Het millennium loopt op zijn eind en een zekere hang naar het verleden hoort daarbij. In dit retrospectief doet het mainframe opgeld. Elektronisch zakendoen kan bijna niet zonder deze superserver die zich heeft ontpopt van logge brontosaurus tot razendsnel raspaardje. Het mainframe is meer dan retro.
Begin jaren negentig is het mainframe in de ban gedaan. Onderzoeksbureaus als Gartner, IDC en Forrester Research voorspelden een roemloos eind. In een moderne, democratische samenleving past immers niet iets als een centrale Moloch, waarbij het rekencentrum als Heilige der Heiligen louter te betreden was door strakgepakte of witgejaste mannen. Deze ‘hoge priesters’ bepaalden vervolgens op onverklaarbare wijze en met onnavolgbare methoden welke werknemers wanneer de oerkracht van het rekenwonder mochten aanspreken.
De kamerbrede en manshoge machines zouden het afleggen tegen de zo geroemde, kakelverse client/server-architectuur. De zoveelste ‘paradigm shift’ deed zijn intrede in de IT-wereld. Een gedistribueerde omgeving leek vele malen meer te verkiezen boven het centraal geleide keizerrijk van de rekencentra. De toen vijftienjarige PC bleek uitgegroeid tot een symbiotische gemeenschap van servers en clients. Vrijheid, flexibiliteit, lage prijzen en rekenkracht op de werkvloer (‘Information at your fingertips’, zoals Bill Gates declameerde) overvleugelden de traagheid, lompheid en enorme aanschafkosten (hardware én software) van de mainframes. Het apparaat kreeg het predikaat brontosaurus: het grootste reptiel dat ooit (145 miljoen jaar geleden) de aarde bewandelde: 33 ton gewicht en 27 meter lang. Een dier met als belangrijkste eigenschap: uitgestorven.
Bert Smelik, pre sales engineer bij Amdahl in Utrecht, Ronald Huber (S/390 manager) en Wolf Rempt (product manager S/390) van IBM in Amsterdam en Kees Zijlstra (marketing manager Clearpath Computer Systems) van Unisys in Amsterdam-Zuidoost zijn het allen met elkaar eens: in de beginjaren negentig durfden zij het woord mainframe nauwelijks in de mond te nemen. Als melaatsen gingen zij door het automatiseringsleven.
De cijfers weerspiegelen dit verhaal. In 1991 gingen er wereldwijd nog166.000 Mips (S/390) over de toonbank, in 1992 zijn dat er nog ‘slechts’ 156.000, om te zakken naar het dieptepunt van 154.000 Mips in 1993. Het jaar daarop trekt de verkoop flink aan: 210.000 Mips, om te groeien naar 310.000 in 1995 en 523.000 in 1996 (cijfers van Meta Group). De curve krijgt weer steile trekjes en Meta voorspelt zelfs een verkoop van meer dan twee miljoen Mips in het jaar 2000. Commentaar van de ‘mainframe-mannen’: ”Wij hebben een klein dipje gehad, maar de mensen zijn onze systemen blijven kopen.” Smelik: ‘Wij hebben in 1998 in één jaar meer Mips verkocht dan het totaal van alle jaren daarvoor!’
Overzetten
Hoewel rapporten van analisten en de pers anders deden vermoeden, is het mainframe bij de IT-manager nooit uit beeld geweest. De dip is wellicht te verklaren uit het feit dat destijds geld is vrijgemaakt voor aanschaf van client/serversystemen. Voornamelijk als aanvulling op de bestaande infrastructuur.
Grote ondernemingen hebben in die begindagen van de gedistribueerde omgeving wellicht even getwijfeld of zij het mainframe de deur uit moesten doen, maar die gedachte hebben zij al heel snel verworpen.
