером может быть любой компьютер (хоть ПК, хоть телефон, хоть мейнфрейм), на котором крутится серверное программное обеспечение и который отвечает на запросы клиентов. То есть «сервер» — это роль. 

Сегодня мы можем сказать «сервер упал» и иметь в виду как физическую железку, так и виртуальную машину, и даже абстрактный сервис в облаке. Термин максимально широк и универсален. 

А вот мейнфрейм — это про классовую принадлежность железа и архитектуры. Поэтому сов��еменные специалисты легко говорят о серверных приложениях на мейнфрейме, но почти никогда не называют обычные серверы «мейнфреймами». 

Почему термин «мейнфрейм» остался в прошлом

В 1990-е годы, на волне расцвета клиент-серверных технологий, слову «мейнфрейм» чуть было не вынесли приговор. Аналитики наперебой твердили, что большие ЭВМ вымирают, как динозавры. 

В 1991-м в журнале InfoWorld даже появилось пророчество: «Последний мейнфрейм будет отключён 15 марта 1996 года». В самом IBM в 90-х начались непростые времена — продажи крупных систем падали, руководство искало новые направления (серверы на базе Power и PC) и даже урезало R&D бюджеты мейнфрейм-направления.

Поколение молодых ИТ-специалистов видело в мейнфреймах архаику: дорогие шкафы, устаревшие терминалы и COBOL-программы, о которых ходили байки. На фоне бурного прогресса PC и UNIX-серверов, которые быстро наращивали мощность и при этом были куда дешевле и компактнее, старый большой железный друг выглядел анахронизмом. 

Сюда добавлялись высокий порог вхождения (разобраться в мейнфрейме было не так-то просто, обучение стоило денег) и активный маркетинг конкурентов. Конечно, вендоры, продававшие новые мини-компьютеры и серверы, не хотели называть их «мейнфреймами» — им нужно было дистанцироваться от имиджа устаревшей мейнфрейм-монополии IBM. Так слово «сервер» захватило умы и бюджеты, а слово «мейнфрейм» стало чем-то из истории, наравне со старыми добрыми перфокартами.

И всё же термин «мейнфрейм» не исчез. Он просто закрепился за своим нишевым сегментом. IBM не прекратила развитие больших систем, а, напротив, в ответ на кризис провела глубокую модернизацию. В 1990-х мейнфреймы пережили ребрендинг — IBM System/390 назвали Enterprise Server, а позже семейство переименовали в IBM Z. Изменилось и позиционирование, теперь мейнфрейм был представлен как современная платформа для корпоративных нагрузок, в том числе интернет-приложений. 

Однако на рынке и в культуре терминология окончательно закрепилась. Слово «сервер» оказалось удобным и ёмким, и оно вытеснило специфичные названия классов машин. Мейнфреймы стали историей (хотя и живой), а звание флагманов индустрии перешло к серверным технологиям.

© 2025 ООО «МТ ФИНАНС»