De Amerikaanse bank Wells Fargo bijvoorbeeld heeft een modern online banksysteem ontwikkeld dat uiteindelijk draait op mainframes van IBM, Hitachi Data Systems en Amdahl. Barry Lynn, executive vice president van de klanteninformatiegroep bij de bank, zegt in het vakblad Datamation: ‘Ik zeg niet dat mainframe-Mips goedkoper zijn dan Unix-Mips. Maar als je alle kosten in aanmerking neemt die je zou moeten maken om gegevens en applicaties van de mainframes over te zetten naar een ander platform, dan ben ik er absoluut van overtuigd dat je je eigen bedrijf heel wat geld bespaart door de data op mainframes te laten en ze vervolgens zo te verpakken dat ze wel bereikbaar zijn voor open systemen.’
Wells Fargo beschikt inmiddels over een geïntegreerde mix van MVS (lees: OS/390) en Unix-systemen, waarbij klanten via een webbrowser aan de voorkant de gegevens op een mainframe kunnen benaderen.
CMOS
Met het voorbeeld van Wells Fargo hebben we een sprong gemaakt in de geschiedenis. Want Gartner c.s. hadden in de beginjaren van dit decennium ook wel een beetje gelijk, zo valt uit de woorden van de ‘jongens van de grote systemen’ te proeven. Het mainframe wàs toentertijd op een doodlopend spoor beland. De bipolaire systemen hadden hun plafond bereikt. De geïntegreerde schakelingen (een technologie die stamt uit het begin van de jaren zestig) bereikten na stormachtige ontwikkelingen hun grenzen. Deze chips vormden de bouwstenen van de mainframes, waarbij de bipolaire transistoren geringere dichtheden kenden dan hun unipolaire neefjes, maar wel kortere schakeltijden.
Rempt: ‘Tot ’94/’95 sleten wij de bipolaire, watergekoelde machines. Die waren relatief duur. Bovendien werden alle onderdelen steeds groter, terwijl de vraag naar juist kleinere systemen versterkte. Op dat moment kende de bipolaire ‘engine’ een snelheid van zestig Mips met een maximale capaciteit van vijfhonderd Mips en zaten de Cmos-processoren op een snelheid van vijftien Mips met een maximale capaciteit van zestig Mips. De voordelen van deze processoren spreken echter voor zich: luchtgekoeld, laag energieverbruik en veel goedkoper te maken. Bovendien duurde het vijf jaar om de capaciteit van een bipolair systeem te verdubbelen, terwijl dat bij Cmos slechts achttien maanden in beslag neemt.’
Vol trots meldt hij dat de jongste Cmos-generatie (G6) een ‘engine’ heeft van 210 Mips met een totale capaciteit van 1700 Mips (twaalf processoren). Dit twaalftal is thans het fysieke plafond, zegt Rempt, maar Big Blue werkt al aan de volgende generatie waarbij twee processoren op één chip komen. ‘Dan ga je feitelijk naar achtentwintig processoren op één module’, fluistert hij vol ontzag.
Een klein groepje IBM’ers heeft in 1988 in het ontwikkelcentrum te Böblingen (Duitsland) Model 50 van de IBM 9370 gebouwd, het eerste S/370-model met Cmos-technologie. (De 370 is de voorloper van de 390). De rekenkracht lag toen op 1 Mips. Sindsdien is het vermogen met meer dan een factor 200 verbeterd. Dr. Karl-Heinz Strassemeyer, verantwoordelijk voor het S/390 processorontwerp: ‘We stoppen niet alleen meer transistoren op een chip, maar gebruiken ook nieuwe technologieën. Met de G6 hebben we koperdraad in de S/390 geïntroduceerd. En we werken nu aan Silicon on Insulator (SOI), een technologie die de prestaties danig opschroeft en tegelijk zorgt voor lager stroomverbruik.’
Smelik van Amdahl meldt dat zijn bedrijf eind dit jaar al met een server op de markt komt met zestien processoren. Het besturingssysteem OS/390 heeft daar geen enkele moeite mee, omdat het al jaren geleden ontworpen is voor zestien processoren. ‘Wij zijn steeds de eerste’, proclameert de Amdahl’er. Erg veel meer processoren ziet hij voorlopig ook niet komen, omdat de Wet van de Verminderende Meeropbrengst parten gaat spelen; op dit terrein niet geheel toevallig Amdahl’s Law geheten.
Icoon
Slechts luttele jaren heeft het mainframe in het verdomhoekje gezeten, want het client/server-platform bracht nogal wat onverwachte problemen met zich mee. En dan vooral de kosten van het beheer. Nog steeds zijn systeembeheerders en netwerkmanagers druk bezig met het zo lang mogelijk in de lucht houden van de gedistribueerde (Unix- en NT-)omgevingen. Kosten noch moeite worden gespaard om een uptime met vijf negens te krijgen. Maar voorlopig blijft 99,999 procent niet meer dan een schone droom voor beheerders van gedistribueerde platformen. Bij mainframes (of enterprise servers, zoals Big Blue en de andere leveranciers ze nu noemen) is dergelijke ‘uptime’ gesneden koek.
‘Waar het mainframe voorheen als antiek en achterhaald werd beschouwd, dient het thans als icoon voor alles wat degelijk, veilig, snel en voortdurend beschikbaar is. Als Sun of Compaq een zwaar uitgevoerde Unix-server aan de man willen brengen, spreekt de marketeer van een mainframe class machine‘, legt Smelik uit. Gevolgd door de dodelijke opmerking: ‘Het beschikbaarheidsniveau van Unix zit nu op hetzelfde niveau als dat van de S/370 vijftien jaar geleden!’
Amdahl is wereldwijd de grootste distributeur van Sun-servers. ‘Ik heb meegemaakt dat Unix-mensen mij opbelden met de mededeling dat het ‘nu niet uitkwam’ om bij een klant een systeem te implementeren, hoewel daar afspraken over waren gemaakt, en dat het de volgende morgen beter schikte. Zoiets komt bij een mainframe-man niet eens in zijn hoofd op. Een bedrijf dat zijn totale productie gedurende minuten plat legt, omdat een nieuw systeem moet worden geplaatst � en vervolgens doodleuk bellen dat het niet schikt. Nee, daar heerst toch een andere mentaliteit.’
Inmiddels is het mainframe het zinnebeeld geworden van zeer zorgvuldig computeren.
Open
Cmos alleen is niet bepalend geweest voor de herleving van de brontosaurus. De overgang van MVS naar OS/390 markeert evenzeer de tweede jeugd. De Nasa vroeg in 1993 offertes voor een nieuw systeem. Voorwaarde was dat dit platform Posix-‘compliant’ moest zijn (Posix is een ‘subset’ van Unix). Big Blue was er alles aan gelegen een concurrerend bod te doen. ‘In 1995 zaten alle Unix-interfaces, en dat waren er toen ruim zeventien honderd – in OS/390 ingebakken’, aldus Rempt. Voorwaar een prestatie van formaat. Maar ja, wie wil er geen opdracht van Nasa binnenslepen?
De introductie van Open Systems in het besturingssysteem noemen ook Smelik en Zijlstra als mijlpaal. ‘OS/390 is eigenlijk een Unix-systeem’, meent Smelik. Maar dan wel eentje met de voordelen van het mainframe: betrouwbaar, schaalbaar en goedkoop.
Je kan het zo gek niet noemen of OS/390 weet er raad mee. Unix is geen probleem, maar dat geldt evenzeer voor Lotus Notes en Domino (een mainframe dat tienduizenden Notes-gebruikers bedient, is geen uitzondering) en erp-pakketten. En niet te vergeten Windows-applicaties. Het mainframe reserveert inmiddels ruimte voor Windows NT. Hierin excelleert Unisys, dat zich een paar jaar geleden heilig heeft voorgenomen de kreupele Windows-wereld te paren aan de op volle toeren draaiende omgeving van het mainframe.
Tegelijk hebben leveranciers als Attachmate, Apertus, Wall Data, Enterpriselink, Openconnect, Simware en Teubner & Associates met succes een brug geslagen tussen de ‘proprietary data’ op de mainframes en de open omgeving van het ‘world wide web’. Deze tools zitten op een NT- of Unix front-end en converteren alle 3270/SNA datastromen naar Html- of Java-formaat op een veilige manier.
IT-managers weten zich inmiddels nauwelijks raad met gedistribueerde systemen. Ze zijn heel duur in het onderhoud en bieden geen eenduidig overzicht op alle gegevens die ergens in het systeem verborgen zijn. Voor Larry Ellison, directeur van Oracle en verklaard tegenstander van het PC-platform, reden om een paar jaar geleden vertwijfeld uit te roepen dat hij niet snel kon zien hoe zijn bedrijf ervoor staat, omdat alle gegevens wereldwijd verspreid in diverse databases liggen opgeslagen. Consolidatie is het antwoord. Gegevens die van uitermate belang zijn voor de bedrijfsvoering gaan weer terug naar het rekencentrum. Centrale verwerking is tegenwoordig het adagium, omdat dit beheersbaar (lees: goedkoper) is en snellere toegang biedt.
Eigenschappen
Een mainframe beschikt over eigenschappen waaraan NT- en Unix-machines nog lang niet kunnen tippen. Zo zijn ze absoluut veilig. Inbraken in zulke machines zijn, volgens de geïnterviewden, niet gerapporteerd. Piekbelasting is een andere leuke karaktertrek. Het samenspel van uitgekiend besturingssysteem (met een ‘workload-manager’ die zelfs over geografisch verspreid staande mainframes werkt) en hardwareplatform zorgt ervoor dat mainframes vaak op 80 tot 95 procent van hun vermogen draaien. Unix-servers komen vaak niet verder dan 30 procent. Eenzelfde verhouding geldt voor het schijfgebruik. Een OS/390 kan veel meer op dezelfde harde schijf kwijt dan een Unix- of NT-systeem. Een mainframe is bijvoorbeeld ook in staat meerdere typen ‘workloads ’tegelijk af te werken in tegenstelling tot de PC-platformen.
Terwijl systeembeheerders van Unix- en NT-platformen steeds naarstiger zoeken naar een ‘batch-window’ voor back-up van gegevens, hoeven de mainframe-jongens zich daar geen zorgen over te maken. Het besturingssysteem neemt die taak voor zijn rekening.
Met een softwaresleutel kan een klant, naarmate de verwerkingsbehoefte groeit, CPU’s gaan gebruiken die al wel in de machine zijn geplaatst, maar die pas worden benut als er behoefte aan is. Pas dan wordt er ook voor betaald. Uitbreiden zonder dat het systeem ook maar een seconde plat hoeft!
Dit zijn enkele van de eigenschappen die het mainframe geschikt maken voor continue beschikbaarheid, gewenste schaalbaarheid en beveiliging- zeven dagen per week en de klok rond.
E-business
De applicaties bepalen het platform, meent Zijlstra stellig. ‘Wij verkopen oplossingen; het maakt de klant niet uit wat daaronder zit.’ Unisys is onder meer sterk in zorgverzekering en telecommunicatie. Een paar jaar geleden heeft de Amerikaanse groep een toepassing gemaakt voor grote voicemail-systemen. Die zijn inmiddels verkocht aan KPN-Telecom en Dutchtone. ‘Wij gaan de boer op met een prijs per mailbox. Het maakt de klant niet zoveel uit op welk systeem het draait. Als het maar draait en blijft draaien.’ Volgend jaar komt het bedrijf met een applicatie voor ‘video-on-demand’ op de proppen. ‘Voor de bakker om de hoek hebben wij geen toegevoegde waarde’, zegt Zijlstra. ‘Het gaat om grote stromen data en de noodzaak voor vrijwel honderd procent beschikbaarheid.’
Rempt en Huber voegen daaraan toe dat het mainframe uitermate geschikt is voor omgevingen waarop geen enkele manier is te voorspellen welk beslag op de rekenkracht van het apparaat zal worden gelegd. Flexibiliteit is het credo. En daarmee zijn ze aangeland bij ‘e-business’. ‘Het gedrag van klanten via internet is niet te bepalen. Je weet niet hoeveel mensen er tegelijk een order willen plaatsen. Er gebeurt iets met cola in België en de webservers van de fabriek krijgen over de hele wereld van alles te verwerken. Dan moet je een systeem hebben dat soepeltjes overweg kan met zulke piekbelastingen.’ Zij voegen eraan toe dat e-handel in Nederland nog achterloopt op de ontwikkelingen in de VS. ‘Als we de Amerikaanse situatie projecteren op Europa, dan staan we aan de vooravond van een S/390-explosie’, zeggen ze hoopvol.
Over mainframes praatten ze dan ook niet meer. De machines gaan een gloedvolle toekomst tegemoet onder de benaming enterprise server.
Teus Molenaar, freelance redacteur
Geheugensteuntjes
Mainframe
.Op historische gronden wordt een mainframe eerder geassocieerd met een centralistische dan met een gedistribueerde omgeving. Tegenwoordig spreken de leveranciers niet meer van mainframes, maar van grote servers.
CMOS
Complimentary Metal-Oxide Semiconductor staat voor de halfgeleider-technologie die wordt gebruikt in de transistoren op de hedendaagse chips. Halfgeleiders (gemaakt van silicaat en germanium) geleiden elektriciteit wel, maar niet erg enthousiast. Delen van de transistoren krijgen toevoegingen waardoor ze alleen negatief danwel positief geladen elektronen vervoeren. Cmos gebruikt beide transistoren aanvullend, zodat een matrix ontstaat waarmee de elektriciteitsstromen efficiënt zijn te beheersen. Als ze niet worden gebruikt, benutten Cmos-transistoren nauwelijks energie. Aangezien de stroomrichtingen echter steeds sneller wijzigen, worden de transistoren heet. Deze karakteristiek neigt ernaar de snelheid waarmee microprocessoren opereren af te remmen.
Overigens hebben Comparex (M2000-serie) en Hitachi (Skyline-familie) gekozen voor een combinatie van Cmos en bipolaire technologie. Zij beweren met ACE-technologie (Advanced Cmos/ECL) de krachtigste systemen van dit moment te maken. Begin volgend jaar komt de M2000-opvolger (M3000 met 16 instructieprocessoren) op de markt. Die heeft een capaciteit van 3200 Mips.
Amdahl’s Law
De Wet van Amdahl refereert aan een observatie die Gene Amdahl in 1967 deed. Hij zag dat het toevoegen van meer processoren niet betekende dat programma’s daardoor ook altijd sneller draaien, maar zelfs langzamer. Te vergelijken met de Wet van de Verminderende Meeropbrengst uit de economie. Amdahl’s Law is altijd een argument tegen te inzet van ‘massive parallel processing’. De laatste tijd echter staat de wetmatigheid onder druk. De Sandia National Laboratories en de faculteit Computerwetenschappen aan de Brown University in het Amerikaans Providence menen dat de Wet herzien moet worden op grond van eigen onderzoek.
Waterkoeling
De bipolaire technologie die in vroegere (voor ’94) mainframes werd gebruikt, leverde processoren op die in de dagelijkse praktijk gloeiend heet werden. Om ze op de gewenste temperatuur te houden, moesten ze met water worden gekoeld. Bij Météo France in Toulouse staat nog een afgedankte Cray 2 supercomputer, net voor de ingang naar het rekencentrum. Naast de cirkelvormige, manshoge rekenmachine staat een plexiglazen, rechthoekig reservoir waarin van tijd tot tijd honderden liters water kolken, na hun tocht door de spelonken van het ‘processorenkasteel’. In het rekencentrum heeft een Fujitsu mainframe het werk overgenomen.
‘We houden de Cray nog als museumstuk � raken we toch niet aan de straatstenen kwijt. Het bleek goedkoper een nieuw mainframe aan te schaffen dan wat we kwijt waren aan het onderhoud van de waterkoeling’, zegt Alain Beuraud, hoofd van het rekencentrum.
Overigens komen Amdahl en IBM eind dit jaar met hun topmodellen: inderdaad, watergekoeld. Zij het via een intern systeem; de klant ziet geen buizen meer waar de koelvloeistof doorheen loopt.
Mips
Million Instructions Per Second is een eenheid voor de verwerkingssnelheid van een computer. Op zichzelf zegt het getal niet alles over de prestaties van een computersysteem, omdat eveneens bepalend is hoeveel instructies een machine tegelijk kan verwerken (parallel). Vandaar dat Mips ook weleens spottend wordt vertaald als ‘Misleading Indicator of Processor Speed’.
Tevens is de afstemming van applicatie op hardware, waar ook Unisys veel werk van maakt, een indicatie voor de spierballen van het mainframe. Unisys’ Zijlstra: ‘Wij kunnen met minder Mips dezelfde taken verrichten als IBM.’ Uiteindelijk is een combinatie van dergelijke factoren bepalend voor het totale rekenvermogen.
Toch is het handig aan te geven hoeveel Mips er wereldwijd worden verhandeld, omdat dit een objectief meetbare eenheid is en het toch een indicatie geeft van de rekenhonger van de dataverwerkingssystemen.
Leveranciers
Wie mainframe zegt, denkt aan IBM, dat ongeveer 70 procent van de markt in handen heeft. Maar er zijn meer leveranciers, die bovendien ook goede zaken doen met de superservers. Te beginnen met Amdahl, volle dochter van Fujitsu. Dit bedrijf verkoopt de Millennium-servers die eveneens onder OS/390 draaien. Waarin de apparaten verschillen van die van IBM? Vooral in prijs, reageert Bert Smelik van Amdahl. ‘De kosten van een mainframe bestaan voor tweederde uit de prijs voor software en eenderde voor de hardware. De prijs die een klant moet betalen voor software is afhankelijk van de capaciteit van de machine. Wij hebben dan ook meer dan honderd modellen; wie weinig nodig heeft, koopt weinig. Amdahl heeft namelijk geen belang in de licenties voor software. IBM wel; die verdient op beide componenten.’
Unisys heeft zijn eigen systemen, Clearpath genaamd en heeft de zware servers tot een geslaagd huwelijk met Windows NT weten te bewegen. Unisys heeft eveneens zijn eigen (mainframe)besturingssystemen ontwikkeld. Siemens levert mainframes in Cmos- en Risc-technologie onder het besturingsprogramma BS2000/OSD. Het bedrijf signaleert een toenemende belangstelling als gevolg van de aansluiting op internet en intranet.
Bull koppelt de ‘open wereld’ anders dan IBM aan zijn besturingssysteem GCOS. De Fransen kozen voor ‘close coupling’ met een standaard Unix- of NT-box. Ook Bull ziet de ‘enterprise servers’ als ‘betrouwbare Web/E-commerce server met een vrijwel onbeperkte schaalbaarheid’.
Comparex (voormalige dochter van BASF en Siemens) verkoopt, na IBM, in Nederland de meeste mainframes. De afgelopen jaren heeft het bedrijf acquisities verricht waarmee het kennis van ‘super-Unix-systemen’, beveiliging en netwerken in huis haalde. ‘De marktbehoefte aan gecombineerde kennis van S/390-systemen en open systemen, uiteraard inclusief alle netwerkarchitectuur en databeveiliging die daartussen wenselijk is, lijkt explosief te groeien’, aldus een Comparex-woordvoerder.
